中央网关模块(ZGM)将主总线相互连接。例如一个数据总线为 FlexRay、MOST或K-CAN。这样中央网关模块的网关功能就实现了不同总线系统之间的数据交换如果通过D-CAN(诊断CAN)连接了诊断系统,则中央网关模块将诊断系统的查询信息传递给内部总线。反馈电码以相反的方向流经该过程。 中央网关模块不再将所有存在的主总线相互连接。中央网关模块连接哪条主总线取决于年款和车辆装备。 为了在联网的控制单元中实现各项功能的同步执行,就需要有一个统一的时基。由于所有控制单元内部都采用自己的节拍发生器进行工作,因此必须通过总线进行时间匹配。在中央网关模块的开始阶段,几个控制单元(ZGM、DSC、ICM和DME/DDE)起到同步结点的作用。为了保证 FlexRay无故障同步,至少需要两个控制单元与ZGM进行通信。例如,果DSC失灵,便可以将ICM和DME/DDE控制单元用作同步结点。如果 FlexRay有故障,就务必要检查控制单元ZGM、DSC、ICM和DME/DDE的总线导线。 在中央网关模块中集成了一项用于车辆配置的系统功能。该系统功能的主要任务是将特定数据(例如车辆任务、车辆配置、整合等级)集中存储在车辆中。车辆任务和整合等级还要在CAS控制单元中进行存储。这样可以确保在中央网关模块更换后恢复信息。根据诊断系统或车辆内部系统功能的请求,可通过诊断命令调用存储在车辆配置中的信息。 除了各个控制单元的本地故障码存储器外,该子功能的任务还包括中央存储检查控制信息。中央网关模块是该功能的主控单元,也被称为诊断主控单元。 车辆状态管理描述了通信车载网络的启动和关闭。除了对所有控制单元有约束力的一般性请求外,还定义了级联(同时启动和关闭车载网络中的所有总线)和唤醒及休眠存储器。
级联的功能是确保所有车载网络中的数据总线能同时启动和关闭(休眠)。对此在中央网关模块中具有一项主功能,可以确定是否允许车载网络休眠。该主功能可以控制一些负责各个数据总线启动和休眠的从属功能。这些从属功能存在于下列控制单元中:中央网关模块,例如用于K-CAN、K-CAN2、 PT-CAN、 FlexRay和MOST总线;数字式发动机电子
伺控系统(DME),例如用于 PT-CAN2。
如果车辆未正确唤醒或休眠,则通常导致整车电量消耗增加。有时可能导致蓄电池电量耗尽,并因此导致车辆抛锚。使用唤醒及休眠存储器,车辆状态管理系统提供探测错误唤醒和休眠过程并采取应对措施。
为此,车辆状态管理应首先查明可能导致控制单元将车辆唤醒的所有原因。如果存在这种原因,则唤醒控制单元必须向包含在ZGM中的唤醒及休眠存储器报告。如果存在错误的唤醒,则将被记录在ZGM中(故障记录,其中还包含唤醒控制单元和作为环境条件的唤醒原因)。时间显示和当前的里程数通常作为其他的环境条件进行存储。ZGM在这种情况下要采取应对措施,其中包括发送 Power down命令。如果唤醒过程此后仍然发生错误,则请求复位总线端Kl.30F,随后持久切断总线端K1.30F。
同唤醒过程一样,在休眠时也可能会出现故障。发生这样一个故障时,唤醒及休眠存储器也创建一条故障记录并采取与发生唤醒错误时相同的措施。要对所有可以唤醒车辆的控制单元进行定义并分配一个识别号码(十六进制数字)。
每个唤醒控制单元在唤醒后的2s发送一个信息至ZGM。通过该信息,ZGM被告知唤醒的原因(例如,通过打开驾驶员侧车门唤醒时的脚部空间模块,唤醒原因为“左前车门触点”)在常规运行中停用以太网入口。在每次使用前必须将该入口激活或在使用后重新退出通过插上 ICOM A,将激活导线(端子8)与总线端K1.30B(端子16)连接,从而激活以太网入口。此时,中央网关模块中的以太网组件通过激活导线收到信号(总线端K1.30B的电平)。从诊断插座上拔下 ICOM A,停用以太网入口。
以太网中的每个通话双方包含了世界范围唯一分配的识别号码,即MAC( Media access Control)地址。通过该MAC地址,网络中的通话双方可进行唯一识别。车辆的MAC地址位于ZGM中并且无法修改。
底盘号码可以识别BMW编程系统对应的车辆。在同车辆进行通信之前,必须确保基于IP的网络中的每个设备包含一个逻辑识别号码,即IP地址。IP地址在每个网络区域(子网络)中只能是唯一的并能分配为动态或静态形式。通过以太网激活连接并建立物理连接后,中央网关模块从 ICOM A中被分配一个IP地址。通过一个特殊方式,即所谓的“车辆身份识别”,可在诊断系统或编程系统和ZGM之间进行IP地址、底盘号码和MAC地址交换。
修理厂网络内的车辆从而能进行唯一识别并能建立通信连接。
网络中IP地址的功能类似于电话网中的电话号码。该IP地址可通过DHCP( DynamicHost Configuration Protocol)进行分配。这是一种自动将IP地址分配到网络中新终端设备的方法。在终端设备上只能对IP地址的自动参考进行调整。在不断变化的修理厂网络设施中进行操作时,必须将IP地址分配为动态形式(DHCP服务器)。应该调整车辆以符合网络要求,而不是调整网络符合车辆要求。在拔下 ICOM A后需将分配的IP地址在DHCP服务器中调整时间的检测之后重新改为自由。通过以太网入口,数据被传输至车辆中,并通过中央网关模块在车辆中被分配。以太网连接对于D-CAN接口的作用方式和时间特性没有影响。
必须避免同时使用D-CAN和以太网入口。同时使用很有可能造成车辆内部诊断命令的冲突。因此,通过两个入口进行的通信会受到干扰。
编程始终通过以太网访问进行。通过D-CAN只能进行诊断,不能编程。必须一直保持车辆的连接,直到编程过程完全结束。ZGM可以执行网关功能并通过数据总线将数据分配给其他控制单元。
出于辨伪保护的原因,在中央网关模块中安装了主安全模块。此外,在部分控制单元
(例如汽车信息中心、组合仪表、平视显示系统、控制器)中安装了客户安全模块。主安全模块定期发送提问给单个的客户安全模块。可能出现的故障和偏差都会被记录下来,并在服务中经 JETstream在传送 FASTA数据时通知 BMW AG总部。售后服务人员无法访问控制单元内所存储的有关通过诊断系统进行的操作信息。
以太网只有在诊断插头插入的情况下才能被激活。诊断插头中的端子8和端子16之间有一个电桥。电桥转换中央网关模块中的以太网控制器的供电电压。也就是说,连接中央网关模块的以太网入口在客户行驶模式中停用。信息系统和通信系统之间通过以太网建立的连接持续激活。
以太网中的每个通话双方包含了单独的识别号码和一个MAC地址。BMW编程系统对应的车辆可通过该地址和底盘号码( Vehicle identification number)在建立联系时识别。可以通过第三方避免更改数据语句和存储器值。同办公室里的计算机网络一样,网络中的每设备都必须获得一个唯一的识别号码。因此,在建立联系之后编程系统的中央网关模块会获得一个TP地址。该IP地址可通过DHCP进行分配。这是一种自动将IP地址分配到网络中终端设备的方法。
根据不同的车辆装备,在中央网关模块中存在带有总线驱动器的星形耦合器。在该总线驱动器上连接有 FlexRay控制单元。
为了避免在 FlexRay出现反射,在数据导线的两端使用了终端电阻。如果在总线驱动器上只连接了一个控制单元,则在总线驱动器和控制单元的端口上各使用了一个终端电阻如果控制单元上的端口不是物理终端节点,则必须为每个总线路径终端上的组件使用终端电阻。K-CAN2内的终端电阻位于中央网关模块和接线盒电子装置中。D-CAN的终端电阻位于中央网关模块和诊断插头中(电线束侧)。
MOST环形结构的标准配置(按照顺序安装在MOST环形结构内的控制单元)保存在主机和中央网关模块内。如果要加装一个控制单元或更新中央网关模块/汽车信息中心,必须重新存储标准配置。可使用编程进行标准配置。在环形结构断裂时,可以通过标准配置发现哪些控制单元之间有断路。
每个MOST控制单元都可以发送多媒体传输系统总线中的数据。仅中央网关模块能够实现MOST总线和其他总线系统之间的数据交换。此时,主机起到主控单元的作用。中央网关模块是连接其余总线系统的网关。
接线盒中的配电器可为中央网关模块提供总线端K1.30F。中央网关模块通过三个插头与车载网络相连,如图11-1所示,内部连接如图11-2所示。
中央网关模块失灵时要进行标准检测(整体检测过程)。存在某个控制单元内部故障时,预计出现以下情况:中央网关模块中出现故障记录。
