用于雙致動(dòng)系統(tǒng)的冗余can接口的制作方法
【專利摘要】除了別的之外，可以在致動(dòng)器控制器中具體化本說明書的主題，該致動(dòng)器控制器包括：與第一通信地址相關(guān)聯(lián)的第一通信節(jié)點(diǎn)（301）；第一通信端口（310）；與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信端口（312）；以及路由器（314）。該路由器（314）對(duì)在第一通信端口（310）和第二通信端口（312）處接收到的消息作出響應(yīng)，以便將在第一通信端口（310）處接收到的且包括第一通信地址的第一消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)（301），將在第一通信端口（310）處接收到的且包括第二通信地址的第二消息路由到第二通信端口（312），以及將在第二通信端口（312）處接收到的且包括第一通信地址的第三消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)（301）。
【專利說明】用于雙致動(dòng)系統(tǒng)的幾余GAN接口
[0001 ]優(yōu)先權(quán)主張
本申請(qǐng)主張2014年I月21日提交的號(hào)為N0.14/160，353的美國申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，通過弓I用將其整體內(nèi)容合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于向控制器局域網(wǎng)絡(luò)中的端點(diǎn)設(shè)備提供冗余通信的系統(tǒng)和技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線是允許設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)彼此通信的通信標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線是在航空、汽車、海事、自動(dòng)化和醫(yī)療器械應(yīng)用中使用的流行標(biāo)準(zhǔn)。CAN使用基于消息的串行總線協(xié)議來將各個(gè)系統(tǒng)和傳感器作為替代連接到之前的應(yīng)用中使用的傳統(tǒng)多線機(jī)。CAN可以允許部件在高達(dá)IMbps的單或雙線聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)總線上通信。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]總的來說，本文檔描述用于向控制器局域網(wǎng)絡(luò)中的端點(diǎn)設(shè)備提供冗余通信的系統(tǒng)和技術(shù)。
[0005]在第一方面中，致動(dòng)器控制器包括與第一通信地址相關(guān)聯(lián)的第一通信節(jié)點(diǎn)、第一通信端口、與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信端口、以及路由器。該路由器對(duì)在第一通信端口和第二通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)，以將在第一通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第一消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)、將在第一通信端口處接收到的且包括第二通信地址的第二消息路由到第二通信端口、以及將在第二通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第三消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)。
[0006]各種實(shí)施方式可包括以下特征中的一些、所有或一個(gè)都不包括。致動(dòng)器控制器可以包括同步器，其中路由器進(jìn)一步作出響應(yīng)以從同步器接收第四消息并將第四消息路由到第二端口，該第四消息描述第一致動(dòng)器的狀態(tài)，用于路由器路由到第二端口。路由器可以進(jìn)一步作出響應(yīng)以將在第二通信端口處接收到的且包括描述第二致動(dòng)器的狀態(tài)的狀態(tài)信息的第五消息路由到同步器。致動(dòng)器控制器可以包括同步器，其中路由器進(jìn)一步作出響應(yīng)以便從同步器接收第四消息并將第四消息路由到第一端口，第四消息描述第一致動(dòng)器的狀態(tài)，用于路由器路由到第一端口。路由器可以進(jìn)一步作出響應(yīng)以將在第一通信端口處接收到的且包括描述第二致動(dòng)器的狀態(tài)的狀態(tài)信息的第五消息路由到同步器。路由器可以進(jìn)一步作出響應(yīng)以便將在第一通信端口處接收到的廣播消息路由到第一節(jié)點(diǎn)和第二通信端口，并且將在第二通信端口處接收到的廣播消息路由到第一節(jié)點(diǎn)。致動(dòng)器控制器可以是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線節(jié)點(diǎn)，第一端口和第二端口中的至少一個(gè)可以是CAN總線端口，其中第一消息、第二消息和第三消息中的至少一個(gè)可以是CAN格式的消息，并且其中第一通信地址和第二通信地址中的至少一個(gè)是CAN網(wǎng)絡(luò)地址。
[0007]在第二方面中，用于提供冗余致動(dòng)器控制器通信的方法包括提供第一致動(dòng)器控制器，該第一致動(dòng)器控制器包括與第一通信地址相關(guān)聯(lián)的第一通信節(jié)點(diǎn)、第一通信端口、與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信端口、以及第一路由器。該方法還包括在第一通信端口處接收第一消息(該第一消息標(biāo)識(shí)第一通信地址)，由第一路由器且基于第一通信地址將第一消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)，在第一通信端口處接收第二消息(該第二消息標(biāo)識(shí)第二通信地址)，并且由第一路由器且基于第二通信地址將第二消息路由到第二通信端口。
[0008]各種實(shí)施方式可包括以下特征中的一些、所有或一個(gè)都不包括。該方法還可以包括提供第二致動(dòng)器控制器，其具有與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信節(jié)點(diǎn)，第三通信端口，與第一通信地址相關(guān)聯(lián)且與第二通信端口通信的第四通信端口，以及第二路由器，其中由第一路由器且基于第二通信地址將第二消息路由到第二通信端口還包括在第四通信端口處提供第二消息，以及由第二路由器且基于第二通信地址將第二消息路由到第二通信節(jié)點(diǎn)。該方法可以包括在第三通信端口處接收第三消息(該第三消息標(biāo)識(shí)第二通信地址)，由第二路由器且基于第二通信地址將第三消息路由到第二通信節(jié)點(diǎn)，在第三通信端口處接收第四消息(該第四消息標(biāo)識(shí)第一通信地址)，由第二路由器且基于第一通信地址將第四消息路由到第四通信端口，在第二通信端口處提供第四消息，以及由第一路由器且基于第一通信地址將第四消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)。第一致動(dòng)器控制器還可以包括第一同步器，并且所述第二致動(dòng)器控制器還可以包括與第一同步器通信的第二同步器，并且該方法還可以包括由第一同步器將同步信息提供給第一路由器，由第一路由器將同步信息路由到第二通信端口，通過第四通信端口從第二通信端口接收同步，以及由第二路由器將同步信息路由到第二同步器。第一致動(dòng)器控制器可以包括第一同步器并且第二致動(dòng)器控制器可以包括與第一同步器通信的第二同步器，并且該方法可以包括由第一同步器將同步信息提供給第一路由器，由第一路由器將同步信息路由到第一通信端口，通過第三通信端口從第一通信端口接收同步，以及由第二路由器將同步信息路由到第二同步器。該方法還可以包括在第一通信端口處接收廣播消息，以及由第一路由器將廣播消息路由到第一節(jié)點(diǎn)和第二通信端口。該方法可以包括在第二通信端口處接收廣播消息，以及由第一路由器將廣播消息路由到第一節(jié)點(diǎn)。該方法可以包括在第三通信端口處接收廣播消息，以及由第二路由器將廣播消息路由到第二節(jié)點(diǎn)和第四通信端口。該方法還可以包括在第四通信端口處接收廣播消息，以及由第二路由器將廣播消息路由到第二節(jié)點(diǎn)。
[0009]在第三方面中，一種致動(dòng)控制系統(tǒng)包括第一致動(dòng)器控制器，其具有與第一通信地址相關(guān)聯(lián)的第一通信節(jié)點(diǎn)，第一通信端口，與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信端口，以及對(duì)在第一通信端口和第二通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)的第一路由器。該系統(tǒng)還包括具有與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信節(jié)點(diǎn)的第二致動(dòng)器控制器，第三通信端口，與第一通信地址相關(guān)聯(lián)的第四通信端口，以及對(duì)在第三通信端口和第四通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)的第二路由器。第二通信端口與第四通信端口雙向通信。第一路由器對(duì)在第一通信端口和第二通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)，以便將在第一通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第一消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)、將在第一通信端口處接收到的且包括第二通信地址的第二消息路由到第二通信端口、以及將在第二通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第三消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)。第二路由器對(duì)在第三通信端口和第四通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)，以便將在第三通信端口處接收到的且包括第二通信地址的第四消息路由到第二通信節(jié)點(diǎn)、將在第三通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第五消息路由到第四通信端口、以及將在第四通信端口處接收到的且包括第二通信地址的第六消息路由到第二通信節(jié)點(diǎn)。
[0010]各種實(shí)施方式包括以下特征中的一些、所有或一個(gè)都不包括。第一致動(dòng)器控制器可以包括第一同步器，并且第二致動(dòng)器控制器可以包括與第一同步器通信的第二同步器，并且其中第一同步器可以被配置成將描述第一致動(dòng)器控制器的狀態(tài)的第一同步信息提供給第一路由器以便路由到第二通信端口和第四通信端口，第二路由器被進(jìn)一步配置成將第一同步信息路由到第二同步器，并且其中第二同步器被配置成將描述第二致動(dòng)器控制器的狀態(tài)的第二同步信息提供給第二路由器以便路由到第四通信端口和第二通信端口，第一路由器被進(jìn)一步配置成將第二同步信息路由到第一同步器。第一致動(dòng)器控制器可以包括第一同步器，并且第二致動(dòng)器控制器可以包括與第一同步器通信的第二同步器，并且其中第一同步器被配置成將描述第一致動(dòng)器控制器的狀態(tài)的第一同步信息提供給第一路由器以便路由到第一通信端口和第三通信端口，第二路由器被進(jìn)一步配置成將第一同步信息路由到第二同步器，并且其中第二同步器可以被配置成將描述第二致動(dòng)器控制器的狀態(tài)的第二同步信息提供給第二路由器以便路由到第三通信端口和第一通信端口，第一路由器被進(jìn)一步配置成將第二同步信息路由到第一同步器。第一致動(dòng)器控制器和第二致動(dòng)器控制器可以是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線節(jié)點(diǎn)，并且第一通信端口和第三通信端口可以是CAN總線端口。
[0011]這里描述的系統(tǒng)和技術(shù)可以提供以下優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。第一，系統(tǒng)可以提供到CAN節(jié)點(diǎn)的冗余通信。第二，系統(tǒng)可以降低實(shí)施冗余CAN通信所需的電線數(shù)目以及與它們相關(guān)聯(lián)的重量和成本。第三，系統(tǒng)可以將各CAN節(jié)點(diǎn)之間的其它信息交換和同步從中央控制器和較廣闊的CAN網(wǎng)絡(luò)卸載到CAN節(jié)點(diǎn)和各節(jié)點(diǎn)之間的局部鏈接。第四，系統(tǒng)可以降低每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的CAN控制器的數(shù)目。
[0012]在下面的附圖和【具體實(shí)施方式】中闡述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。根據(jù)【具體實(shí)施方式】和附圖，并且根據(jù)權(quán)利要求，其它特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯見的。
【附圖說明】
[0013]圖1是用于向單個(gè)節(jié)點(diǎn)提供冗余通信的現(xiàn)有技術(shù)配置的示意圖。
[0014]圖2是用于向一對(duì)節(jié)點(diǎn)提供冗余通信的現(xiàn)有技術(shù)配置的框圖。
[0015]圖3是示出用于向一對(duì)節(jié)點(diǎn)提供冗余通信的系統(tǒng)的示例的框圖。
[0016]圖4是示出節(jié)點(diǎn)內(nèi)的示例通信流的框圖。
[0017]圖5是示出用于將冗余通信提供給一對(duì)節(jié)點(diǎn)的示例過程的流程圖。
[0018]圖6是示出用于在一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間共享同步信息的示例過程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1是用于向單個(gè)節(jié)點(diǎn)110提供冗余通信的現(xiàn)有技術(shù)配置100的示意圖。在所圖示的配置中，節(jié)點(diǎn)110被連接到通信信道120和通信信道130。在這樣的配置中，可以通過通信信道120、130中的一個(gè)或二者將消息傳送到節(jié)點(diǎn)110。假如通信信道120失效，到節(jié)點(diǎn)110的通信可以使用信道130來繼續(xù)。同樣，假如通信信道130失效，到節(jié)點(diǎn)110的通信可以使用信道120來繼續(xù)。
[0020]圖2是用于向節(jié)點(diǎn)110和節(jié)點(diǎn)210提供冗余通信的現(xiàn)有技術(shù)配置200的框圖。與配置100類似，節(jié)點(diǎn)210接收來自通信信道220和通信信道230的冗余通信。
[0021]在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)或更多個(gè)節(jié)點(diǎn)(例如節(jié)點(diǎn)110和210)可以被一起用來提供致動(dòng)器或其它可控設(shè)備的同步或冗余控制。在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)或更多個(gè)節(jié)點(diǎn)(例如節(jié)點(diǎn)110和210)可以在功能上獨(dú)立，但是靠近彼此設(shè)置。在任一情況下，需要四個(gè)通信信道120、130、220和230以便向節(jié)點(diǎn)110、210二者提供冗余通信。所使用的每個(gè)通信信道都會(huì)增加它們用在其中的應(yīng)用的成本、重量、空間和復(fù)雜性。例如，在飛機(jī)應(yīng)用中，這些因素(例如成本、重量、空間和復(fù)雜性)中的一些或全部對(duì)飛機(jī)應(yīng)用的成功有負(fù)面影響。此外，在需要節(jié)點(diǎn)110、210的同步操作的應(yīng)用中，使用通信信道120、130、220和230中的單獨(dú)信道可能需要同步功能成為中央控制器的職責(zé)。在這樣的實(shí)施方式中，通信信道120、130、220和230之間的CAN總線通信和/或等待差的基于消息的本性會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)110、120的同步性產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，節(jié)點(diǎn)110和210可以控制機(jī)械連接的兩個(gè)致動(dòng)器(例如每個(gè)合作地旋轉(zhuǎn)共用軸的相對(duì)端以致動(dòng)單個(gè)機(jī)械輸出端)。單控制器可能必須首先向節(jié)點(diǎn)110發(fā)出CAN消息以移動(dòng)到所選位置，并且然后向節(jié)點(diǎn)210發(fā)出CAN消息以移動(dòng)到同一所選位置。在這樣的示例中，節(jié)點(diǎn)110可能在節(jié)點(diǎn)210做之前首先接收其消息并開始移動(dòng)，這將引起沿著機(jī)械連接的不需要的壓力。
[0022]通過使用虛擬信道和路由器軟件，可以執(zhí)行冗余通信和同步信息。圖3是示出用于向節(jié)點(diǎn)301和節(jié)點(diǎn)302提供冗余通信的系統(tǒng)300的示例的框圖。在一些實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)301和/或節(jié)點(diǎn)302可以是CAN總線端點(diǎn)，諸如可控致動(dòng)器、開關(guān)、繼電器、定位器、傳感器、運(yùn)動(dòng)控制器、通信橋或繼電器、或可以從CAN總線接收消息的任何其它適當(dāng)設(shè)備。例如，節(jié)點(diǎn)301和/或302可以是數(shù)字閥定位器，例如可以響應(yīng)于數(shù)字命令控制閥的設(shè)備。
[0023]在所示的示例中，節(jié)點(diǎn)301被配置成從網(wǎng)絡(luò)連接303接收消息，并且節(jié)點(diǎn)302被配置成從網(wǎng)絡(luò)連接304接收消息。節(jié)點(diǎn)301和節(jié)點(diǎn)302還被配置成通過內(nèi)部通信連接305彼此通信。在一些實(shí)施例中，連接303-305中的一個(gè)或多個(gè)可以是CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0024]節(jié)點(diǎn)301、302中的每一個(gè)都包括網(wǎng)絡(luò)端口 310和網(wǎng)絡(luò)端口 312。網(wǎng)絡(luò)端口 310、312被配置成向網(wǎng)絡(luò)連接(諸如網(wǎng)絡(luò)連接303、304和內(nèi)部通信連接305)提供物理和邏輯連接。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)端口 310和/或網(wǎng)絡(luò)端口 312可以是CAN總線端口。
[0025]如圖3中所示，節(jié)點(diǎn)301、302中的每一個(gè)包括路由器314。路由器314包括用于基于包括在網(wǎng)絡(luò)消息中的網(wǎng)絡(luò)地址路由在網(wǎng)絡(luò)端口 310和312處接收到的網(wǎng)絡(luò)消息的電子硬件和軟件。到達(dá)端口 310和/或端口 312的網(wǎng)絡(luò)消息包括網(wǎng)絡(luò)地址。這些消息中的一些包括節(jié)點(diǎn)301的地址，在這種情況下，節(jié)點(diǎn)301的路由器314將把消息路由到節(jié)點(diǎn)301的通信堆棧316、通信堆棧318和/或雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320。類似地，到達(dá)節(jié)點(diǎn)302的端口 310且包括節(jié)點(diǎn)302的地址的消息將被節(jié)點(diǎn)301的路由器314路由到節(jié)點(diǎn)302的通信堆棧316、通信堆棧318和/或雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320。
[0026]在圖3中示出的示例系統(tǒng)中，通信堆棧316和通信堆棧318是實(shí)施使用中的通信網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議的軟件層。通信堆棧316和通信堆棧318將網(wǎng)絡(luò)消息從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議格式處理成應(yīng)用模塊322能接受的形式(例如通過網(wǎng)絡(luò)連接303或304發(fā)送的要由節(jié)點(diǎn)301或302執(zhí)行的命令)。在一些實(shí)施例中，通信堆棧316和/或通信堆棧318可以是CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信堆棧。
[0027]在圖3中示出的示例系統(tǒng)中，應(yīng)用模塊322是接受由通信堆棧316、318處理的網(wǎng)絡(luò)消息的軟件層。例如，節(jié)點(diǎn)301可以是數(shù)字閥定位器并且網(wǎng)絡(luò)消息可以是讓閥從關(guān)閉位置打開到完全打開位置的命令。通信堆棧316、318可以處理消息以從該消息提取“100%”命令，并且將其提供給應(yīng)用模塊322。該應(yīng)用模塊322可以通過發(fā)送適當(dāng)電信號(hào)來作出響應(yīng)以促使電動(dòng)機(jī)或其它致動(dòng)器將對(duì)應(yīng)的閥移動(dòng)到將完全打開閥(例如100%)的位置。
[0028]在圖3中示出的示例系統(tǒng)中，路由器314還為節(jié)點(diǎn)301和302提供冗余通信的路徑的一部分。如上文所討論的，到達(dá)端口310和/或端口312的網(wǎng)絡(luò)消息包括網(wǎng)絡(luò)地址。到達(dá)節(jié)點(diǎn)301的端口 312的消息可以包括節(jié)點(diǎn)302的地址，在這種情況下，節(jié)點(diǎn)301的路由器314將認(rèn)識(shí)到消息將不會(huì)尋址到節(jié)點(diǎn)301并且通過將消息路由到端口 310來作出響應(yīng)。消息橫跨內(nèi)部通信連接305行進(jìn)到達(dá)節(jié)點(diǎn)302的端口 312。節(jié)點(diǎn)302的路由器314標(biāo)識(shí)消息包括節(jié)點(diǎn)302的地址并將該消息路由到節(jié)點(diǎn)301的堆棧316、堆棧318和/或雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320。類似地，到達(dá)節(jié)點(diǎn)30 2的端口 310的消息可以包括節(jié)點(diǎn)301的地址，在這種情況下，節(jié)點(diǎn)30 2的路由器314將認(rèn)識(shí)到消息不會(huì)被尋址到節(jié)點(diǎn)302并且通過將消息路由到端口 312來作出響應(yīng)。消息橫跨內(nèi)部通信連接305行進(jìn)到達(dá)節(jié)點(diǎn)301的端口 310。節(jié)點(diǎn)301的路由器314標(biāo)識(shí)消息包括節(jié)點(diǎn)301的地址并將該消息路由到節(jié)點(diǎn)301的堆棧316、堆棧318和/或雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320。
[0029]節(jié)點(diǎn)301、302和內(nèi)部通信連接305的配置為節(jié)點(diǎn)301、302 二者提供冗余通信?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)連接303和304二者提供針對(duì)節(jié)點(diǎn)301、302 二者的消息。到達(dá)節(jié)點(diǎn)301、302中的一個(gè)且專門針對(duì)該節(jié)點(diǎn)的消息將被路由到該節(jié)點(diǎn)并由該節(jié)點(diǎn)處置，且到達(dá)節(jié)點(diǎn)301、302中的一個(gè)且專門針對(duì)該節(jié)點(diǎn)的消息將被路由到另一節(jié)點(diǎn)。在這樣的配置中，網(wǎng)絡(luò)連接303或304中的一個(gè)將被中斷，且仍可通過網(wǎng)絡(luò)連接303或304中剩余的一個(gè)和內(nèi)部通信連接305將消息傳送到節(jié)點(diǎn)301、302 二者。
[0030]在圖3中示出的示例系統(tǒng)中，路由器314和堆棧316、318被配置成處置冗余消息。例如，可以通過網(wǎng)絡(luò)連接303和304 二者冗余地傳送被尋址到節(jié)點(diǎn)301的消息。到達(dá)節(jié)點(diǎn)301的端口312的這樣的消息將被提供給節(jié)點(diǎn)301的路由器314以便在節(jié)點(diǎn)301之內(nèi)進(jìn)行路由，并且類似的消息將到達(dá)節(jié)點(diǎn)302的端口 310并被路由到節(jié)點(diǎn)301的端口 310和節(jié)點(diǎn)301的路由器314以便在節(jié)點(diǎn)301之內(nèi)進(jìn)行路由。在該示例中，節(jié)點(diǎn)301的路由器314可以具有兩個(gè)冗余消息以執(zhí)行相同功能。路由器314被配置成確定消息是否已經(jīng)從網(wǎng)絡(luò)連接303、304中的一個(gè)或從內(nèi)部通信連接305直接到達(dá)以及路由直接到達(dá)的該消息，同時(shí)濾除通過內(nèi)部通信連接305到達(dá)的冗余消息。路由器314還將認(rèn)識(shí)到在沒有對(duì)應(yīng)的直接消息的情況下冗余消息何時(shí)通過內(nèi)部通信連接305到達(dá)并在節(jié)點(diǎn)301內(nèi)路由冗余消息。節(jié)點(diǎn)302的路由器314被配置成優(yōu)先處理尋址到節(jié)點(diǎn)302的直接和冗余消息以在節(jié)點(diǎn)302之內(nèi)進(jìn)行路由。
[0031]雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320執(zhí)行促進(jìn)節(jié)點(diǎn)301和節(jié)點(diǎn)302的近似同步操作的功能。例如，節(jié)點(diǎn)301和節(jié)點(diǎn)302可以被配置成致動(dòng)單個(gè)機(jī)械設(shè)備(例如兩個(gè)定位器冗余地移動(dòng)單個(gè)對(duì)象)或兩個(gè)互相關(guān)聯(lián)的設(shè)備(例如兩個(gè)定位器移動(dòng)兩個(gè)分開但互相關(guān)聯(lián)的對(duì)象，諸如燃燒室中的燃油閥和氧化物閥)。在一些這樣的示例中，節(jié)點(diǎn)301、302的異步操作可以引起不需要的機(jī)械壓力或其它不期望的影響(例如共用機(jī)械輸出端上的力矩、不正確或危險(xiǎn)的燃燒比)。返回參考圖2的系統(tǒng)200，使用通信信道120、130、220或230傳送的消息的到達(dá)時(shí)間的差可以引起由節(jié)點(diǎn)110和210執(zhí)行的操作定時(shí)方面的相應(yīng)差，可能會(huì)導(dǎo)致諸如上文提到的那些不需要的負(fù)面影響。
[0032]再次參考圖3中示出的示例系統(tǒng)300，節(jié)點(diǎn)301的雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320和節(jié)點(diǎn)302的通信模塊320使用內(nèi)部通信連接305彼此通信。例如，控制器可以將命令發(fā)送到節(jié)點(diǎn)301以執(zhí)行與節(jié)點(diǎn)302的同步操作。節(jié)點(diǎn)301的雙通信模塊320可以處理消息并提供適當(dāng)?shù)拿顏碛晒?jié)點(diǎn)301的應(yīng)用層322執(zhí)行，并通過內(nèi)部通信連接305將對(duì)應(yīng)的消息發(fā)送給節(jié)點(diǎn)302。在一些實(shí)施例中，可以以這種方式改進(jìn)節(jié)點(diǎn)301和節(jié)點(diǎn)302之間的同步性，因?yàn)榕c網(wǎng)絡(luò)連接303和304相比內(nèi)部通信連接305可相對(duì)較短，并且節(jié)點(diǎn)301和節(jié)點(diǎn)302之間的同步性可以避免網(wǎng)絡(luò)連接303和304之間的差引入的某些等待差。在一些實(shí)施例中，可以以這種方式改進(jìn)節(jié)點(diǎn)301和節(jié)點(diǎn)302之間的同步性，因?yàn)榭梢岳脝蝹€(gè)消息而不是兩個(gè)序列消息來請(qǐng)求同步操作。
[0033]在一些實(shí)施方式中，雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320可以被配置成補(bǔ)償與內(nèi)部通信連接305相關(guān)聯(lián)的等待。例如，當(dāng)消息從節(jié)點(diǎn)301行進(jìn)到節(jié)點(diǎn)302時(shí)，內(nèi)部通信連接305的使用可以被確定成引入30ms的延遲。在這樣的示例中，雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320可以被配置成通過立即將消息的一部分傳遞到另一節(jié)點(diǎn)同時(shí)使消息的本地部分的執(zhí)行延遲30ms以抵消預(yù)定通信傳播延遲來處理同步消息。
[0034]在一些實(shí)施方式中，雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320可以被配置成使用冗余通信來提供節(jié)點(diǎn)301和302的基本上同步的操作。例如，在內(nèi)部通信連接305存在故障的情況下，可以通過網(wǎng)絡(luò)連接303和304來交換用于協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)301和302的基本上同步操作的消息。
[0035]圖4是示出節(jié)點(diǎn)內(nèi)的示例通信流400的框圖。在一些實(shí)施方式中，流400可以表示由圖3的示例節(jié)點(diǎn)301或示例節(jié)點(diǎn)302執(zhí)行的操作。使用節(jié)點(diǎn)301作為參考，到達(dá)節(jié)點(diǎn)301的端口312的網(wǎng)絡(luò)消息被表示為端口 “2”數(shù)據(jù)40 2的收集。到達(dá)節(jié)點(diǎn)301的端口 310的網(wǎng)絡(luò)消息被表示為內(nèi)部消息數(shù)據(jù)404的收集。
[0036]端口 “2”數(shù)據(jù)402可以(例如由路由器314)標(biāo)識(shí)為至少三種類型的消息中的一個(gè)。數(shù)據(jù)402可以被標(biāo)識(shí)為節(jié)點(diǎn)ID “端口 2”消息410，例如意圖由節(jié)點(diǎn)301執(zhí)行的消息。數(shù)據(jù)402還可以被標(biāo)識(shí)為非節(jié)點(diǎn)ID特定消息412，例如意圖由所有節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的廣播消息。數(shù)據(jù)402還可以被標(biāo)識(shí)為節(jié)點(diǎn)ID “端口 I”消息414，例如意圖由節(jié)點(diǎn)302執(zhí)行的消息。
[0037]將被標(biāo)識(shí)為或節(jié)點(diǎn)ID“端口 2”消息410或非節(jié)點(diǎn)ID特定消息412的消息路由到通信堆棧316，并且該兩者均被處理為節(jié)點(diǎn)ID “端口 2”消息420。節(jié)點(diǎn)ID “端口 2”消息410和/或非節(jié)點(diǎn)ID特定消息412也被路由到應(yīng)用層322用于處理。由應(yīng)用層322處理的消息可以被傳遞回通信堆棧316用于進(jìn)一步處置，例如處理為節(jié)點(diǎn)ID “端口 2”消息420。
[0038]將被標(biāo)識(shí)為或節(jié)點(diǎn)ID“端口I”消息414或非節(jié)點(diǎn)ID特定消息412消息二者都路由到端口 310和通信堆棧316。消息412和414被提供為內(nèi)部消息數(shù)據(jù)404，例如用于通過內(nèi)部通信連接305傳送到節(jié)點(diǎn)302。
[0039]作為內(nèi)部消息數(shù)據(jù)404到達(dá)端口310的消息被路由并被處置為節(jié)點(diǎn)ID“端口I”消息422。消息422被提供為端口 “2”數(shù)據(jù)消息430，例如意圖由節(jié)點(diǎn)302執(zhí)行的消息。節(jié)點(diǎn)ID“端口I”消息414和/或非節(jié)點(diǎn)ID特定消息412也被路由到應(yīng)用層322以便處理。通過應(yīng)用層322處理的消息可以被傳遞回通信堆棧318用于進(jìn)一步處置，例如處理為節(jié)點(diǎn)ID“端口 I”消息422。
[0040]雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320可以發(fā)送消息并從應(yīng)用層322和端口310接收消息。例如，應(yīng)用層322可以將消息提供給雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320用于處理(例如協(xié)調(diào)與節(jié)點(diǎn)302的基本上同步的操作)并且將經(jīng)過處理的消息提供給端口310。在另一示例中，消息可以到達(dá)端口310并且被提供給雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320以便在被傳遞到應(yīng)用層322之前進(jìn)行處理(例如使節(jié)點(diǎn)301的操作與節(jié)點(diǎn)302的操作基本上同步)。
[0041]圖5是示出用于將冗余通信提供給一對(duì)節(jié)點(diǎn)的示例過程500的流程圖。在一些實(shí)施方式中，過程500可以由圖3的示例系統(tǒng)300來執(zhí)行。當(dāng)?shù)谝恢聞?dòng)器控制器被提供(505)時(shí)，過程500開始。在一些實(shí)施例中，致動(dòng)器控制器可以是節(jié)點(diǎn)301。第一致動(dòng)器與第一通信地址(例如CAN網(wǎng)絡(luò)地址)相關(guān)聯(lián)并且包括路由器(諸如路由器314)、第一端口(諸如端口 312)和第二端口(諸如端口 310)。
[0042]在第一通信端口處接收(510)第一消息。例如，可以在端口312處接收第一消息。第一消息標(biāo)識(shí)第一通信地址。
[0043]路由器基于第一通信地址將第一消息路由(515)到第一通信節(jié)點(diǎn)。例如，被尋址到節(jié)點(diǎn)301的網(wǎng)絡(luò)消息可以被路由以被節(jié)點(diǎn)310執(zhí)行。
[0044]在第一通信端口處接收(520)第二消息。例如，可以在端口312處接收第二消息。第二消息標(biāo)識(shí)第二通信地址，例如節(jié)點(diǎn)302的地址。
[0045]路由器基于第二通信地址將第二消息路由(525)到第二通信端口。例如，不被尋址到節(jié)點(diǎn)301的網(wǎng)絡(luò)消息可以被路由到端口 310。
[0046]在一些實(shí)施例中，可以提供(530)第二致動(dòng)器控制器(諸如節(jié)點(diǎn)302)。第二致動(dòng)器控制器可以包括與第二地址(例如節(jié)點(diǎn)302的地址)相關(guān)聯(lián)的第二通信節(jié)點(diǎn)，第三通信端口(諸如節(jié)點(diǎn)302的端口 310)和用于諸如節(jié)點(diǎn)302的端口 312的第四通信。
[0047]可以在第四通信端口處提供(535)第二消息?？梢栽诘谒耐ㄐ哦丝谔幗邮?540)第二消息并且第二路由器基于第二通信地址將該第二消息路由(545)到第二通信節(jié)點(diǎn)。例如，第二消息可以包括第二節(jié)點(diǎn)302的地址，并且節(jié)點(diǎn)302的路由器314可以標(biāo)識(shí)并路由第二消息以由節(jié)點(diǎn)302執(zhí)行。
[0048]在一些實(shí)施方式中，尋址到第二致動(dòng)器控制器且到達(dá)第二致動(dòng)器控制器的消息可以被路由以由第二致動(dòng)器控制器執(zhí)行，同時(shí)到達(dá)第二致動(dòng)器控制器且不會(huì)尋址到第二致動(dòng)器控制器的消息可以被路由到第一致動(dòng)器控制器。例如，尋址到且到達(dá)節(jié)點(diǎn)302的消息可以被節(jié)點(diǎn)302執(zhí)行，而不會(huì)尋址到以及到達(dá)節(jié)點(diǎn)302的消息可以被轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點(diǎn)301。
[0049]圖6是示出用于在一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間共享同步信息的示例過程600的流程圖。在一些實(shí)施方式中，過程600可以被圖3的示例系統(tǒng)300執(zhí)行。在一些實(shí)施方式中，作為對(duì)圖5的示例過程500的代替或除了圖5的示例過程500之外，可以執(zhí)行過程600。
[0050]當(dāng)?shù)谝煌狡骱偷诙狡鞅惶峁?610)時(shí)，過程600開始。例如，節(jié)點(diǎn)301的雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320和節(jié)點(diǎn)302的雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320可以被提供。
[0051]第一同步器向第一路由器提供(620)同步信息。在一些實(shí)施方式中，第一路由器可以是節(jié)點(diǎn)301的路由器314。第一路由器將同步信息路由(630)到第二通信端口。在一些實(shí)施例中，第二通信端口可以是節(jié)點(diǎn)301的端口310。
[0052]同步信息被第四通信端口接收(640)。例如，同步信息可以被節(jié)點(diǎn)302的端口312接收。第二路由器將同步信息路由(650)到第二同步器。例如，同步信息可以被節(jié)點(diǎn)302的路由器314路由到雙節(jié)點(diǎn)通信模塊320。在一些實(shí)施方式中，同步信息可以包括被用來使節(jié)點(diǎn)302的操作與節(jié)點(diǎn)301的操作同步的關(guān)于節(jié)點(diǎn)301的定時(shí)和/或狀態(tài)信息。
[0053]盡管上面已經(jīng)詳細(xì)地描述了一些實(shí)施方式，但是其它修改是可能的。例如，圖中描繪的邏輯流程不需要所示的特定順序或序列順序來實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。此外，可以向所述流程提供其它步驟，或者可以從所述流程去除步驟，并且可以將其它部件添加到所述系統(tǒng)或從所述系統(tǒng)移除其它部件。因此，其它實(shí)施方式在下述權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。對(duì)圖的各個(gè)方面的參考僅是示例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種致動(dòng)器控制器，其包括: 與第一通信地址相關(guān)聯(lián)的第一通信節(jié)點(diǎn)； 第一通信端口 ； 與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信端口；以及 路由器，其對(duì)在第一通信端口和第二通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)，以便: 將在第一通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第一消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)；將在第一通信端口處接收到的且包括第二通信地址的第二消息路由到第二通信端口；以及 將在第二通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第三消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致動(dòng)器控制器，還包括同步器，其中所述路由器進(jìn)一步作出響應(yīng)以便從同步器接收第四消息并且將第四消息路由到第二端口，該第四消息描述第一致動(dòng)器的狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的致動(dòng)器控制器，其中所述路由器進(jìn)一步作出響應(yīng)以便將在第二通信端口處接收到的且包括描述第二致動(dòng)器的狀態(tài)的狀態(tài)信息的第五消息路由到同步器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致動(dòng)器控制器，還包括同步器，其中所述路由器進(jìn)一步作出響應(yīng)以便從同步器接收第四消息并將第四消息路由到第一端口，第四消息描述第一致動(dòng)器的狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的致動(dòng)器控制器，其中所述路由器進(jìn)一步作出響應(yīng)以便將在第一通信端口處接收到的且包括描述第二致動(dòng)器的狀態(tài)的狀態(tài)信息的第五消息路由到同步器。6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)所述的致動(dòng)器控制器，其中所述路由器進(jìn)一步作出響應(yīng)以便將在第一通信端口處接收到的廣播消息路由到第一節(jié)點(diǎn)和第二通信端口，并且將在第二通信端口處接收到的廣播消息路由到第一節(jié)點(diǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項(xiàng)所述的致動(dòng)器控制器，其中所述致動(dòng)器控制器是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線節(jié)點(diǎn)，第一端口和第二端口中的至少一個(gè)是CAN總線端口，其中第一消息、第二消息和第三消息中的至少一個(gè)是CAN格式的消息，并且其中第一通信地址和第二通信地址中的至少一個(gè)是CAN網(wǎng)絡(luò)地址。8.一種用于提供冗余致動(dòng)器控制器通信的方法，該方法包括: 提供第一致動(dòng)器控制器，其包括: 與第一通信地址相關(guān)聯(lián)的第一通信節(jié)點(diǎn)； 第一通信端口 ； 與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信端口；以及 第一路由器； 在第一通信端口處接收第一消息，該第一消息標(biāo)識(shí)第一通信地址； 由第一路由器且基于第一通信地址將第一消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)； 在第一通信端口處接收第二消息，該第二消息標(biāo)識(shí)第二通信地址；以及 由第一路由器且基于第二通信地址將第二消息路由到第二通信端口。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 提供第二致動(dòng)器控制器，其包括: 與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信節(jié)點(diǎn)； 第三通信端口； 與第一通信地址相關(guān)聯(lián)且與第二通信端口通信的第四通信端口；以及 第二路由器； 其中由第一路由器且基于第二通信地址將第二消息路由到第二通信端口還包括: 在第四通信端口處提供第二消息；以及 由第二路由器且基于第二通信地址將第二消息路由到第二通信節(jié)點(diǎn)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 在第二通?目端口處接收第二消息，該第二消息標(biāo)識(shí)第二通?目地址； 由第二路由器且基于第二通信地址將第三消息路由到第二通信節(jié)點(diǎn)； 在第三通信端口處接收第四消息，該第四消息標(biāo)識(shí)第一通信地址； 由第二路由器且基于第一通信地址將第四消息路由到第四通信端口； 在第二通信端口處提供第四消息；以及 由第一路由器且基于第一通信地址將第四消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，所述第一致動(dòng)器控制器還包括第一同步器，并且所述第二致動(dòng)器控制器還包括與第一同步器通信的第二同步器；以及 該方法還包括由第一同步器將同步信息提供給第一路由器； 由第一路由器將同步信息路由到第二通信端口； 通過第四通信端口從第二通信端口接收同步；以及 由第二路由器將同步信息路由到第二同步器。12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的方法，所述第一致動(dòng)器控制器還包括第一同步器，并且所述第二致動(dòng)器控制器還包括與第一同步器通信的第二同步器；以及 該方法還包括由第一同步器將同步信息提供給第一路由器； 由第一路由器將同步信息路由到第一通信端口； 通過第三通信端口從第一通信端口接收同步；以及 由第二路由器將同步信息路由到第二同步器。13.根據(jù)權(quán)利要求8到12中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括: 在第一通信端口處接收廣播消息；以及 由第一路由器將廣播消息路由到第一節(jié)點(diǎn)和第二通信端口。14.根據(jù)權(quán)利要求8到13中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括: 在第二通信端口處接收廣播消息；以及 由第一路由器將廣播消息路由到第一節(jié)點(diǎn)。15.根據(jù)權(quán)利要求8到14中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括: 在第三通信端口處接收廣播消息；以及 由第二路由器將廣播消息路由到第二節(jié)點(diǎn)和第四通信端口。16.根據(jù)權(quán)利要求8到15中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括: 在第四通信端口處接收廣播消息；以及 由第二路由器將廣播消息路由到第二節(jié)點(diǎn)。17.一種致動(dòng)控制系統(tǒng)，包括: 第一致動(dòng)器控制器，其包括: 與第一通信地址相關(guān)聯(lián)的第一通信節(jié)點(diǎn)； 第一通信端口 ； 與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信端口；以及 第一路由器;其對(duì)在第一通信端口和第二通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)；以及 第二致動(dòng)器控制器，其包括: 與第二通信地址相關(guān)聯(lián)的第二通信節(jié)點(diǎn)； 第三通信端口； 與第一通信地址相關(guān)聯(lián)的第四通信端口；以及 第二路由器，其對(duì)在第三通信端口和第四通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)； 其中第二通信端口與第四通信端口雙向通信； 其中第一路由器對(duì)在第一通信端口和第二通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)，以便: 將在第一通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第一消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)；將在第一通信端口處接收到的且包括第二通信地址的第二消息路由到第二通信端口；以及 將在第二通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第三消息路由到第一通信節(jié)點(diǎn)； 其中第二路由器對(duì)在第三通信端口和第四通信端口處接收到的消息作出響應(yīng)，以便: 將在第三通信端口處接收到的且包括第二通信地址的第四消息路由到第二通信節(jié)點(diǎn)；將在第三通信端口處接收到的且包括第一通信地址的第五消息路由到第四通信端口；以及 將在第四通信端口處接收到的且包括第二通信地址的第六消息路由到第二通信節(jié)點(diǎn)。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述第一致動(dòng)器控制器還包括第一同步器，并且所述第二致動(dòng)器控制器還包括與第一同步器通信的第二同步器；以及 其中第一同步器被配置成將描述第一致動(dòng)器控制器的狀態(tài)的第一同步信息提供給第一路由器以便路由到第二通信端口和第四通信端口，第二路由器被進(jìn)一步配置成將第一同步信息路由到第二同步器；以及 其中第二同步器被配置成將描述第二致動(dòng)器控制器的狀態(tài)的第二同步信息提供給第二路由器以便路由到第四通信端口和第二通信端口，第一路由器被進(jìn)一步配置成將第二同步信息路由到第一同步器。19.根據(jù)權(quán)利要求17或權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述第一致動(dòng)器控制器還包括第一同步器，并且所述第二致動(dòng)器控制器還包括與第一同步器通信的第二同步器；以及 其中第一同步器被配置成將描述第一致動(dòng)器控制器的狀態(tài)的第一同步信息提供給第一路由器以便路由到第一通信端口和第三通信端口，第二路由器被進(jìn)一步配置成將第一同步信息路由到第二同步器；以及 其中第二同步器被配置成將描述第二致動(dòng)器控制器的狀態(tài)的第二同步信息提供給第二路由器以便路由到第三通信端口和第一通信端口，第一路由器被進(jìn)一步配置成將第二同步信息路由到第一同步器。20.根據(jù)權(quán)利要求17到19中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述第一致動(dòng)器控制器和第二致動(dòng)器控制器是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線節(jié)點(diǎn)，并且第一通信端口和第三通信端口是CAN總線端口。
【文檔編號(hào)】H04L12/43GK105940641SQ201580005283
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日
【發(fā)明人】J.A.德貝斯
【申請(qǐng)人】伍德沃德有限公司