JPH10322374A - 動力車のためのデータバスシステム - Google Patents

動力車のためのデータバスシステム

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JPH10322374A JP10099180A JP9918098A JPH10322374A JP H10322374 A JPH10322374 A JP H10322374A JP 10099180 A JP10099180 A JP 10099180A JP 9918098 A JP9918098 A JP 9918098A JP H10322374 A JPH10322374 A JP H10322374A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 点火装置がオフの状態で必要な機能を可能に
するにもかかわらず零入力電流を十分に低下させるデー
タバスシステム。 【解決手段】 動力車のためのデータバスシステムが、
バスサブスクライバー１、２、３、４が評価回路５；１
０、１１、７とコントロール可能なスイッチ６とを備え
ており、基底状態でそれぞれのバスサブスクライバーの
電力供給が、評価回路を除いて、点火装置がスイッチを
切られた状態でスイッチ６の開放状態によってスイッチ
オフされており、選択的な起動状態で、選択されたバス
サブスクライバーの間での一時的に必要なデータ交換Ｃ
１；Ｃ２；Ｃ３；Ｃ４の際に選択されたバスサブスクラ
イバーのコントロール可能なスイッチ６がその評価回路
によって閉じられており、及び起動状態のコントロール
のためにバスサブスクライバーの少なくとも一つがメイ
ンバスサブスクライバー１として定義されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念部分に記載の動力車のデータバスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなデータバスシステムは、例え
ば、特にコントロール機器から動力車へのデータ通信の
ための、ＣＡＮ、すなわちコントローラー・エリア・ネ
ットワークによって知られている。ＣＡＮを用いた動力
車におけるデータ通信、ＣＡＮの機能、並びにＣＡＮモ
ジュールの可能なアーキテクチャーについてのコンセプ
トは、例えば、Boschのパンフレット"Das optimierte B
ussystem fuer die serielle Datenuebertragung im Kr
aftfahrzeug"、"Funktionelle Beschreibung"、及び"Ar
chitektur des CAN-Bausteins AN 82526"によって１９
８７年から知られている。この周知のデータバスシステ
ムは、リニアに組み立てられている。データバスには、
複数の電子工学的なバスサブスクライバー、特に動力車
のコントロール機器が接続されている。これらのバスサ
ブスクライバーは、データバスへの接続に加えて、例え
ばセンサー及びアクチュエーターの接続のためにあるい
は電力供給の接続のために、別の入力及び出力を有して
いる。この周知のデータバスシステムは、マルチマスタ
ー原理に従って働く。すなわち、全てのバスサブスクラ
イバーが同じ権利をもっている。データバスがフリーで
あるならば、あらゆるバスサブスクライバーが、そのデ
ータメッセージ(Datentelegramm)を伝送することを始め
ることができる。送信するバスサブスクライバーのメッ
セージは、全てのバスサブスクライバーによって受信さ
れ且つ確認されるが、このメッセージのデータを必要と
するバスサブスクライバーによってだけ評価して利用さ
れる。
【０００３】しかしながら、動力車における別のデータ
バスシステムも知られている。通例、動力車におけるデ
ータバスシステムのバスサブスクライバーは、点火装置
がオフの状態（すなわち、スイッチを切られた状態）で
スイッチオフされて、点火装置がオンにされる（すなわ
ち、スイッチを入れられる）ことによってだけ再びスイ
ッチオンされる（いわゆる「端子１５」を介した電力供
給）か、あるいは動力車バッテリーとの分離不可能な接
続によって点火装置がオフの状態でもバスサブスクライ
バーの電力供給接続に印加される（いわゆる「端子３
０」による電力供給）電力供給を有する。第一の方法に
従う電力供給の場合には、点火装置がスイッチを切られ
た状態でのバスサブスクライバーの間での場合によって
は必要不可欠なデータ交換が可能である。一方、第二の
方法に従う電力供給の場合には、望ましくなく高い零入
力電流消費（保持電流消費、Ruhestromverbrauch）が生
じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、点火
装置がオフの状態で必要不可欠な機能を可能にするにも
かかわらず零入力電流を十分に低下させるデータバスシ
ステムを作り出すことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項１の
特徴的構成によって解決される。従属項の対象は、本発
明の有利な別の構成である。
【０００６】本発明の基本思想は、点火装置がオフの状
態で選択的な起動状態を生み出すことにある。当該起動
状態によって、選択されたバスサブスクライバー（それ
らはそれぞれ定められた必要不可欠な機能を割り当てら
れている）の間の一時的なデータ交換が可能にされる。
それゆえに、本発明により、点火装置がオフの状態で、
原理的にバスサブスクライバーの電力供給がスイッチオ
フされ、選択されたバスサブスクライバーの一時的に必
要不可欠なデータ交換の際にだけ短時間スイッチオンさ
れる、または電圧を供給される。そのために、バスサブ
スクライバーが原理的に同じ権利をもち得るにもかかわ
らずそのときどきの起動状態をコントロールするため
に、少なくとも一つのバスサブスクライバーがメインバ
スサブスクライバーとして定義される。さらに、バスサ
ブスクライバーは、選択的な起動状態の実現のために、
バスサブスクライバーがスイッチを切られている状態で
なお電流を供給される評価回路の形での拡張を有する必
要がある。しかしながら評価回路が電力（電流）を供給
されさえすればよいので、バスサブスクライバーの電力
供給の原理的なスイッチオフによって零入力電流消費が
十分に低下させられる。その際、評価回路は、ハードウ
エアによりバスサブスクライバーに統合されてよいし、
あるいは外部でバスサブスクライバーに接続されてよ
い。さらに、メインバスサブスクライバーの評価回路は
それ以外のバスサブスクライバーの評価回路と区別され
てよい。全てのバスサブスクライバーが、選択的な起動
状態をコントロールできるという意味でメインバスサブ
スクライバーであってもよい。一つのメインバスサブス
クライバーは、外部からの起動入力（インターラプトイ
ンプット）によって起動され（呼び起こされ）てもよい
し、あるいは、例えば評価回路と接続された実時間時計
によって自ら起動してもよい。
【０００７】本発明の別の構成として、メインバスサブ
スクライバーが必要不可欠なデータ交換のアクティブ化
のために、選択メッセージをデータバスへ出力する回路
を有する。当該選択メッセージによって、選択されたバ
スサブスクライバーの間のそれぞれの一次的に必要不可
欠なデータ交換が設定可能である。メインバスサブスク
ライバーの記憶装置に、例えばそのマイクロプロセッサ
ーにあるいはその評価回路に、データ交換がいつ必要で
あるか及び場合によってはどの程度の長さ必要であるか
と、そのときどきの必要不可欠なデータ交換のためにど
のバスサブスクライバーが選択される必要があるかとが
記憶される。その際、メインバスサブスクライバーが選
択されるバスサブスクライバーであってもよい。
【０００８】本発明の別の有利な構成では、すべてのバ
スサブスクライバーの評価回路が選択メッセージを受信
して、それらにそれぞれ割り当てられたバスサブスクラ
イバーが選択されているかどうかを確認し、且つその場
合にだけ電力供給をスイッチオンする。
【０００９】スイッチオフは、例えば、メインバスサブ
スクライバーによって、特に全てのバスメッセージのス
イッチオフによって、あるいは支配的なバス信号の出力
によって、例えば長い高レベルでの存在する伝送の上書
きによって行われる。周知のバスシステム（例えばＣＡ
Ｎ）では、第二の変形に通例バス・プロトコル・バイオ
レーション(Bus-Protokoll-Verletzung)を考え、それに
よってそれが伝送を終わらせることが、当該バスサブス
クライバーに知られている。
【００１０】補足的に、評価回路だけでなく電力供給の
接続及び接続解除のためのコントロール可能なスイッチ
もそれぞれのバスサブスクライバーに統合されているか
あるいはそれぞれのバスサブスクライバーに外部で接続
されていていることが可能であることを指摘しておく。
バスサブスクライバーの外部でのコントロール可能なス
イッチ及び評価回路の接続には、すでに存在するデータ
バスシステムがバスサブスクライバーの変更なしに装備
を整えられ得るという利点がある。しかし、原則的に、
新しいデータバスシステムの構築の際には、バスサブス
クライバーのケーシング内への評価回路及びコントロー
ル可能なスイッチの統合が選ばれるれるべきである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図面に、本発明の実施形態が示さ
れている。図１では、バスサブスクライバー(バス加入
者、Busteilnehmer)１、２、３、及び４がデータバス８
に接続されている。バスサブスクライバー１は、この例
では、メインバスサブスクライバーとして定義されてい
る。バスサブスクライバー２、３、及び４は評価回路５
を有する。当該評価回路は、メインバスサブスクライバ
ー１の評価回路１０とは区別される。メインバスサブス
クライバー１の評価回路１０は、それ以外のバスサブス
クライバー２、３、及び４の評価回路５の構造のほかに
回路１１を有する。当該回路によって、選択メッセージ
（Ｃ１〜Ｃ４）がバスに出力され得る。選択的な起動状
態（呼び起こし状態、Weckzustand）の時間コントロー
ルのために、メインバスサブスクライバー１の評価回路
１０が実時間時計７を有する。他方また、これはまず第
一にメインバスサブスクライバー１またはそのマイクロ
プロセッサ（μP）（ここでは図示されていない）を起
動する（呼び起こす）。メインバスサブスクライバー
（μP）の記憶装置には、一時的に必要不可欠なデータ
交換をいつ、どの程度の長さ行うべきであるかが、及び
どのバスサブスクライバーがそのときどきのデータ交換
のために選択されなければならないかが記憶されてい
る。例えば、一時的に、メインバスサブスクライバー１
とバスサブスクライバー２との間でのデータ交換Ｃ１
が、バスサブスクライバー２とバスサブスクライバー４
との間でのデータ交換Ｃ２が、メインバスサブスクライ
バー１とバスサブスクライバー３との間でのデータ交換
Ｃ３が、及びバスサブスクライバー３とバスサブスクラ
イバー４との間でのデータ交換Ｃ４が行われる必要があ
る。メインバスサブスクライバー１の記憶装置には、そ
れぞれの必要不可欠なデータ交換Ｃ１〜Ｃ４のために相
応の選択メッセージが記憶されている。当該選択メッセ
ージは、それぞれ必要不可欠なデータ交換のアクティブ
化のためにメインバスサブスクライバー１からデータバ
ス８へ出力される。
【００１２】補足して、評価回路１０が選択的に外部の
インターラプトインプット（割り込み入力）を有しても
よい（ここでは図示しない）ことを指摘しておく。当該
インターラプトインプットによってメインバスサブスク
ライバー１のスイッチ６が同様に閉じられ得る。他方ま
た、スイッチオフが、スイッチ６を閉じることによって
起動されるメインバスサブスクライバー１自体によって
行われる。さらに、複数のあるいは全てのバスサブスク
ライバーがメインバスサブスクライバーである必要があ
る、または選択的な起動状態をコントロールする必要が
あるならば、複数のあるいは全てのバスサブスクライバ
ー１、２、３、４が、評価回路５に比べて機能に関して
拡張されている評価回路１０を備え付けられていてもよ
い。
【００１３】特に評価回路１０は、例えばプログラム化
可能な記憶装置も含み得る。そこには、インパルスＩの
数がいくつのときにそれぞれの評価回路が反応するべき
であるかがファイルされ得る。
【００１４】評価回路５及び１０が、電力供給のために
車両の端子３０と接続されている。当該端子は、バッテ
リー電圧ＵBでの電力供給のためにバッテリーとの直接
の接続によって通常設けられている。
【００１５】バスサブスクライバー１、２、３、及び
（あるいは）４の評価回路５及び（あるいは）１０が特
に獲得された選択メッセージに基づいて、それが必要不
可欠なデータ交換のために選択されたことを認識する
と、全部のバスサブスクライバーをバッテリー電圧ＵB
での電力供給のために端子３０と接続するために、それ
ぞれ選択されたバスサブスクライバーに付設されている
それぞれの評価回路がコントロール可能なスイッチ６を
出力９を介して制御する。評価回路５または１０が図示
された例のようにバスサブスクライバー１、２、３、及
び４に統合されていると、コントロール可能なスイッチ
６を介してのバスサブスクライバーの電力供給が、評価
回路を除いたバスサブスクライバーの電力供給に対応す
る。なぜならば、これがいずれにしても恒常的に供給さ
れるからである。
【００１６】選択的な起動状態においてコントロール可
能なスイッチ６を閉じる長さは、例えば同様にメインバ
スサブスクライバー１によって制御される。しかし、必
要不可欠なデータ交換のアクティブ化に応じてコントロ
ール可能なスイッチ６を閉じる長さがそれぞれ選択され
るバスサブスクライバー自体において設定されてもよ
い。
【００１７】図２には、バスサブスクライバー２と４と
の間のデータ交換Ｃ２の例で、それを付設されたバスサ
ブスクライバーが選択的なデータ交換のために選択され
たバスサブスクライバーであるかどうかの認識のための
評価回路５の構造及び機能方法が示されている。
【００１８】図２では、図１と同一の要素が同じ符号を
付されている。図２では、評価回路５がバスサブスクラ
イバー２の評価回路である。例えばデータ交換Ｃ２に割
り当てられた選択メッセージは、長い最初のインパルス
Ｅで始まり、当該インパルスに二つの短いコードインパ
ルスＩが続き、長い最後のインパルスＡで終わる。それ
ぞれのデータ交換Ｃ１〜Ｃ４についてのすべての選択メ
ッセージが長い最初のインパルスＥで始まって、長い最
後のインパルスＡで終わるのに対し、インパルスＥとイ
ンパルスＡとの間の短いコードインパルスＩの数がちょ
うどいま必要不可欠なデータ交換に対応する。
【００１９】つまり、メインバスサブスクライバー１
が、次にデータ交換Ｃ２がアクティブ化されるべきであ
ることを認識すると、そのマイクロプロセッサー（μ
Ｐ）の記憶装置からデータ交換Ｃ２のための選択メッセ
ージが読み出されて、この例では評価ユニット１０に統
合（集積）されている回路１１を介してデータバス８へ
出力される。データバス８へ出力されたこの選択メッセ
ージは、バスサブスクライバー１〜４の評価回路５及び
１０によって受信され且つ評価される。このために、選
択メッセージが評価回路５（あるいは１０）における発
振器１２の入力信号でもあり、カウンター１３の入力信
号でもある。発振器１２は、短いコードインパルスＩを
フィルターにかける(ausfiltern)。長い最初のインパル
スＥによってそのつど、短いインパルスＰ１が発振器１
２からスイッチコントロール装置１４の入力Ｒ（Ｅ／
Ａ）に出力される。インパルスＰ１は、スイッチコント
ロール装置１４にとって、カウンター１３に送られるリ
セットＲの出力のきっかけとなる。
【００２０】カウンター１３は、長い最初のインパルス
Ｅによって出力されるリセットＲに応じて、このリセッ
トＲに続く短いコードインパルスＩを数えることを始
め、長い最後のインパルスＡが計数過程を終わらせる。
【００２１】たとえば、データ交換Ｃ２でこの場合にお
いてのように二つの短いコードインパルスＩの連続が検
知されると、カウンター１３がこのカウントをスイッチ
コントロール装置１４の入力In1〜IN4に出力する。スイ
ッチコントロール装置１４のこれらの入力での相応のカ
ウントによって、データ交換Ｃ２が認識され、その結果
として、コントロール可能なスイッチ６への出力９が、
コントロール可能なスイッチ６が閉じられるように制御
される。
【００２２】アクティブなバスサブスクライバーのスイ
ッチオフは、時間経過（タイムアウト）に応じて自動的
にか、あるいはメインバスサブスクライバー１により、
例えば同様にカウンターのリセットを実行し、それによ
り出力９もリセットする長いインパルスＥの出力によっ
て、それによってスイッチ６が再び開かれることによっ
て行われる。
【００２３】図２には例としてデータ交換Ｃ１及びＣ２
の場合に選択されるバスサブスクライバーであるバスサ
ブスクライバー２の評価回路５が示されているので、ス
イッチコントロール装置１４の入力In1〜In4におけるＣ
１及びＣ２についての選択メッセージの短いコードイン
パルスＩの数から生じるカウント（Ｃ１：一つのコード
インパルスＩ、Ｃ２：二つのコードインパルスＩ）の場
合に出力９がコントロール可能なスイッチ６を閉じるた
めにアクティブ化される。例えば要求されたデータ交換
Ｃ４の場合にカウンター１３が四つの短いコードインパ
ルスＩを認識したとしても、これは出力９のアクティブ
化を導かない。従ってコントロール可能なスイッチ６は
開かれたままである。
【００２４】図２に示す評価回路５は、もっぱらハード
ウエアモジュールによって実現されている。この例で
は、評価回路は、好ましくは、発振器１２（当該発振器
はMC14060モジュールであるとよい）によって、カウン
ター１３（当該カウンターはMC74HC393モジュールであ
るとよい）によって、及びスイッチコントロール装置１
４（当該スイッチコントロール装置はispGAL22V10Cモジ
ュールであるとよい）によって実現される。当該評価回
路は、一つのチップに、好ましくはＣＭＯＳテクノロジ
ーで集積されるとよい。なぜならば、これは電力貯蓄(S
tromersparnis)の観点で最適だからである。さらに、チ
ップにバストランシーバー（例えばＣＡＮトランシーバ
ー）が集積されているとよい。なぜならば、これは同様
に恒常的に電力（電流）を供給されねばならないからで
ある。
【００２５】さらに、データ交換のアクティブ化の後
に、エラーの場合に場合によっては修正するように干渉
できるように、メインバスサブスクライバー１は別の選
択されたバスサブスクライバーの間でのデータ交換を監
視できる。メインバスサブスクライバー１によるこのよ
うな監視機能は、例えば指定されたデータ交換（例えば
Ｃ４）が信頼性に決定的な(sicherheitskritisch)機能
の権限をもつときに、同様に選択的に行われ得る。
【００２６】特にエラー検知の際には、設定されたエラ
ー処理機能を作動させるために、発振器１２の出力Ｐ
２、Ｐ３、あるいはＰ４がアクティブにされ得る。例え
ば長い最後のインパルスＡが誤って長い最初のインパル
スＥとして認識されたときに、例えば、選択メッセージ
が非同期にバスサブスクライバー２〜４によって評価さ
れることが、メインバスサブスクライバー１によって確
認され得る。この場合には、例えばメインバスサブスク
ライバー１によってインパルスＥあるいはＡに関してよ
り長いインパルス（例えばファクター２）が出力され得
る。それによって、その結果として発振器１２において
出力Ｐ２が、またスイッチコントロール装置１４におい
て入力Ｒ(syn)がアクティブにされる。これによって、
同期させられたリセットＲがすべての選択されたバスサ
ブスクライバーのカウンター１３へ出力される。それに
よって、再び、長い最初のインパルスＥへのバスサブス
クライバーの同期化が行われる。
【００２７】さらに、全てのバスサブスクライバーのス
イッチオンが必要であるだろうようなエラーの検知がメ
インバスサブスクライバー１によって可能である。それ
に応じて別のエラー信号によって発振器１２の出力Ｐ３
が、またスイッチコントロール装置１４の入力"alle 1"
（「すべて１」）がアクティブにされ得る。それによっ
て全てのバスサブスクライバーの出力９がコントロール
可能なスイッチ６のスイッチオンのためにアクティブに
される。
【００２８】メインバスサブスクライバー１がエラー
（その存在する場合には全てのバスサブスクライバーの
スイッチオフが有利であるだろう）を検知すると、スイ
ッチコントロール装置１４の入力"alle 0"（「すべて
０」）を介して全てのバスサブスクライバー１〜４の出
力９をアクティブではなくする（すなわち、非アクティ
ブ化する）ために、データバス８を介しての別の信号に
よって発振器１２の出力Ｐ４がアクティブにされる。そ
の結果、コントロール可能なスイッチ６のどれも閉じら
れない。
【００２９】全てのコントロール可能なスイッチ６が開
かれているならば、これは点火装置がオフの場合の基底
状態に対応する。それによって、動力車における零入力
電流消費が最小限に減らされる。選択されたバスサブス
クライバーが必要不可欠なデータ交換のために一時的に
スイッチを入れられ且つそれから再びスイッチを切られ
るならば、零入力電流消費は、選択的な起動状態でだけ
軽度に高められている。それによって、点火装置がオフ
の状態で、動力車のなお必要不可欠な機能は保障され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデータバスシステムの構造の図で
ある。
【図２】メインバスサブスクライバーではないバスサブ
スクライバーの評価回路の構造である。
【符号の説明】
１ メインバスサブスクライバー ２、３、４ バスサブスクライバー ５ 評価回路 ６ コントロール可能なスイッチ ７ 実時間時計 ８ データバス １０ 評価回路 １１ 回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電力供給のために動力車バッテリーと接
    続されているそれぞれ一つの入力を有する複数の電子工
    学的なバスサブスクライバーを有する、動力車のための
    データバスシステムにおいて、それぞれのバスサブスク
    ライバー（１、２、３、４）が評価回路（５；１０、１
    １、７）とコントロール可能なスイッチ（６）とを備え
    ていること、基底状態でそれぞれのバスサブスクライバ
    ー（１、２、３、４）の電力供給が、それに付設された
    前記評価回路（５；１０、１１、７）を除いて、点火装
    置がスイッチを切られた状態でスイッチ（６）の開放状
    態によってスイッチオフされていること、選択的な起動
    状態で、選択されたバスサブスクライバー（１、２；
    ２、４；１、３；３、４）の間での一時的に必要不可欠
    なデータ交換（Ｃ１；Ｃ２；Ｃ３；Ｃ４）の際にそれぞ
    れの選択されたバスサブスクライバーのコントロール可
    能なスイッチ（６）がその評価回路（５；１０、１１、
    ７）によって閉じられること、及び起動状態のコントロ
    ールのためにバスサブスクライバー（１、２、３、４）
    の少なくとも一つがメインバスサブスクライバー（１）
    として定義されることを特徴とするデータバスシステ
    ム。
  2. 【請求項２】 起動状態のコントロールのためにまず第
    一に前記メインバスサブスクライバー（１）のコントロ
    ール可能なスイッチ（６）が外部のあるいは内部の付加
    回路（７）のコントロール信号によってスイッチオンさ
    れることを特徴とする、請求項１に記載のデータバスシ
    ステム。
  3. 【請求項３】 前記メインバスサブスクライバー（１）
    が、起動状態のコントロールのために、選択されたバス
    サブスクライバー（１、２；２、４；１、３；３、４）
    の間でのそれぞれの一時的に必要不可欠なデータ交換
    （Ｃ１；Ｃ２；Ｃ３；Ｃ４）をデータバスへ出力される
    べき選択メッセージの形で設定し得る回路（１１）と、
    当該選択メッセージを記憶している記憶装置とを有する
    ことを特徴とする、請求項１あるいは請求項２に記載の
    データバスシステム。
  4. 【請求項４】 選択されたバスサブスクライバー（２、
    ４）の間の指定された必要不可欠なデータ交換（Ｃ２）
    をアクティブにするために、前記メインバスサブスクラ
    イバー（１）が相応の選択メッセージ（Ｅ−Ｉ−Ｉ−
    Ａ）をデータバス（８）へ出力し、当該選択メッセージ
    が全てのあるいは少なくともそれ以外のバスサブスクラ
    イバーの評価回路によって受信され且つ評価され、その
    後、選択されたバスサブスクライバー（２、４）だけが
    それらのコントロール可能なスイッチ（６）を閉じるこ
    とを特徴とする、請求項３に記載のデータバスシステ
    ム。
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