DE10017085A1

DE10017085A1 - Can-Bus -Abschluss-Schaltungen und Verfahren für einen Automatischen Can-Bus Abschluss

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Publication number: DE10017085A1
Application number: DE10017085A
Authority: DE
Inventors: Ricardo Osuna Leyva
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP3538366B2; DE10017085B4; JP2001069179A; US6587968B1

Abstract

Eine CAN-Bus-Abschlußschaltung weist eine erste Schaltung auf, die sich in einer elektrischen Verbindung mit einem CAN-Bus befindet. Die erste Schaltung ist konfiguriert, um einen elektrischen Betriebsparameter zu überwachen, der dem Betrieb des CAN-Busses zugeordnet ist. Eine zweite Schaltung befindet sich in einer elektrischen Kommunikation mit der ersten Schaltung, und dieselbe wird ansprechend darauf, daß die erste Schaltung einer Änderung des elektrischen Betriebsparameters, der konfigurationsgemäß überwacht werden soll, erfaßt, selektiv durch die erste Schaltung aktiviert. Wenn die zweite Schaltung aktiviert ist, schließt dieselbe den CAN-Bus ab.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf CAN-Bus-Abschlußschaltungen und auf Verfahren für einen automatischen CAN-Bus-Abschluß.

Das CAN-Protokoll (CAN = Controller Area Network) ist ein serielles Kommunikationsprotokoll für eine Kommunikation zwischen verschiedenen elektronischen Vorrichtungen oder Knoten. Das CAN-Protokoll ist in der Vergangenheit in Ver bindung mit Fahrzeugen, wie z. B. Automobilen, verwendet wor den. Gemäß dem CAN-Protokoll können mehrere unterschiedliche elektronische Vorrichtungen oder Knoten mit einem einzigen seriellen Bus gekoppelt werden, so daß Mitteilungen und Da ten von einer elektronischen Vorrichtung zu einer anderen gesendet werden können. Das CAN-Protokoll ist ein mittei lungsbasiertes Protokoll, bei dem CAN-Rahmen auf einem ge meinsamen CAN-Bus plaziert werden. Der CAN-Bus kann aus ei nem einzelnen Draht oder aus einem unterschiedlich getrie benen bzw. angesteuerten Paar von Drähten bestehen. Jede elektronische Vorrichtung oder jeder Knoten auf dem gemein samen CAN-Bus empfängt jeden Rahmen, der auf dem Bus vorhan den ist, und filtert diejenigen Rahmen aus, die nicht erfor derlich sind, um die Aufgaben dieses Knotens durchzuführen. Falls beispielsweise eine Vorrichtung, die einem Armaturen brett eines Automobils zugeordnet ist, einen Rahmen auf den CAN-Bus schickt, der auffordert, daß die Scheinwerfer des Automobils eingeschaltet werden sollen, kann die Vorrichtung an dem CAN-Bus, die für die Bremsleuchten verantwortlich ist, feststellen, daß der Rahmen für eine andere Vorrichtung bestimmt ist, wobei die Vorrichtung folglich nicht auf den Rahmen ansprechen wird. Die Vorrichtung, die die Scheinwer fer steuert, empfängt jedoch den Rahmen und spricht auf den selben durch Einschalten der Scheinwerfer an. In den CAN- Rahmen sind deshalb Identifiziererbits vorgesehen, um zu er möglichen, daß Mitteilungen und Daten an bestimmte Knoten auf dem CAN-Bus und nicht an andere Knoten auf dem CAN-Bus gerichtet werden können.

Aufgrund der Tatsache, daß sich Signale auf einem gemeinsa men Bus ausbreiten, sind Rauschen und Signalreflexionen im mer von Bedeutung. Insbesondere Rauschen kann Signale ver fälschen, die auf dem CAN-Bus geführt werden, was in einigen Fällen zu einem fehlerhaften Verhalten einer Vorrichtung führen kann. Auf die gleiche Weise können auch reflektierte Signale die Integrität des Systems beeinträchtigen. Um den Signalreflexionsbelangen zu genügen, werden an den Enden des CAN-Busses typischerweise Widerstände, z. B. 120-Ohm-Wider stände, in die CAN-Bus-Schaltung aufgenommen. Typischerweise müssen auch Widerstände vorgesehen werden, um Treiberanfor derungen einer resistiven Last zu erfüllen, wobei beispiels weise bei der ISO-11898-Norm für die Treiber eine resistive Last von 60 Ohm erforderlich ist. Dies macht es erforder lich, daß die letzten Knoten, beispielsweise an jedem Ende, auf einem CAN-Bus gefunden werden müssen und daß ein Ab schlußwiderstand an die Enden hinzugefügt werden muß. Da die CAN-Bus-Knoten parallel geschaltet sind, ist es nicht immer eine einfache Aufgabe, den letzten Knoten zu finden. Wenn außerdem eine unbestimmte Anzahl von Knoten vorhanden ist, stellt ferner das Bestimmen, welche Vorrichtungen sich an den Enden des CAN-Busses befinden, keine einfache Aufgabe dar.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Konzept zu schaffen, mittels dem CAN-Bus-Systeme und Verfahren zum Betreiben von CAN-Bussen flexibler und anpaßbarer ausgelegt werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine CAN-Bus-Abschlußschaltung ge mäß Anspruch 1, durch ein CAN-Bussystem gemäß Anspruch 8 und durch ein automatisches CAN-Bus-Abschlußverfahren gemäß An spruch 14 gelöst.

Im folgenden werden CAN-Bus-Abschlußschaltungen und automa tische CAN-Bus-Abschlußverfahren beschrieben.

Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt eine CAN-Bus-Abschluß schaltung eine erste Schaltung in einer elektrischen Kommu nikation mit einem CAN-Bus. Die erste Schaltung ist konfi guriert, um einen elektrischen Betriebsparameter, der dem Betrieb des CAN-Busses zugeordnet ist, zu überwachen. Eine zweite Schaltung befindet sich in einer elektrischen Kommu nikation mit der ersten Schaltung und wird ansprechend da rauf, daß die erste Schaltung einer Änderung des elektri schen Betriebsparameters, den dieselbe konfigurationsgemäß überwachen soll, erfaßt, selektiv von der ersten Schaltung aktiviert. Wenn die zweite Schaltung aktiviert ist, schließt dieselbe den CAN-Bus ab.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt ein CAN-Bus system einen CAN-Bus und eine Mehrzahl von Knoten, die ent lang des CAN-Busses verteilt und mit dem CAN-Bus wirksam verbunden sind. Eine Einschaltsignalerzeugungsschaltung weist eine Ausgangsleitung auf, die mit den Knoten gekoppelt ist und die Knoten aktiviert. Jeder Knoten umfaßt eine Ab schlußschaltung, die mit der Ausgangsleitung verbunden ist. Die Abschlußschaltung überwacht einen vorbestimmten elektri schen Zustand und schließt den CAN-Bus ansprechend auf eine Erfassung des vorbestimmten elektrischen Zustands ab.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt ein automati sches CAN-Bus-Abschlußverfahren die Schritte des Überwachens eines elektrischen Betriebsparameters, der dem Betrieb zu mindest eines CAN-Bus-Knotens eines CAN-Busses zugeordnet ist, und des Abschließens des CAN-Busses ansprechend auf ein Auftreten einer vorbestimmbaren Charakteristik des elektri schen Betriebsparameters.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 3 ein Diagramm eines CAN-Bussystems gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Signalreflexionsreduzie rungsschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 6 ein Blockdiagramm einer CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das Verfahrensschritte gemäß ei nem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Fig. 8 ein Schaltungsdiagramm, das eine Stromerfassungs schaltung beschreibt, die für eine Verwendung in Verbindung mit einem oder mehreren Ausführungsbei spielen der Erfindung geeignet ist.

Fig. 9 ein Schaltungsdiagramm, das eine Abschlußschaltung gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung beschreibt, und das die Stromerfassungs schaltung von Fig. 8 aufweist.

Fig. 10 ein Diagramm eines Teils eines beispielhaften CAN- Busses.

Fig. 11 ein Diagramm eines beispielhaften CAN-Busses.

Die folgende Erörterung setzt voraus, daß der Leser gewisse Grundkenntnisse über CAN-Bussysteme besitzt. Verschiedene Aspekte von CAN-Bussystemen werden in den folgenden US-Pa tenten beschrieben, deren Offenbarungen hierin durch Bezug nahme aufgenommen sind: US-5,574,848, US-5,551,053, US- 5,323,385, US-5,539,778, US-5,600,782, US-5,675,830 und US- 5,448,180.

Fig. 1 zeigt eine Schaltung allgemein bei 10, die eine CAN- Bus-Abschlußschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel auf weist. Die Schaltung 10 umfaßt einen CAN-Bus 12, der bei spielsweise eine erste und zweite Signalführungsleitung 14, 16 aufweist. Die CAN-Bus-Abschlußschaltung weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine erste Schaltung 18 auf, die sich aufgrund einer Verbindung mit den Signalführungsleitungen 14, 16 jeweils über ein Paar von Eingangsleitungen 20, 22 in einer elektrischen Verbindung mit dem CAN-Bus befindet. Die erste Schaltung ist vorzugsweise konfiguriert, um einen elektrischen Betriebsparameter zu überwachen, der dem Be trieb des CAN-Busses zugeordnet ist. Der elektrische Be triebsparameter kann jeder geeignete elektrische Betriebs parameter sein, wobei ein beispielhafter Betriebsparameter im folgenden in Verbindung mit Fig. 2 angegeben ist. Die Ab schlußschaltung umfaßt ferner eine zweite Schaltung 24, die sich in einer elektrischen Kommunikation mit der ersten Schaltung 18 befindet. Die zweite Schaltung 24 wird anspre chend darauf, daß die erste Schaltung eine Änderung des elektrischen Betriebsparameters, den dieselbe konfigurati onsgemäß überwachen soll, erfaßt, selektiv durch die erste Schaltung 18 aktiviert. Die zweite Schaltung 24 schließt vorzugsweise den CAN-Bus ab, wenn dieselbe durch die erste Schaltung 18 aktiviert wird.

Bei dem Beispiel von Fig. 1 ist eine Einschaltleitung 26 vorgesehen, die zusammen mit einer Einschaltsignalerzeu gungsschaltung 28 ein Signal liefert, das verwendet wird, um die Leistungsversorgungen der einzelnen Knoten oder Vorrich tungen entlang des CAN-Busses, die mit der Einschaltleitung verbunden sind, einzuschalten. Die Einschaltleitung 26 ist vorgesehen, um die einzelnen Knoten entlang des CAN-Busses 12 einzuschalten.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel allgemein bei 10a. Im folgenden werden, wo dies geeignet ist, gleiche Bezugszei chen aus dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 verwendet, wobei Unterschiede durch das Suffix "a" oder durch unterschiedli che Bezugszeichen angegeben werden. Eine erste Schaltung 18a umfaßt hier eine Umschaltschaltung 30 und eine Stromerfas sungsschaltung 32. Eine zweite Schaltung 24a weist eine Re flexionsreduzierungsschaltung auf, die bei diesem Ausfüh rungsbeispiel ein resistives Element oder eine Schaltung 34 aufweist. Die Stromerfassungsschaltung 32 ist vorzugsweise konfiguriert, um einen Betriebsstrom, der dem Betrieb des CAN-Busses zugeordnet ist, zu erfassen. Bei diesem Beispiel wird der Betriebsstrom durch die Einschaltleitung 26 gelie fert. Die Stromerfassungsschaltung 32 ist mit der Umschalt schaltung 30 wirksam verbunden. Die Umschaltschaltung 30 ist mittels Leitungen 20, 22 mit dem CAN-Bus verbunden. Wenn die Stromerfassungsschaltung 32 einen bestimmbaren elektrischen Strom erfaßt, beispielsweise eine Änderung des überwachten Betriebsstroms, nimmt die Umschaltschaltung selektiv die Re flexionsreduzierungsschaltung 24a auf, d. h. wird mit dersel ben verbunden, was wiederum bewirkt, daß das resistive Ele ment oder die Schaltung 34 den CAN-Bus abschließt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Reflexionsreduzie rungsschaltung eine resistive Lastschaltung auf.

Es kann jede geeignete Stromerfassungsschaltung verwendet werden. Bei diesem Beispiel können ein Operationsverstärker und ein Transistor die Basis einer Strom-Zu-Spannung-Strom erfassungsschaltung bilden. Durch die Verwendung eines Re lais in der Umschaltschaltung 30 kann der Ausgang der Strom-Zu-Spannung-Stromerfassungsschaltung 32 verwendet wer den, um das Relais einzuschalten, wodurch die Reflexionsre duzierungsschaltung 24a aufgenommen wird. Dies stellt jedoch lediglich ein Beispiel dar und soll in keiner Weise eine Einschränkung bilden. Demgemäß können auch andere Schal tungselemente, die sich von den oben beschriebenen Elementen unterscheiden, oder auch zusätzliche Schaltungselemente ver wendet werden, um die erste und zweite Schaltung zu imple mentieren.

Fig. 3 zeigt ein CAN-Bussystem allgemein bei 34, das eine Mehrzahl von Knoten 36 aufweist, die entlang des CAN-Busses 12 verteilt und wirksam mit demselben verbunden sind. Es ist eine Einschaltsignalerzeugungsschaltung vorgesehen (wie z. B. die Schaltung 24 in Fig. 1), obwohl dies in dieser Figur nicht spezifisch dargestellt ist. Die Einschaltsignalerzeu gungsschaltung weist eine Ausgangsleitung 26 auf, die mit den Knoten 36, wie gezeigt, gekoppelt ist. Ein Einschaltsi gnal liegt seriell an jedem Knoten an und wird an jedem Kno ten regeneriert, damit das System bestimmen kann, welcher Knoten der letzte Knoten in einer gegebenen Kette ist, wie es im folgenden deutlich wird. Die Ausgangsleitung 26 ist konfiguriert, um die Knoten zu aktivieren und dieselben ein zuschalten. Jeder Knoten entlang des dargestellten CAN-Bus ses ist mit einer Abschlußschaltung 38 versehen, die mit der Ausgangsleitung 26 und dem CAN-Bus 12 verbunden ist. Die Ab schlußschaltung ist konfiguriert, um einen vorbestimmten elektrischen Zustand zu überwachen, wobei dieselbe anspre chend auf die Erfassung des vorbestimmten Zustands den CAN- Bus an diesem Knoten abschließt. Dies liefert einen großen Flexibilitätsgrad, da jeder Knoten den CAN-Bus abschließen kann. Fig. 10 zeigt einen beispielhaften Abschnitt eines CAN-Bussystems bei 100, bei dem ein Einschaltsignal auf eine kaskadierte Weise von Knoten zu Knoten geliefert wird. Ins besondere sind eine Steuerungseinrichtung 102 und zwei Kno ten 104, 106 gezeigt. Bei dem dargestellten Beispiel bildet die Steuerungseinrichtung einen Teil eines Druckers, wobei die Knoten 104, 106 sowohl Eingangs- als auch Ausgangsvor richtungen aufweisen. Die Steuerungseinrichtung 102 weist eine CPU und einen Treiber (die nicht besonders bezeichnet sind) auf. Eine Einschaltleitung 108 verbindet sowohl die Steuerungseinrichtung 102 mit einem nächsten Knoten 104 als auch einen Knoten mit einem nächsten Knoten, z. B. die Knoten 104, 106. Die Knoten 104, 106 umfassen jeweils eine Lei stungsversorgung, die mit der Einschaltleitung 108 verbunden ist, eine CPU, die mit der Leistungsversorgung verbunden ist, und einen Treiber, der mit der CPU verbunden ist, zum Treiben des Einschaltsignals zu einem nächsten Knoten. Jedes Einschaltsignal, das auf der Einschaltleitung 108 vorhanden ist, muß regeneriert werden, um dieses Signal dem nächsten Knoten in der Reihe zu signalisieren. Dies bedeutet, daß je der Knoten für die Regenerierung eines Einschaltsignals für einen nächsten Knoten verantwortlich ist. Bei diesem Bei spiel ist der vorbestimmte Zustand, den die Abschlußschal tung überwacht, die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Ein schaltsignals für einen nächsten Knoten in der Reihe. Da je der Knoten für die Erzeugung eines Einschaltsignals verant wortlich ist, das durch die Knoten kaskadiert wird, wird der letzte Knoten in einer gegebenen Kette kein solches Signal erzeugen, da kein weiterer Knoten vorhanden ist, der das Si gnal empfangen müßte. Die Abschlußschaltung bestimmt vor zugsweise, wann dieser Zustand auftritt und schließt darauf ansprechend den CAN-Bus ab.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer geeigneten Ab schlußschaltung 38. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Abschlußschaltung 38 eine umschaltbare Signalreflexions reduzierungsschaltung 40 und eine Stromerfassungsschaltung 42. Die umschaltbare Signalreflexionsreduzierungsschaltung 40 ist konfiguriert, um bei einem Abschluß des CAN-Busses eine Signalreflexion in dem CAN-Bus zu reduzieren. Es kann jede geeignete Reflexionsreduzierungsschaltung verwendet werden. Die Stromerfassungsschaltung 42 ist konfiguriert, um einen vorbestimmten elektrischen Zustand, der einen Strom fluß durch eine Ausgangsleitung 26 aufweist, zu überwachen.

Bei diesem Beispiel sind die Knoten 36 entlang des CAN-Bus ses 12 derart angeordnet, so daß jeder Knoten für die Erzeu gung eines Signals, um den nächsten Knoten einzuschalten, verantwortlich ist. Die Stromerfassungsschaltung ist konfi guriert, um basierend auf dem Stromfluß durch die Ausgangs leitung 26 zu erfassen, wenn kein weiterer Knoten vorhanden ist, der eingeschaltet werden muß. Fig. 11 zeigt beispiels weise ein beispielhaftes CAN-System allgemein bei 200, das einen Drucker bzw. eine Steuerungseinrichtung 202 und eine Mehrzahl von Knoten 204, 206, 208 und 210 aufweist. Die Kno ten 204 und 206 sind Eingangsvorrichtungen, wobei die Knoten 208 und 210 Ausgangsvorrichtungen sind. Der Drucker 202 ist mittels einer Einschaltsignalleitung 212 mit einem nächsten Knoten in der Reihe verbunden. Jeder Knoten ist wiederum mittels einer Einschaltsignalleitung 212 mit einem nächsten Knoten in der Reihe verbunden. Der CAN-Bus ist parallel zu allen Knoten (Drucker und Vorrichtungen), wobei ein Signal auf der Einschaltleitung 212 als erstes von dem Drucker 202 erzeugt wird, und dann auf beide Seiten, d. h. zu der Ein gangs- und der Ausgangsvorrichtung, kaskadiert wird. Der Drucker 202 weist zwei Ausgangsverbindungen auf, die den Einschaltleitungen 212 entsprechen, die mit den Eingangs- und Ausgangsvorrichtungen verbunden sind. Die Ausgangsver bindungen des Druckers sind jeweils mit einer getrennten Einschaltsignalerzeugungsschaltung verbunden. Sowohl die Eingangs- als auch Ausgangsvorrichtungen weisen Verbindungen auf, die ein Eingangssignal von der Einschaltleitung 212 und den CAN-Bus-Leitungen empfangen. Die Eingangs- und Ausgangs vorrichtungen weisen ferner Ausgangsverbindungen auf, die von der jeweils nächsten Eingangs- oder Ausgangsvorrichtung in der Reihe empfangen werden. Das Einschaltsignal wird ge trennt für die Eingangs- und Ausgangsvorrichtungen erzeugt, wobei jeder Knoten für die Erzeugung eines Einschaltsignals für einen nächsten Knoten in der Reihe verantwortlich ist. Falls bei diesem Beispiel die Eingangsvorrichtung 204 der letzte Knoten in der Kette von Eingangsvorrichtungen wäre, würde kein Strom durch die Einschaltleitung 212 fließen, die dieselbe mit der Eingangsvorrichtung 206 verbindet. Indem dies erkannt wird, kann eine Stromerfassungsschaltung be stimmen, daß kein ausreichender Strom vorhanden ist, um ein Einschaltsignal an die nächste Vorrichtung (die nicht exi stiert) zu liefern, und kann folglich die Signalreflexions reduzierungsschaltung in die Schaltung schalten und den CAN-Bus abschließen.

Fig. 5 zeigt eine beispielhafte umschaltbare Signalreflexi onsreduzierungsschaltung 40, die ein resistives Element 44 aufweist. Das resistive Element 44 kann jedes geeignete re sistive Element sein, das eine Signalreflexion reduzieren und die spezifische resistive Last in dem abgeschlossenen CAN-Bus beibehalten kann. Diese Schaltung ist konfiguriert, um selektiv von der Stromerfassungsschaltung 42 (Fig. 4) um geschaltet zu werden, wenn die Stromerfassungsschaltung eine vorbestimmte Stromamplitude durch die Ausgangsleitung 26 (Fig. 3) erfaßt.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ab schlußschaltung 38. Die Abschlußschaltung umfaßt hier eine Umschaltschaltung 44, die mit der ersten und zweiten Signal führungsleitung des CAN-Busses verbunden ist. Die Umschalt schaltung weist einen Ausgang auf, der mit einer resistiven Schaltung 46 verbunden ist. Die Umschaltschaltung ist konfi guriert, um die resistive Schaltung 46 selektiv zu aktivie ren oder dieselbe in ihre eigene Schaltung aufzunehmen. Die resistive Schaltung 46 ist konfiguriert, um eine Signalre flexion zu verringern, und um die spezifizierte resistive Last in der ersten und zweiten Signalführungsleitung 14, 16 beizubehalten, wenn dieselbe in die CAN-Bus-Schaltung auf genommen ist. Eine Stromerfassungsschaltung 48 ist vorgese hen und mit der Umschaltschaltung 44 verbunden. Die Stromer fassungsschaltung überwacht den Stromfluß durch die Aus gangsleitung 26. Der Stromfluß wird vorzugsweise seriell ge messen. Wenn ein vorbestimmter Strom erfaßt wird, der an zeigt, daß der Knoten, mit dem die Abschlußschaltung wirksam verbunden ist, der letzte Knoten in der Kette ist, schaltet die Stromerfassungsschaltung 48 die Umschaltschaltung 44 von einem deaktivierten Zustand, bei dem die resistive Schaltung nicht in die CAN-Bus-Schaltung aufgenommen ist, in einen ak tivierten Zustand um, bei dem die resistive Schaltung in die CAN-Bus-Schaltung aufgenommen ist.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm 50, das die Verfahrensschritte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreibt. Bei 52 wird ein elektrischer Betriebsparameter, der dem Be trieb zumindest eines und vorzugsweise einer Mehrzahl von CAN-Bus-Knoten eines CAN-Busses zugeordnet ist, überwacht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein elektri scher Stromfluß überwacht. Bei den obigen Beispielen ist der elektrische Stromfluß demjenigen zugeordnet, der erforder lich ist, um einen nächsten Knoten in der Reihe einzuschal ten. Bei 54 wird der CAN-Bus ansprechend auf ein Auftreten einer bestimmbaren Charakteristik des elektrischen Betriebs parameters abgeschlossen. Bei diesem Beispiel ist der elek trische Betriebsparameter der oben beschriebene Stromfluß. Folglich kann eine beispielhafte bestimmbare Charakteristik eine Änderung der Amplitude des überwachten Stroms sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel findet ein Abschluß des CAN-Busses statt, indem eine Schaltung aktiviert wird, die konfiguriert ist, um eine Signalreflexion in dem CAN-Bus zu reduzieren. Im bevorzugtesten Fall findet dies statt, in dem ein resistives Element in die Schaltung aufgenommen wird.

Fig. 8 zeigt eine beispielhafte Stromerfassungsschaltung, die für eine Verwendung in Verbindung mit den oben beschrie benen Ausführungsbeispielen geeignet ist. Die Stromerfas sungsschaltung umfaßt einen Operationsverstärker U1, einen Transistor Q1 und Widerstände R1, R2 und R3. Die Schaltung erfaßt den Strom durch R1 und liefert eine Ausgangsspannung über R3. Die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung und dem Eingangsstrom wird durch folgende Gleichung beschrieben:

V_AUS = [(R1 . R3)/R2] . I_L,

wobei I_L der Strom durch R1 ist.

Mit den dargestellten Werten wird ein Multiplikator von 500 erhalten. Bei diesem Beispiel stellt die 3,8-V-Spannungs quelle das Einschaltsignal dar, während R_LAST eine Einschalt schaltung in einer Knotenleistungsversorgung darstellt. Q2 und R4 werden verwendet, um das Ausgangssignal von U1 auf Null zu zwingen, wenn das Einschaltsignal nicht aktiviert ist. R6 und R7 bilden einen Spannungsteiler, um die korrekte Polarisation von Q2 sicherzustellen. V_AUS wird verwendet, um einen Transistor zu treiben, der ein Relais in der Umschalt schaltung treiben wird.

Fig. 9 zeigt die obige Stromerfassungsschaltung, die in eine Abschlußschaltung aufgenommen ist, die eine Umschaltschal tung aufweist. Der Operationsverstärker U2 wird hier verwen det, damit die resistiven Werte, die bei der Stromüberwa chungsschaltung verwendet werden, nicht beeinflußt werden. Widerstände R8 und R9 werden verwendet, um jegliche Offset- Probleme zu beseitigen. Der Transistor Q3 treibt eine Re laisspule, die wiederum selektiv einen Abschlußwiderstand R_Abschluss aktiviert, der die oben erörterten Reflexionsredu zierungscharakteristika liefert.

Bei einem Beispiel spezifiziert die ISO-11898-Norm die Ver wendung eines Differenzsignals, das aus zwei Drähten, d. h. den Leitungen 14, 16, zusammengesetzt ist, mit einer charak teristischen Leitungsnennimpedanz von 120 Ohm. Diese Norm spezifiziert ferner eine resistive Last von 60 Ohm zwischen diesen zwei Leitungen. Diese resistive Last ist notwendig, damit der CAN-Bus kommunizieren kann, da, wenn die zwei Lei tungen im Leerlauf sind (ohne einen Abschlußwiderstand), keine Kommunikation möglich ist. Um diese Anforderungen zu erfüllen, liefern die erfindungsgemäßen Verfahren und Syste me einen automatischen Abschluß, wenn eine Kommunikation stattfindet, ungeachtet der Anzahl von Knoten, die in dem CAN-Bussystem vorhanden sind. In der Vergangenheit erforder te ein geeigneter Abschluß des CAN-Busses Abschlußwiderstän de an den Enden jeder Verzweigung des CAN-Busses. Bei einem Druckersystem, das einen Bus verwendet, müßten Abschlußwi derstände an dem Ende jeder Verzweigung dieses Busses pla ziert werden. Für Druckersysteme mit einem Tor für Eingangs vorrichtungen und einem weiteren Tor für Ausgangsvorrichtun gen ist es aufgrund der Anforderungen für einen geeigneten Abschluß erforderlich, daß Abschlußwiderstände an der letz ten Vorrichtung oder dem letzten Knoten jedes Tors plaziert sind. Wenn unterschiedliche Konfigurationen vorliegen, kann eine beliebige Vorrichtung die letzte Vorrichtung in ihrer entsprechenden Kette bei einer Konfiguration und nicht die letzte Vorrichtung in ihrer entsprechenden Kette bei einer anderen Konfiguration sein. Folglich müßten einzelne Benut zer dieses Systems bestimmen, welche Vorrichtung das Ende der Leitung für eine bestimmte Konfiguration war, und müßten dann Schritte vornehmen, um einen korrekten Abschluß des CAN-Busses während des Betriebs sicherzustellen. Dies müßte typischerweise für jede unterschiedliche Konfiguration durchgeführt werden, wenn die letzte Vorrichtung in der Ket te geändert wird. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sorgen für flexible Lösungen, um CAN-Busse abzuschließen, indem jedem Knoten die Möglichkeit gegeben wird, den CAN-Bus abzuschließen, wenn derselbe der letzte Knoten in der zuge ordneten Kette des Busses ist. Früher benötigten CAN-Bussy stem zwei Abschlußwiderstände, d. h. einen an jedem Ende, und dieselben waren inflexibel und aufwendig zu verwenden, ins besondere wenn Systeme neu konfiguriert werden mußten. Da hier jeder Knoten mit seinem eigenen Mechanismus versehen ist, um den CAN-Bus abzuschließen, besteht kein Bedarf für eine Festverdrahtung des CAN-Busses. Dies kann wiederum die Flexibilität dahingehend erhöhen, daß neue Knoten oder Vor richtungen hinzugefügt werden können, ohne daß man sich mit dem Abschluß des CAN-Busses beschäftigen muß. Das heißt, daß neue Knoten, die eingebaute Abschlußschaltungen aufweisen, schnell und zweckmäßig hinzugefügt werden können, da jeder Knoten, wenn erforderlich, den CAN-Bus abschließen kann.

Claims

1. CAN-Bus-Abschlußschaltung mit:
einer ersten Schaltung (18), die sich in einer elek trischen Kommunikation mit einem CAN-Bus (12) befindet und die konfiguriert ist, um einen elektrischen Be triebsparameter zu überwachen, der dem Betrieb des CAN-Busses (12) zugeordnet ist; und
einer zweiten Schaltung (24), die sich in einer elek trischen Kommunikation mit der ersten Schaltung (18) befindet, wobei die zweite Schaltung (24) ansprechend darauf, daß die erste Schaltung eine Änderung des elektrischen Betriebsparameters, den dieselbe konfigu rationsgemäß überwachen soll, erfaßt, selektiv durch die erste Schaltung (18) aktiviert wird, wobei die zweite Schaltung (24) konfiguriert ist, um den CAN-Bus (12) abzuschließen, wenn dieselbe aktiviert ist.

2. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß Anspruch 1, bei der die erste Schaltung (18) eine Stromerfassungsschaltung (32) aufweist, die konfiguriert ist, um einen Be triebsstrom zu erfassen, der dem Betrieb des CAN-Bus ses (12) zugeordnet ist.

3. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die erste Schaltung (18) eine Umschaltschaltung (30) aufweist, die konfiguriert ist, um die zweite Schaltung (24) ansprechend auf eine Erfassung der Än derung des elektrischen Betriebsparameters selektiv aufzunehmen.

4. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die erste Schaltung (18) folgende Merk male aufweist:
eine Stromerfassungsschaltung (32), die konfiguriert ist, um einen Betriebsstrom zu erfassen, der dem Be trieb des CAN-Busses (12) zugeordnet ist; und
eine Umschaltschaltung (30), die konfiguriert ist, um die zweite Schaltung (24) ansprechend auf eine Erfas sung der Änderung des elektrischen Betriebsparameters selektiv aufzunehmen.

5. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die zweite Schaltung (24) eine Signal reflexionsreduzierungsschaltung (24a) aufweist.

6. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die zweite Schaltung (24) eine resisti ve Schaltung (46) aufweist.

7. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die erste Schaltung (18) folgende Merk male aufweist:
eine Stromerfassungsschaltung (32), die konfiguriert ist, um einen Betriebsstrom zu erfassen, der dem Be trieb des CAN-Busses (12) zugeordnet ist; und
eine Umschaltschaltung (30), die konfiguriert ist, um die zweite Schaltung (24) ansprechend auf eine Erfas sung der Änderung des elektrischen Betriebsparameters selektiv aufzunehmen; und
wobei die zweite Schaltung (24) eine Signalreflexions reduzierungsschaltung (24a) aufweist.

8. CAN-Bus-System mit:
einem CAN-Bus (12);
einer Mehrzahl von Knoten (36), die entlang des CAN- Busses (12) verteilt sind und wirksam mit demselben verbunden sind;
einer Einschaltsignalerzeugungsschaltung (28) mit ei ner Ausgangsleitung (26), die mit der Mehrzahl von Knoten (36) gekoppelt ist und die konfiguriert ist, um die Knoten zu aktivieren; und
für jeden Knoten (36):
einer Abschlußschaltung (38), die mit der Aus gangsleitung (26) verbunden ist und konfiguriert ist, um einen vorbestimmten elektrischen Zustand zu überwachen, und den CAN-Bus (12) ansprechend auf eine Erfassung des vorbestimmten elektrischen Zustands abzuschließen.

9. CAN-Bussystem gemäß Anspruch 8, bei dem die Abschluß schaltung (38) eine Stromerfassungsschaltung (62) auf weist, und bei dem der vorbestimmte elektrische Zu stand, der überwacht wird, der Stromfluß durch die Ausgangsleitung (26) ist.

10. CAN-Bussystem gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem die Ab schlußschaltung (38) eine umschaltbare Signalreflexi onsreduzierungsschaltung (40) aufweist, die konfigu riert ist, um bei einem Abschluß des CAN-Busses (12) die Signalreflexion in dem CAN-Bus (12) zu reduzieren.

11. CAN-Bussystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem die Abschlußschaltung folgende Merkmale aufweist:
eine Stromerfassungsschaltung (42), wobei der vorbe stimmte elektrische Zustand, der überwacht wird, ein Stromfluß durch die Ausgangsleitung (26) ist; und
eine umschaltbare Signalreflexionsreduzierungsschal tung (40), die mit der Stromerfassungsschaltung (42) verbunden ist und die konfiguriert ist, um durch die Stromerfassungsschaltung (42) selektiv umgeschaltet zu werden, wenn die Stromerfassungsschaltung eine vorbe stimmte Stromamplitude durch die Ausgangsleitung (26) erfaßt, wobei die umschaltbare Signalreflexionsredu zierungsschaltung (40) konfiguriert ist, um bei einem Abschluß des CAN-Busses (12) die Signalreflexion in dem CAN-Bus zu reduzieren.

12. CAN-Bussystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem die Abschlußschaltung eine umschaltbare Signalre flexionsreduzierungsschaltung (40) mit einem resisti ven Element (44) aufweist, das konfiguriert ist, um bei einem Abschluß des CAN-Busses (12) die Signalre flexion in dem CAN-Bus (12) zu reduzieren.

13. CAN-Bussystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem:
der CAN-Bus (12) eine erste und zweite Signalführungs leitung (14, 16) aufweist; und
die Abschlußschaltung folgende Merkmale aufweist:
eine Umschaltschaltung (44), die mit der ersten und zweiten Signalführungsleitung (14, 16) ver bunden ist und einen Ausgang aufweist;
eine resistive Schaltung (46), die mit dem Aus gang der Umschaltschaltung (44) verbunden ist, wobei die resistive Schaltung (46) konfiguriert ist, um die Signalreflexion in der ersten und zweiten Signalführungsleitung (14, 16) zu redu zieren; und
eine Stromerfassungsschaltung (48), die mit der Umschaltschaltung (44) verbunden ist, wobei der vorbestimmte elektrische Zustand, der überwacht wird, ein Stromfluß durch die Ausgangsleitung (26) ist, und wobei ferner die Stromerfassungs schaltung (48) konfiguriert ist, um die Umschalt schaltung (44) zwischen einem aktivierten Zu stand, bei dem die resistive Schaltung (46) auf genommen ist, und einem deaktivierten Zustand, bei dem die resistive Schaltung (46) nicht aufge nommen ist, umzuschalten.

14. Verfahren für einen automatischen CAN-Bus-Abschluß mit folgenden Schritten:
Überwachen (52) eines elektrischen Betriebsparameters, der dem Betrieb zumindest eines CAN-Bus-Knotens eines CAN-Busses zugeordnet ist; und
Abschließen (54) des CAN-Busses ansprechend auf ein Auftreten einer bestimmbaren Charakteristik des elek trischen Betriebsparameters.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem der Schritt des Überwachens (52) das Überwachen eines elektrischen Be triebsparameters aufweist, der dem Betrieb einer Mehr zahl von parallel geschalteten CAN-Bus-Knoten (36) zu geordnet ist.

16. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem der Schritt des Überwachens (52) das Überwachen eines elektrischen Stroms aufweist, der dem Betrieb zumin dest eines CAN-Bus-Knotens (36) zugeordnet ist.

17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem der Schritt des Abschließens (54) das Aktivieren einer Schaltung aufweist, die konfiguriert ist, um eine Si gnalreflexion in dem CAN-Bus (12) zu reduzieren.

18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem der Schritt des Abschließens (54) das Aufnehmen eines resistiven Elements (44) in den zumindest einen CAN- Bus-Knoten (36) aufweist.

19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, bei dem:
der Schritt des Überwachens (52) das Überwachen eines elektrischen Stroms aufweist, der dem Betrieb einer Mehrzahl von parallel geschalteten CAN-Bus-Knoten zu geordnet ist; und
der Schritt des Abschließens (54) das Aktivieren einer Schaltung aufweist, die konfiguriert ist, um die Si gnalreflexion in dem CAN-Bus zu reduzieren.

20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 19, bei dem:
der Schritt des Überwachens (52) das Überwachen eines elektrischen Stroms aufweist, der dem Betrieb einer Mehrzahl von parallel geschalteten CAN-Bus-Knoten zu geordnet ist; und
der Schritt des Abschließens (54) das Aufnehmen eines resistiven Elements in den zumindest einen CAN-Bus- Knoten aufweist.