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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenrelaiseinrichtung und ein Multiplex-Kommunikationssystem.
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In den letzten Jahren ist die Verkomplizierung von Kommunikationsnetzwerken auf vielen Gebieten mit Voranschreiten der Computertechnologie vorangeschritten. Auf dem Gebiet der Motorfahrzeuge nimmt der Umfang von Informationen, die zwischen elektronischen Steuereinheiten (ECUs) ausgetauscht werden, welche die elektrischen Komponenten steuern, die an dem Fahrzeug installiert sind, rapide zu. Daher wird ein Multiplex-Kommunikationssystem dafür verwendet, um eine Kommunikation unter verschiedenen ECUs in dem Fahrzeug zu realisieren, so daß die Zahl der Drahtkabelbäume, die für die Kommunikation erforderlich sind, reduziert wird.
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Bei einem Multiplex-Kommunikationssystem wird ein Netzwerk dadurch ausgebildet, indem Knotenpunkte, wie beispielsweise die ECUs oder ähnliches, an eine gemeinsame Kommunikationsleitung angeschlossen werden. Die Knotenpunkte kommunizieren miteinander, indem sie Datenrahmen über die gemeinsame Kommunikationsleitung austauschen. In dem Fahrzeug sind eine Vielzahl von Netzwerken ausgebildet, um zwischen den ECUs effizient eine Datenkommunikation zu ermöglichen. Die Zahl der Netzwerke wird in Einklang mit der erforderlichen Kommunikationsgeschwindigkeit festgelegt und alle Knotenpunkte (nodes) werden in den Netzwerken in geeigneter Weise aufgeteilt. Eine Kommunikation zwischen zwei Knotenpunkten, die zu unterschiedlichen Netzwerken gehören, wird mit Hilfe einer Datenrelaiseinheit durchgeführt.
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Die Datenrelaiseinheit enthält eine Vielzahl von Sende-/Empfangs-(SR)-Einrichtungen entsprechend den jeweiligen Netzwerken. Sie empfängt einen Datenrahmen über eine der SR-Einrichtungen und sendet den Datenrahmen vermittels anderer der SR-Einrichtungen (
US-Patent Nr. 5,856,976 ).
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Wenn das Multiplex-Kommunikationssystem auf den neuesten Stand gebracht wird, werden die Netzwerke dadurch rekonfiguriert, indem die Knotenpunkte hinzugefügt oder beseitigt werden, die in jedem Netzwerk enthalten sind, oder indem die Funktion der Knotenpunkte modifiziert wird. Es ist auch erforderlich, die Daten zu modifizieren, die in der Datenrelaiseinheit enthalten sind und dazu verwendet werden, um die Datenrahmen weiterzusenden, wenn Datentypen der Daten, die zu den Knotenpunkten weitergeleitet werden sollten, hinzugefügt oder beseitigt werden oder wenn sich Knotenpunkt-IDs der Knotenpunkte, zu denen Daten weitergeleitet werden sollen, geändert werden, wenn die Netzwerke rekonfiguriert werden. Es ist ferner erforderlich, die Einstellung der Knotenpunkte zu modifizieren, die so eingestellt sind, um die Datenrahmen zu dem Knotenpunkt zu senden, dessen ID geändert wurde.
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Auf dem Gebiet der Motorfahrzeuge sind Fahrzeugkomponenten weitreichend computerisiert und es wird daher die Steuertechnologie für diese kompliziert. Es wird daher viel Zeit verbraucht, um das Multiplex-Kommunikationssystem in einem Fahrzeug zu rekonfigurieren.
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US 5,856,976 betrifft ein Multiplex-Übertragungssystem zur Verwendung in Fahrzeugen. Bei einem derartigen Multiplex-Übertragungssystem zur Verwendung in Fahrzeugen wird eine Vielzahl von Netzwerken über ein Gateway verbunden. In jedem der einzelnen Netzwerke sind elektrische Zubehörvorrichtungen, die gegenseitig hinsichtlich der Steuerung verbunden sind, an die gleiche Übertragungsleitung angeschlossen.
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DE 195 42 122 A1 betrifft ein lokales Kommunikation-Serversystem. Das Kommunikationssystem besteht dabei aus einem an einem lokalen Netz (LAN) angeschlossenen Rechnersystem, einem an das LAN angeschlossenen lokalen Kommunikationssystem (LAX), an das LAX angeschlossenen peripheren Kommunikationseinrichtungen, aus Geräten zum Steuern des Kommunikationsflusses zwischen den Einrichtungen über das LAX unter Führung durch in einem Rechner des Rechnersystems fest gespeicherte Programme, wobei das Steuergerät eine Datenbasis zum. Speichern von Konfigurationsdaten des Serversystems umfasst, einen peripheren Treiber, eine Verbindungssteuerung zum Steuern des peripheren Treibers und zum Aufgreifen der Anwenderprogramme und der Konfigurationsdaten des Systems, und einen Protokollwandler für die Durchgabe von Steuer- und Datenmeldungen in einer an jede der peripheren Kommunikationseinrichtungen angepassten Weise von und zu den peripheren Kommunikationseinrichtungen über periphere Treiber sowie zu und von einer Vielfalt von im Rechnersystem gespeicherten Standard- und Nichtstandard-Anwenderprogrammen.
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DE 42 30 796 A1 betrifft eine elektronische Einrichtung für den Datenverkehr zwischen einem externen Testgerät und fahrzeugseitigen Steuergeräten.
DE 42 30 796 A1 sieht eine elektronische Einrichtung zur Erfassung, Verarbeitung und Beeinflussung des Datenverkehrs zwischen einem extern zuschaltbaren Testgerät und in der Karoserie eines Fahrzeugs angebrachten elektronischen Steuergeräten vor. Für den Datenverkehr von abgasrelevanten Steuergeräten zu dem Testgerät ist ein Protokollwandler vorgesehen, durch den das Testgerät mit unterschiedlichen Normungen des Protokolls kommunizieren kann, wobei das Testgerät über eine geführte Steckverbindung mit den Steuergeräten unmittelbar oder mittelbar über den Proto9kollwandler verbindbar ist.
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Die vorliegende Erfindung überwindet die zuvor erläuterten Nachteile und hat sich zum Ziel gesetzt, eine Datenrelaiseinheit und ein Multiplex-Kommunikationssystem zu schaffen, die unmittelbar rekonfiguriert werden können.
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Das Multiplex-Kommunikationssystem nach der vorliegenden Erfindung enthält eine Datenrelaiseinheit. Die Datenrelaiseinheit enthält eine Vielzahl von Sende-/Empfangs-(SR)-Einrichtungen zum Senden und zum Empfangen von Datenrahmen und eine Kopfabschnitt(Kopfdatenabschnitt)-Verarbeitungseinrichtung. Es sind Multiplex-Kommunikationsleitungen mit der jeweiligen SR-Einrichtung verbunden und es sind Knotenpunkte, welche die Datenrahmen untereinander austauschen, an die Kommunikationsleitungen angeschlossen. Die Datenrelaiseinheit enthält ferner eine Bestimmungsorttabelle und eine Kopfabschnittabelle (header table). Es wird ein Datenrahmen, der von einem Knotenpunkt aus gesendet wird, welcher an eine Kommunikationsleitung angeschlossen ist, durch die SR-Einrichtung empfangen, die an die Kommunikationsleitung angeschlossen ist. Der empfangene Datenrahmen wird zu dem Bestimmungsknotenpunkt durch andere der SR-Einrichtungen in der folgenden Weise gesendet. Zunächst werden die SR-Einrichtungen, die dafür bestimmt sind, um den Datenrahmen zu den Bestimmungsknotenpunkten zu senden, dadurch identifiziert, indem auf die Bestimmungsorttabelle Bezug genommen wird. Die den Datenkopfblock verarbeitende Einrichtung erzeugt einen Kopfdatenblock entsprechend dem Datentyp des empfangenen Datenrahmens, indem sie auf die Kopfdatenblocktabelle Bezug nimmt. Der gebildete Kopfdatenblock wird zu dem Datenkörper des empfangenen Datenrahmens hinzu addiert und wird an die identifizierte SR-Einrichtung ausgegeben. Die SR-Einrichtung sendet den erzeugten Datenrahmen zu dem Bestimmungsknotenpunkt, und zwar über die Kommunikationsleitung, die an die SR-Einrichtung angeschlossen ist.
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Wenn die Funktion von einigen Knotenpunkten modifiziert wird oder wenn Knotenpunkte, die an die Kommunikationsleitungen angeschlossen sind, hinzugefügt oder beseitigt werden, kann das Multiplex-Kommunikationssystem lediglich dadurch rekonfiguriert werden, indem der Inhalt der Bestimmungsorttabelle und der Kopfblocktabelle modifiziert wird. Es ist nicht erforderlich, die Einstellungen in den Knotenpunkten zu modifizieren, die so eingestellt sind, um Datenrahmen zu den Knotenpunkten zu senden, die modifiziert wurden oder hinzugefügt oder beseitigt wurden. Somit kann das Multiplex-Kommunikationssystem, ohne viel Zeit zu verbrauchen, rekonfiguriert werden.
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In bevorzugter Weise enthält die Datenrelaiseinheit eine Vielzahl von Kopfblocktabellen entsprechend unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen. In diesem Fall kann die Datenrelaiseinheit Daten, die sie von einem Knotenpunkt empfangen hat, der an eine Kommunikationsleitung angeschlossen ist, die ein Kommunikationsprotokoll verwendet, zu einem Knotenpunkt weiterleiten, der an eine Kommunikationsleitung angeschlossen ist, welche ein anderes Kommunikationsprotokoll verwendet.
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Zusätzliche Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden Beschreibung sowie den anhängenden Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 ein schematisches Diagramm eines Multiplex-Kommunikationssystems ist, welches eine Datenrelaiseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
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2 ein Funktionsblockschaltbild der Datenrelaiseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3A–3D Formate der Datenrahmen gemäß dem BEAN-Protokoll, CAN-Protokoll, ISO9141-Protokoll und dem IE-BUS-Protokoll jeweils zeigen;
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4 den Inhalt einer Bestimmungsorttabelle wiedergibt, die in der Datenrelaiseinheit gespeichert ist;
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5A und 5B Inhalte einer BEAN-Kopfblocktabelle und einer CAN-Kopfblocktabelle darstellen;
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6A und 6B Flußdiagramme der Steuerung zeigen, die in der Datenrelaiseinheit durchgeführt wird;
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7 ein Multiplex-Kommunikationssystem ist, welches eine Datenrelaiseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält; und
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8 die Datenrelaiseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Hinweis auf Ausführungsbeispiele und Modifikationen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Gemäß 1 enthält ein Multiplex-Kommunikationssystem eine Vielzahl von Netzwerken 11–14 und eine Datenrelaiseinheit 4. Jedes Netzwerk 11–14 ist dadurch gebildet, indem wenigstens ein Knotenpunkt (ECU) 311, 312, 313, 321, 322, 33, 341, 342, 343 an eine Multiplex-Kommunikationsleitung 21, 22, 23, 24 angeschlossen wird. Eine Datenkommunikation zwischen den Knotenpunkten 321, 322 innerhalb des Netzwerks 22 wird in Einklang mit einem vorbestimmten Kommunikationsprotokoll durchgeführt.
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Wenn das Multiplex-Kommunikationssystem für eine Kommunikation unter den ECUs in einem Fahrzeug verwendet wird, so enthält das erste Netzwerk 11 eine Tür-ECU 311, eine Meßgerät-ECU 312, eine Klimaanlagen-ECU 313 und ähnliches als Knotenpunkte. In dem ersten Netzwerk 11 wird eine Kommunikation zwischen den Knotenpunkten gemäß dem Kommunikationsprotokoll BEAN durchgeführt. Das zweite Netzwerk 12 enthält eine Maschinen-ECU 321, eine ABS-ECU 321 und ähnliches als Knotenpunkte. In dem zweiten Netzwerk 12 wird eine Kommunikation zwischen den Knotenpunkten gemäß dem Kommunikationsprotokoll CAN durchgeführt. Das dritte Netzwerk 13 enthält eine Ausfalldiagnoseeinheit 33 als einen Knotenpunkt, und in diesem Netzwerk 13 wird eine Kommunikation in Einklang mit dem Kommunikationsprotokoll ISO 9141 durchgeführt. Das vierte Netzwerk 14 enthält eine Anzeige-ECU 341, eine Navigations-ECU 342, eine Audio-ECU 343 und ähnliches als Knotenpunkte. In dem vierten Netzwerk 14 wird eine Kommunikation zwischen den Knotenpunkten gemäß dem Kommunikationsprotokoll IE-BUS durchgeführt. Die Anzeige-ECU 341 ist mit Steuerschaltern für eine Darstellung integriert. Die Ausfalldiagnoseeinheit 33 wird mit dem dritten Netzwerk 13 dann verbunden, wenn das Fahrzeug in einer Reparaturwerkstatt repariert wird. Ausfallinformationen oder Betriebsinformationen von vielfältigen Teilen des Fahrzeugs werden von den Knotenpunkten 311, 312, 313, 321, 322, 341, 342, 343 in den anderen Netzwerken 11, 12, 14 zu der Ausfalldiagnoseeinheit 33 über die Datenrelaiseinheit 4 gesendet. Die Ausfalldiagnoseeinheit 33 liefert die empfangenen Informationen für die Reparatur der Fahrzeuge.
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All die Knotenpunkte in dem Multiplex-Kommunikationssystem sind in geeigneter Weise in die Netzwerke gemäß der erforderlichen Kommunikationsgeschwindigkeit und gemäß der Datenmenge, die gesendet werden soll, aufgeteilt. Das Kommunikationsprotokoll, welches in jedem Netzwerk 11–14 verwendet wird, wird auch in Einklang mit der erforderlichen Kommunikationsgeschwindigkeit und der zu sendenden Datenmenge bestimmt.
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Die Knotenpunkte, die zu dem gleichen Netzwerk gehören, kommunizieren miteinander, indem sie Datenrahmen austauschen, die in Einklang mit dem durch das Netzwerk verwendeten Kommunikationsprotokoll gebildet werden. Jeder Datenrahmen enthält nicht nur einen Datenkörper, sondern auch einen Kopfdatenblock mit einem Datentypfeld, so daß der Bestimmungsort-Knotenpunkt des Datenrahmens den Datenkörper verwenden kann. Die Datentypen bestehen aus ”Maschinendrehzahl”, ”Fahrzeuggeschwindigkeit”, ”offener/geschlossener Zustand der Türen” und ähnlichem. Der Bestimmungsknotenpunkt empfängt den Datenrahmen und bestimmt dann aus dem Inhalt des Kopfdatenblocks, ob der Datenkörper Daten enthält, die für den Knotenpunkt erforderlich sind oder welchen Typ an Daten der Datenkörper enthält.
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Gemäß 3A enthält der Kopfdatenblock von jedem Datenrahmen gemäß dem BEAN-Protokoll folgendes: ”SOF”, ”Priority”, ”Message Length”, ”Destination ID” und ”Message ID”. Der Inhalt des ”Destination ID”-Feldes ist der Bestimmungsort-Knotenpunkt ID oder ”Broadcast”. Der Inhalt des ”Messsage ID”-Feldes repräsentiert den Datentyp der Daten, die in dem Datenkörper enthalten sind (DATA in 3A).
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Gemäß 3B enthält der Kopfdatenblock von jedem Datenrahmen gemäß dem CAN-Protokoll folgendes: ”SOF”, ”ID”, ”RTR” und ”CONTROL”. Das ”ID”-Feld enthält den Datentyp von Daten in dem Datenkörper (DATA), den Bestimmungsort und die Priorität.
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Gemäß 3C enthält der Kopfdatenblock von jedem Datenrahmen gemäß dem ISO9141-Protokoll folgendes: ”Formatbyte”, ”Target Address”, Source Address”, ”Mode” und ”PID”. Der Inhalt des ”Target Address”-Feldes und der Inhalt des ”PID”-Feldes repräsentieren zusammengenommen den Datentyp der Daten, die in dem Datenkörper (DATA) enthalten sind.
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Gemäß 3D enthält der Kopfdatenblock von jedem Datenrahmen gemäß dem IE-BUS-Protokoll folgendes: ”Source Physical Address”, ”Destination Physical Address”, ”Data Length”, ”Source Logical Address”, ”Destination Logical Address” und ”Operation Code”. Der Inhalt des ”Operation Code”-Feldes enthält den Datentyp der Daten in dem Datenkörper (data field = Datenfeld).
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Die Kommunikationsleitungen 21–24 sind mit der Datenrelaiseinheit 4 verbunden. Die Datenrelaiseinheit 4 ist dafür vorgesehen, um die von einem Knotenpunkt (Quellen-Knotenpunkt) 311–343 empfangenen Daten zu anderen Knotenpunkten (Bestimmungsknotenpunkt) 311–343 weiterzuleiten, die zu einem anderen Netzwerk 11–14 als das Netzwerk gehören, zu welchem der Quellenknotenpunkt gehört.
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Gemäß 2 enthält die Datenrelaiseinheit 4 ein IC für eine Kommunikation, einen Mikrocomputer zur Steuerung und ähnliches. Die Datenrelaiseinheit 4 enthält vier Sende-/Empfangs-(SR)-Abschnitte 411–414, welche die SR-Einrichtungen sind, um mit den Knotenpunkten in jeweils den vier Netzwerken 11–14 zu kommunizieren. Daher ist die Kommunikationsleitung 21 des ersten Netzwerks 11 mit dem ersten SR-Abschnitt 411 (BEAN SR Abschnitt) verbunden. Die Kommunikationsleitung 22 des zweiten Netzwerks 12 ist mit dem zweiten SR-Abschnitt 412 (CAN SR Abschnitt) verbunden. Die Kommunikationsleitung 23 des dritten Netzwerks 13 ist mit dem dritten SR-Abschnitt 413 (ISO9141 SR Abschnitt) verbunden. Die Kommunikationsleitung 24 des vierten Netzwerks 14 ist mit dem vierten SR-Abschnitt 414 (IE-BUS SR Abschnitt) verbunden.
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Wenn gemäß den 6A und 6B die Relaiseinheit 4 bestimmt, daß ein Datenrahmen durch den BEAN SR Abschnitt 411 bei dem Schritt 101 empfangen wird, so wird der empfangene Datenrahmen zeitweilig in einem Empfangsrahmenpuffer 42 bei dem Schritt 102 gespeichert. Wenn die Datenrelaiseinheit 4 bestimmt, daß ein Datenrahmen durch die anderen SR-Abschnitte 412–414 bei den Schritten 103, 105, 107 empfangen wird, so wird der empfangene Datenrahmen zeitweilig in dem Empfangsrahmenpuffer 42 in ähnlicher Weise wie bei den Schritten 104, 106, 108 gespeichert. Der Empfangsrahmenpuffer 42 ist für jede Daten-ID vorgesehen, welches den Datentyp wiedergibt. Ein vorbestimmter Bereich eines RAM wird für die Empfangsrahmenpuffer 42 zugeordnet.
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Wenn bei dem Schritt 109 bestimmt wird, daß ein Rahmen empfangen wird und in den Empfangsrahmenpuffern 42 gespeichert wird, extrahiert ein Bestimmungsort-Bestimmungsabschnitt 42 die Daten-ID aus dem gespeicherten Rahmen, was bei dem Schritt 110 erfolgt. Ferner bestimmt der Bestimmungsort-Bestimmungsabschnitt 42 die Bestimmungsort-Netzwerke des Rahmens, was bei dem Schritt 111 erfolgt, indem auf eine Bestimmungsort-Tabelle 45 zugegriffen wird, und zwar basierend auf der extrahierten Daten-ID. Die Bestimmungsort-Tabelle 45 ist in einem vorbestimmten Bereich in einem EEPROM gespeichert.
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Wenn der Bestimmungsort-Bestimmungsabschnitt 42 bei dem Schritt 112 bestimmt, daß die Bestimmungsort-Netzwerke des Rahmens das BEAN-Netzwerk 11 enthalten, erzeugt ein BEAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 441 bei dem Schritt 113 einen BEAN-Kopfblock, indem er bei Kopfblockinformationen in einer BEAN-Kopfblocktabelle 461 auf der Grundlage der extrahierten Daten-ID nachsieht. Ferner addiert der BEAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 441 bei dem Schritt 113 den gebildeten BEAN-Kopfblock zu dem Datenkörper, der aus dem Datenrahmen extrahiert wurde, welcher in dem Empfangsrahmenpuffer 42 gespeichert wurde. Der verbundene Kopfblock und Datenkörper wird an den BEAN SR Abschnitt 411 ausgegeben. Der BEAN SR Abschnitt 411 addiert einen Überhangabschnitt des BEAN-Rahmens zu dem kombinierten Kopfblock und Datenkörper. Der Übergangabschnitt des BEAN-Rahmens enthält CRC, EOM und ähnliches. Es wird somit der BEAN-Datenrahmen erzeugt und wird zu dem Bestimmungsknotenpunkt in dem BEAN-Netzwerk 11 zu einem Zeitpunkt gesendet, der gemäß dem BEAN-Protokoll vorbestimmt ist.
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Wenn der Bestimmungsort-Bestimmungsabschnitt 42 bei dem Schritt 114 bestimmt, daß die Bestimmungsort-Netzwerke des Rahmens das CAN-Netzwerk 12 enthalten, so erzeugt der CAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 442 einen CAN-Kopfblock bei dem Schritt 115, indem er bei Kopfblockinformationen in einer CAN-Kopfblocktabelle 462 auf der Grundlage des extrahierten Daten-ID nachsieht. Ferner addiert der CAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 442 bei dem Schritt 115 den gebildeten CAN-Kopfblock zu dem Datenkörper, der aus dem Datenrahmen extrahiert wurde, welcher in dem Empfangsrahmenpuffer 42 gespeichert wurde. Der kombinierte Kopfblock- und Datenkörper wird an den CAN SR Abschnitt 412 ausgegeben. Der CAN SR Abschnitt 412 addiert einen Überhangabschnitt von dem CAN-Rahmen zu dem kombinierten Kopfblock und Datenkörper. Es wird somit der CAN-Datenrahmen erzeugt und wird zu dem Bestimmungsort-Knotenpunkt in dem CAN-Netzwerk 12 zu einem Zeitpunkt gesendet, der gemäß dem CAN-Protokoll vorbestimmt ist.
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Wenn der Bestimmungsort-Bestimmungsabschnitt 42 bei dem Schritt 116 bestimmt, daß die Bestimmungsort-Netzwerke des Rahmens das ISO9141-Netzwerk 13 enthalten, erzeugt ein ISO9141-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 443 einen ISO9141-Kopfblock, und zwar bei dem Schritt 116, indem er die Kopfblockinformationen in einer ISO9141-Kopfblocktabelle 463 auf der Grundlage des extrahierten Daten-ID nachsieht. Ferner addiert der ISO9141-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 443 bei dem Schritt 116 den gebildeten ISO9141-Kopfabschnitt zu dem Datenkörper, der aus dem Datenrahmen extrahiert wurde, welcher in dem Empfangsrahmenpuffer 42 gespeichert wurde. Der kombinierte Kopfblock und Datenkörper wird an den ISO9141 SR Abschnitt 413 ausgegeben. Der ISO9141 SR Abschnitt 413 addiert einen Überhangabschnitt des ISO9141-Rahmens zu dem kombinierten Kopfblock und Datenkörper. Es wird somit der ISO9141-Datenrahmen erzeugt und wird zu dem Bestimmungsort-Knotenpunkt in dem ISO9141-Netzwerk 12 zu einem Zeitpunkt gesendet, der in Einklang mit dem ISO9141-Protokoll vorbestimmt ist.
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Wenn der Bestimmungsort-Bestimmungsabschnitt 42 bei dem Schritt 118 bestimmt, daß die Bestimmungsnetzwerke des Rahmens das IE-BUS-Netzwerk 14 enthalten, bildet ein IE-BUS-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 444 einen IE-BUS-Kopfblock bei dem Schritt 119, indem er nach Kopfblockinformationen in einer IE-BUS-Kopfblocktabelle 464 auf der Grundlage der extrahierten Daten ID sucht. Ferner addiert der IE-BUS-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 444 bei dem Schritt 119 den gebildeten IE-BUS-Kopfblock zu dem Datenkörper, der aus dem Datenrahmen extrahiert wurde, welcher in dem Empfangsrahmenpuffer 42 gespeichert ist. Es wird somit der IE-BUS-Datenrahmen gebildet und wird an den IE-BUS SR Abschnitt 414 ausgegeben. Der IE-BUS SR Abschnitt 414 sendet den gebildeten IE-BUS-Rahmen zu dem Bestimmungsknotenpunkt in dem IE-BUS-Netzwerk 14 zu einem Zeitpunkt, der in Einklang mit dem IE-BUS-Protokoll vorbestimmt ist.
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Die Kopfblocktabellen 461–464 sind in dem gleichen EEPROM abgespeichert, welches auch die Bestimmungsorttabelle 45 speichert, sind jedoch in einem anderen vorbestimmten Bereich als dem Bereich gespeichert, in welchem die Bestimmungstabelle 45 gespeichert ist.
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Gemäß 4 enthält die Bestimmungsorttabelle 45 vier Felder (BEAN, IE-BUS, CAN, ISO9141) entsprechend den Netzwerken 11–14 für jedes Daten-ID. Jedes Feld hält einen Wert ”0” oder ”1”. Wenn der Wert in einem Feld gleich ”0” bedeutet dies, daß ein Datenrahmender die Daten ID entsprechend dem Feld besitzt, nicht zu dem Netzwerk entsprechend dem Feld weiter übertragen wurde. Wenn der Wert in einem Feld gleich ”1” ist, bedeutet dies, daß ein Datenrahmen, der die Daten ID entsprechend diesem Feld besitzt, zu dem Netzwerk weitergeleitet wurde, welches diesem Feld entspricht. Daher kann der Bestimmungsort-Bestimmungsabschnitt 43 die Bestimmungsort-Netzwerke eines Datenrahmens dadurch bestimmen, indem er auf die Bestimmungsorttabelle 45 basierend auf der Daten-ID Bezug nimmt, die von dem Datenrahmen extrahiert wurde.
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Gemäß 5A enthält die BEAN-Kopfblocktabelle 461 Kopfblockinformationen für jedes gültige Daten-ID für das BEAN-Netzwerk 11. Die gültige Daten-ID für das BEAN-Netzwerk 11 bedeutet eine Daten-ID von Daten, die zu dem BEAN-Netzwerk 11 weiter übertragen werden sollten. Das heißt eine Daten-ID ist nur dann eine gültige Daten-ID, und zwar für das BEAN-Netzwerk 11, wenn die Daten-ID einem Feld entspricht, welches dem BEAN-Netzwerk 11 entspricht und einen Wert ”1” in der Bestimmungsorttabelle 45 hält. Die Kopfblockinformationen für jede gültige Daten-ID umfasst drei Abschnitte, die durch Kommas getrennt sind. Diese drei Abschnitte entsprechen den Feldern ”Priority”, ”Destination ID” und ”Message ID” des BEAN-Rahmens, die jeweils in 3A gezeigt sind. Diese Felder bilden wesentliche Abschnitte des BEAN-Kopfdatenblocks. ”SOF” ist ungeachtet der Daten-ID das gleiche. ”Message Length” kann dadurch erhalten werden, indem die Länge des Datenkörpers (DATA) in Bytes zu 2 Bytes von ”Destination ID” und ”Message ID” hinzu addiert wird. Demzufolge kann der BEAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 411 in geeigneter Weise den BEAN-Kopfblock gemäß der Daten-ID bilden, indem er die Kopfblockinformationen verwendet, die der Daten-ID in der BEAN-Kopfblocktabelle 461 entsprechen.
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Gemäß 5B enthält die CAN-Kopfblocktabelle 462 Kopfblockinformationen für jede gültige Daten-ID für das CAN-Netzwerk 12. Diese Kopfblockinformationen entsprechen dem Feld ”ID” des CAN-Rahmens, der in 3B gezeigt ist. Dieses Feld bildet einen wesentlichen Abschnitt des CAN-Kopfblockes bzw. Kopfdatenblockes. Der CAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 442 kann in geeigneter Weise den CAN-Kopfblock gemäß der Daten-ID bilden, und zwar unter Verwendung der Kopfblockinformationen entsprechend der Daten-ID.
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Die ISO9141-Kopfblocktabelle 432 enthält ebenfalls Kopfblockinformationen entsprechend den wesentlichen Abschnitten des ISO9141-Kopfdatenblockes für jede gültige Daten-ID für das ISO9141-Netzwerk 13, so daß der ISO9141-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 443 in geeigneter Weise den ISO9141-Kopfabschnitt gemäß der Daten-ID bilden kann. In ähnlicher Weise enthält die IE-BUS-Kopfblocktabelle 464 Kopfblockinformationen entsprechend den wesentlichen Abschnitten des IE-BUS-Kopfdatenblockes für jede gültige Daten-ID für das IE-BUS-Netzwerk 14, so daß der IE-BUS-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 444 in geeigneter Weise den IE-BUS-Kopfdatenblock gemäß der Daten-ID bilden kann.
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Als nächstes wird eine spezifische Operation der Datenrelaiseinheit und des Multiplex-Kommunikationssystems als ein Beispiel erläutert. Wenn die Navigations-ECU 342 annimmt, daß ein Fahrzeug sich einer scharfen Kurve nähert, unterrichtet sie die Maschinen-ECU 321 darüber, daß es erforderlich ist, das Maschinendrehmoment abzusenken und sie weist die Meßgerät-ECU 312 an, dem Fahrer anzuzeigen, daß das Fahrzeug in einem Navigations-Kooperations-Steuermodus in der folgenden Weise versetzt wurde. Die Navigations-ECU 342 bildet einen IE-BUS-Datenrahmen, welcher Daten enthält, die angeben, daß es erforderlich ist, das Maschinen-Drehmoment abzusenken. In dem gebildeten IE-BUS-Rahmen wird die Daten-ID auf ”$57” gesetzt. Die Navigations-ECU 342 sendet den IE-BUS-Rahmen über die Kommunikationsleitung 24 in das IE-BUS-Netzwerk 14.
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Die Datenrelaiseinheit 14 empfängt über den IE-BUS SR Abschnitt 414 den IE-BUS-Rahmen und speichert den empfangenen IE-BUS-Rahmen in dem Empfangsrahmenpuffer 42. Dann greift der Bestimmungsort-Bestimmungsabschnitt 43 auf die Bestimmungsorttabelle 45 zu, die in 4 gezeigt ist. Unter den Feldern, die ”$57” in der Bestimmungsorttabelle 45 entsprechen, bilden alle die Felder, die einen Wert ”1” halten, das Feld entsprechend ”BEAN” und das Feld entsprechend ”CAN”. Daher wird der Datenrahmen, der in dem Empfangsrahmenpuffer 42 gespeichert ist, an den BEAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 441 und an den CAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 442 ausgegeben.
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Der BEAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 441 nimmt Bezug auf die BEAN-Kopfblocktabelle 461, wie in 5A gezeigt ist. Die Kopfblockinformationen, die in dem Feld gehalten werden, welche ”$57” in der BEAN-Kopfblocktabelle 461 gehalten werden, lauten ”$33, $13, $57”. Durch Verwendung dieser Kopfblockinformationen bildet der BEAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 441 einen BEAN-Kopfdatenblock. Der gebildete BEAN-Kopfdatenblock wird zu dem Datenkörper hinzu addiert, der aus dem Datenrahmen extrahiert wurde, welcher in dem Empfangsrahmenpuffer 42 gespeichert wurde und an den BEAN SR Abschnitt 411 ausgegeben wurde. Der BEAN SR Abschnitt 411 bildet einen BEAN-Datenrahmen durch Hinzuaddieren eines Überhangabschnittes zu dem empfangenen Kopfdatenblock und Datenkörper und sendet den gebildeten BEAN-Rahmen über das BEAN-Netzwerk 11.
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Auf der anderen Seite nimmt der CAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 442 Bezug auf die CAN-Kopfblocktabelle 462, die in 5B gezeigt ist. Die Kopfblockinformationen, die in dem Feld gehalten werden, welches ”$57” in der CAN-Kopfblocktabelle 462 entspricht, lautet ”$157”. Unter Verwendung dieser Kopfblockinformationen bildet der CAN-Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 442 einen CAN-Kopfdatenblock. Der gebildete DAN-Kopfdatenblock wird zu dem Datenkörper hinzu addiert, der aus dem Datenrahmen extrahiert wurde, welcher in dem Empfangsrahmenpuffer 42 gespeichert worden ist und an den CAN SR Abschnitt 412 ausgegeben wurde. Der CAN SR Abschnitt 412 bildet einen CAN-Datenrahmen durch Hinzuaddieren eines Überhangabschnittes zu dem empfangenen Kopfdatenblock und Datenkörper und sendet den gebildeten CAN-Rahmen über das CAN-Netzwerk 12.
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Die Maschinen-ECU 321 empfängt den BEAN-Datenrahmen, in welchem die Daten-ID auf ”$57” gesetzt ist. Als Antwort darauf steuert die Maschinen-ECU 321 die Maschine, um das Maschinendrehmoment abzusenken. Die Meßgerät-ECU 312 empfängt den CAN-Datenrahmen, in welchem die Daten-ID auf ”$57” gesetzt ist. Im Ansprechen darauf zeigt die Meßgerät-ECU 312 auf dem Bildschirm an, daß das Fahrzeug sich zu dem Navigations-Kooperations-Steuermodus verschoben hat.
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Bei diesem Multiplex-Kommunikationssystem kann jedes Netzwerk ein geeignetes Kommunikationsprotokoll für eine Kommunikation zwischen den Knotenpunkten innerhalb des Netzwerks auswählen, da die Datenrelaiseinheit Daten von einem Netzwerk, welches ein Kommunikationsprotokoll verwendet, zu einem anderen Netzwerk, welches ein anderes Kommunikationsprotokoll verwendet weiterleiten kann.
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Wenn das Multiplex-Kommunikationssystem rekonfiguriert wird, werden die Bestimmungsorttabelle 45 und die Kopfblocktabellen 461–464 auf den neuesten Stand gebracht, wenn die Datentypen der Daten, die zu den Netzwerken weiter gesendet werden sollen, hinzu addiert oder entfernt werden oder sich Knotenpunkt-IDs der Knotenpunkte, zu denen die Daten weitergeleitet werden sollen, geändert wurden. Der Update-Vorgang wird lediglich dadurch erreicht, indem die Tabellen 45, 461–464 in den ROM neu eingeschrieben werden oder indem der ROM ersetzt wird.
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Der Änderungsvorgang des Inhaltes eines Feldes entsprechend einer Daten-ID und einem Netzwerk in der Bestimmungsorttabelle 45 von ”weitergeleitet” auf ”nicht weitergeleitet” ist im wesentlichen äquivalent dem Vorgehen, die Knotenpunkte zurückzustellen, die dafür eingestellt sind, einen Datenrahmen mit der Daten-ID zu den Knotenpunkten in dem Netzwerk zu senden, so daß Knotenpunkte nach dem Rückstellvorgang keinen Datenrahmen mit der Daten-ID zu irgendwelchen Knotenpunkten in dem Multiplex-Kommunikationssystem oder zu den Knotenpunkten in dem Netzwerk senden. Ferner ist die Änderung des Inhaltes eines Feldes entsprechend einer Daten-ID in einer Kopfblocktabelle entsprechend einem Netzwerk im wesentlichen äquivalent dem Vorgang eines Rückstellens der Knotenpunkte, die dafür eingestellt ist, um einen Datenrahmen, welcher die Daten-ID besitzt, zu den Knotenpunkten in dem Netzwerk zu senden.
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Daher kann das Multiplex-Kommunikationssystem lediglich dadurch rekonfiguriert werden, indem die Tabellen 45, 461–464 in der Datenrelaiseinheit 4 auf den neuesten Stand gebracht werden. Es ist nicht erforderlich, die Knotenpunkte zurückzustellen, die dafür eingestellt sind, um einen Datenrahmen zu einem Knotenpunkt zu senden, in welchem Daten-IDs der Daten, die zu dem Knotenpunkt weitergeleitet werden sollten, hinzu addiert werden oder entfernt werden oder die Knotenpunkt-ID des Knotenpunktes geändert werden. Somit kann das Multiplex-Kommunikationssystem ohne einen großen Zeitaufwand rekonfiguriert werden.
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Diese Ausführungsform kann auch auf andere technische Gebiete angewendet werden als dem Gebiet eines Steuersystems in einem Motorfahrzeug.
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(Zweite Ausführungsform)
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Gemäß 7 enthält ein Multiplex-Kommunikationssystem drei Netzwerke 15, 16, 17. Das erste Netzwerk 15 ist dadurch gebildet, indem zwei ECUs 351, 352 als Knotenpunkte mit einer Kommunikationsleitung 25 verbunden werden. Das zweite Netzwerk 16 wird dadurch gebildet, indem drei ECUs 361, 362, 363 als Knotenpunkte mit einer Kommunikationsleitung 46 verbunden werden. Das dritte Netzwerk 17 wird dadurch hergestellt, indem drei ECUs 371, 372, 373 als Knotenpunkte mit einer Kommunikationsleitung 27 verbunden werden. Daten, die von einem Knotenpunkt in einem Netzwerk 15–17 zu einem Knotenpunkt in einem anderen Netzwerk 15–17 gesendet werden, werden durch eine Datenrelaiseinheit 4A weiter übertragen. Alle Netzwerke 15–17 verwenden das gleiche Kommunikationsprotokoll.
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Gemäß 8 enthält die Datenrelaiseinheit 4A drei SR-Abschnitte 415–417, die an die jeweiligen Netzwerke 15–17 angeschlossen sind. Es werden Datenrahmen, die durch die SR-Abschnitte 415–417 empfangen werden, zeitweilig in Empfangsrahmenpuffern 42 gespeichert. Ein Bestimmungsort-Bestimmungsabschnitt 43 bestimmt die Bestimmungsnetzwerke des Rahmens, der in den Empfangsrahmenpuffern 42 gespeichert ist, und zwar durch Bezugnahme auf eine Bestimmungsorttabelle 45A basierend auf der Daten-ID, die aus dem Rahmen extrahiert wurde. Der Rahmen wird an die SR-Abschnitte 415–417 entsprechend den Bestimmungsortnetzwerken ausgegeben. Jeder SR-Abschnitt 415–417 besitzt einen entsprechenden Kopfblock-Verarbeitungsabschnitt 445–447. Jeder der Kopfblock-Verarbeitungsabschnitte 445–447 entsprechend den Bestimmungsortnetzwerken bildet einen Kopfdatenblock durch Nachschlagen von Kopfblockinformationen in einer entsprechenden Kopfblocktabelle 465–467, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform. Der gebildete Kopfdatenblock enthält einen Abschnitt unabhängig von der Daten-ID und dieser Abschnitt wird ohne Verwendung der Kopfblockinformationen in der Kopfblocktabelle 465–467 gebildet. Der gebildete Kopfblock bzw. Kopfdatenblock wird zu dem Datenkörper hinzu addiert, der aus dem Rahmen extrahiert wurde, welcher in dem Empfangsrahmenpuffer 42 gespeichert ist und wird an den entsprechenden SR-Abschnitt 415–417 ausgegeben. Der SR-Abschnitt 415–417 addiert einen Überhangabschnitt zu dem empfangenen Kopfdatenblock und Datenkörper. Es wird somit der Datenrahmen entsprechend dem Kommunikationsprotokoll, welches von dem Bestimmungsortnetzwerk verwendet wird, gebildet und wird über die Kommunikationsleitung 25–27 des Bestimmungsortnetzwerkes 15–17 gesendet.
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Die Bestimmungsorttabelle 45A enthält drei Felder entsprechend den jeweiligen Netzwerken 15–17 für jede Daten-ID. Der Wert in jedem Feld repräsentiert ”weiter übertragen” oder ”nicht weiter übertragen” ähnlich der Bestimmungsorttabelle 45 bei der ersten Ausführungsform. Jede der Kopfblocktabellen 465–467 enthält Kopfblockinformationen für jede gültige Daten-ID für das entsprechende Netzwerk ähnlich den Kopfblocktabellen 461–464 der ersten Ausführungsform.
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Bei dieser Ausführungsform kann das Multiplex-Kommunikationssystem lediglich dadurch rekonfiguriert werden, indem die Tabellen 45A, 465–467 in der Datenrelaiseinheit 4A ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform auf den neuesten Stand gebracht werden. Es wird somit die Zeit, die zum Rekonfigurieren des Systems erforderlich ist, reduziert.
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(Abgewandelte Ausführungen)
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Die Zahl der Netzwerke, die in einem Multiplex-Kommunikationssystem enthalten sind, ist nicht auf drei oder vier beschränkt. Das heißt, das Multiplex-Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine willkürliche Anzahl von Netzwerken enthalten.
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Bei der ersten Ausführungsform braucht jedes Netz in dem Multiplex-Kommunikationssystem kein unterschiedliches Kommunikationsprotokoll verwenden, und zwar von all den Kommunikationsprotokollen, die durch andere Netzwerke verwendet werden. Das heißt einige der Netzwerke in dem Multiplex-Kommunikationssystem können das gleiche Kommunikationsprotokoll verwenden.
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Das Kommunikationsprotokoll, welches von jedem Netzwerk verwendet wird, ist nicht auf BEAN oder ähnliches beschränkt, welches bei der ersten Ausführungsform verwendet wird. Das heißt, jedes Netzwerk kann irgendein Kommunikationsprotokoll, wie z. B. das Protokoll VAN oder PALMNET, verwenden, solange als das Kommunikationsprotokoll die Struktur eines Datenrahmens liefert, der einen Kopfdatenblock enthält, so daß der Bestimmungsort-Knotenpunkt des Rahmens den Datenkörper in dem Rahmen verwenden kann.
