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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Anschluss von Zusatzgeräten, also
zusätzlichen Komponenten
ohne eigene geeignete Feldbusschnittstelle, beispielsweise Radio-
und Navigationsgeräten,
an Feldbussysteme, vorzugsweise an einen CAN-Bus in einem Kraftfahrzeug.
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Solche
Geräte
sind allgemein bekannt.
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Beispielsweise
ist aus
DE 197 37
325 A1 eine Kommunikationsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer
Mehrzahl von Komponenten bekannt, welche Komponenten an verschiedenen
Stellen des Kraftfahrzeuges positioniert und über einen optischen Bus miteinander
verbunden sind, wobei die jeweilig in die Kommunikationsanlage zu
integrierende Komponente über
eine bereits fahrzeugseitig vorhandene Steckverbindung an den ebenfalls
bereits fahrzeugseitig vorbereiteten optischen Bus angeschlossen wird.
Jede integrierbare Komponente ist mit einem Speicher für ein ein
die jeweilige Kommunikationsanlage individuell charakterisierendes
Anlagencodesignal versehen. Mittels eines Microcontrollers der Kommunikationsanlage
wird jeweils vor Aktivierung einer Komponente überprüft, ob im Speicher dieser Komponente
das entsprechende Anlagencodesignal abgespeichert ist oder nicht,
wobei lediglich bei richtigem Anlagencodesignal der Betrieb der
Komponente freigegeben wird.
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Weiterhin
ist aus
DE 101 27
327 A1 eine Busstation bekannt, welche an einem Bus in
einem Kraftfahrzeug angeschlossen wird und welche sowohl ein Basismodul
als auch Erweiterungsmodule aufweist. Die jeweiligen Busstationen
werden dabei an den lokalen Fahrzeugbus angeschlossen und verfügen selbst
jeweils über
einen eigenen Bus, an den die einzelnen Erweiterungsmodule angeschlossen sind.
Jedes Basismodul umfasst als grundlegenden Dienst einen Ressource
Manager, welcher die Verwaltung der Erweiterungsmodule am lokalen Bus
der Busstation implementiert. Für
einen aufgerufenen Dienst kann die jeweilige Basisstation auf die
Erweiterungsmodule- und Basismodule anderer Busstationen über den
Fahrzeugbus zugreifen. Das Basismodul stellt dabei Software zur
Verfügung,
damit auch die Erweiterungsmodule auf Ressourcen, Hardware- und
Softwarekomponenten anderer Busstationen zugreifen können.
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So
werden vom Anmelder seit einiger Zeit CAN-BUS-Interfaces – nachfolgend
CBI genannt – zum
Auslesen des Geschwindigkeitsimpulses oder zum Anschluss von Navigationssystemen,
teilweise bereits als sogenannte „zweite Generation", vertrieben. Das
Feldbussystem CAN (Controller Area Network) ist beschrieben in „CAN Bus
Specification, Version 2.0" und
genormt unter ISO 11898. Es handelt sich bei dem CAN-Bus-Protokoll
um ein asynchrones serielles Datenübertragungsverfahren mit mehreren Sende-/Empfangsstationen
und reinen Empfangsstationen an einem Bus mit priorisierten Datenpaketen
und arbiträrem
Buszugriff, das ereignisgesteuert abläuft und bei dem jedes Datenpaket
eine auf die Informationsquelle bezogene priorisierte Adresse, den sogenannten
Identifier, enthält.
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Um
CBIs aufzubauen, liegt es nahe, diese mit digitalen Prozessoren,
beispielsweise in Form von Mikroprozessoren oder in programmierbarer
Logik, aufzubauen, die gewünschte
Datenpakete aus der Datenpaketmenge herausfiltern und weiterverarbeiten
können.
So kann das CBI Daten wie Fahrzeughersteller und Fahrzeugmodell
durch Auswertung der Datenpakete feststellen und dann als CAN-Knoten
angemeldete Komponenten wie das Originalradio oder ein Multifunktionslenkrad
ermitteln. Will man mit dem CBI verschiedene zusätzliche Komponenten anschließen, so
kann man die für
die jeweilige anzuschließende
Komponente benötigten Informationen
durch Programmierung der entsprechen Identifier im digitalen Prozessor
erkennen, die in Frage kommenden Datenpakete empfangen, auswerten
und der anzuschließenden
Komponente die erforderlichen Signale zur Verfügung stellen.
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Will
man CBIs für
verschiedene zusätzliche Komponenten
realisieren, so kann man grundsätzlich unterschiedliche
Geräte
aufbauen, universell konzeptionierte Geräte mit unterschiedlichen Programmen
ausstatten oder durch Nachprogrammierung eines universell programmierten
Gerätes
die gewünschte
Funktion auswählen.
Alle diese Lösungen sind
in dem betroffenen und sehr preisempfindlichen Marktsegment ungünstig.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein universell konzeptioniertes
und programmiertes CAN-Bus-Interface zu realisieren, bei dem die
Auswahl der gewünschten
Funktionen für
die jeweilige Zusatzkomponente und die Anpassung der Signale an
deren Schnittstelle ohne Umbau des Geräts, ohne Umprogrammierung und
ohne die Bereitstellung zusätzlicher
digitaler Daten möglich
ist.
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Die
Aufgabe wird mit einem CAN-Bus-Interface gelöst, welches die Merkmale des
Hauptanspruchs aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich
in den Unteransprüchen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, als Bauelement, von dessen Wert eine einzustellende
Größe, wie
beispielsweise der vorgesehene Typ der anzuschließenden Zusatzkomponente,
abhängt,
einen Widerstand mit einem aus einer Normreihe E12 oder E24 gewählten Widerstandswert
vorzusehen.
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Eine
Erweiterung der Möglichkeiten
ergibt sich durch Abfrage eines zusätzlichen Merkmals, beispielsweise
eines Phasenwinkels zur Bestimmung einer parallel zum Widerstand
eingesetzten Kapazität, über dasselbe
Anschlusspaar, und/oder die Abfrage eines Merkmals eines zusätzlichen
Bauelements über
einen weiteren Anschluss.
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Selbst
für Komponenten,
die über
eine eigene CAN-Schnittstelle verfügen, kann ein Anschluss über ein
CBI hilfreich sein, da die Komponente als für den CAN-Bus unsichtbar betrieben
werden kann, also auch von fahrzeugeigener Diagnosesoftware nicht
erkennbar sein muss.
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Hilfreich
ist es auch, dass über
die zusatzkomponenteseitige Beschaltung des CBI dieses in einen
Servicemodus gebracht und so überprüft werden kann.
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Eine
günstige
Ausgestaltung des CBI verfügt über eine
32-polige Anschlussverbindung, an die zum einen das Fahrzeug, zum
anderen die Zusatzkomponenten wie Aufzeichnungsgeräte (Taxameter, Fahrtenbücher), Sicherheitssysteme
(Alarmanlagen), Multimediakomponenten, angeschlossen werden können. Es
kann ein weiterer Widerstand angeschlossen werden, mit dem zusätzliche
Merkmale kodiert werden, beispielsweise die Anwesenheitsdauer und
Identität
des Fahrers des Kraftfahrzeugs. Dazu ist es günstig, in den Kabelsatz zwischen
CBI und Zusatzkomponente eine dafür passende Buchse zu integrieren.
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Die
Arbeitsweise einer Ausführung
des CBI besteht darin, dass das CBI ständig die vom Fahrzeug auf dem
CAN-Bus kommenden Botschaften abhört, diese mit einer den Bestimmungswerten
entsprechenden Auswahl von in der Software des CBI hinterlegten
Daten vergleicht. Wird dabei einer der ausgewählten Identifier in der aktuellen
Botschaft erkannt, so wird die im Datenpaket dem Identifier folgende
Nachricht gelesen, dekodiert und anschließend die Identifier, Nachricht
und ausgewählten Merkmalen
entsprechende Funktion im CBI ausgeführt. Zyklisch wird das externe
Bauelement angesteuert und bezüglich
seines Merkmals überprüft. So kann
die Zusatzkomponente ausgetauscht werden, ohne das CBI spannungslos
machen zu müssen. Das
CBI kann analoge Signale aufnehmen und abgeben. So können gelesene
Nachrichten – wie
beispielsweise Informationen über
Zündung,
Beleuchtung, Fahrgeschwindigkeit, Rückwärtsgang, Telefonstumm schaltung
oder Multifunktionslenkrad – in
analoge Signale gewandelt und der Zusatzkomponente zur Verfügung gestellt
werden. Ebenso verfügt
das CBI über
mehrere analoge Eingänge – so können analoge
Signale, wie beispielsweise die Telefonstummschaltung einer nachgerüsteten Freisprecheinrichtung,
in CAN-Nachrichten
umgewandelt und im CAN-Bus gesendet werden.
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In 1 ist
eine Anwendung mit einem erfindungsgemäßen CBI dargestellt. Das CBI 1 ist über seinen
32-poligen Steckverbinder 2 und die Verbindungseinrichtung 9 sowohl
mit einem Zusatzgerät 3 über dessen
spezifische Steckverbindung 4 als auch mit dem Kraftfahrzeug 8 über dessen
für CAN-Zusatzmodule
vorgesehene CAN-Steckverbindung 6 verbunden. Die Stromversorgung
der gesamten Anlage erfolgt über
einen dafür
vorgesehenen Steckverbinder 7 des Kraftfahrzeugs 8,
die des Zusatzgeräts 3 über dessen
Stromversorgungssteckverbinder 5 und die des CBI 1 mit über dessen
Steckverbinder 2. In der Verbindungseinrichtung 9 ist
der durch sein durch den CBI 1 vermessenes eine Funktion
des CBI bestimmendes Merkmal wirksame Widerstand 10 integriert. Über den
zugänglichen
Steckverbinder 11 kann ein weiterer ähnlich wie der Widerstand 10 wirksamer
Widerstand gesteckt werden.
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In 2 ist
ein Blockschaltbild eines CBI 1 mit an seinem Steckverbinder 2 angeschlossenen, durch
sein durch den CBI 1 vermessenes eine Funktion des CBI
bestimmendes Merkmal wirksamen, Widerstand 10 dargestellt.
Der CBI enthält
auf seiner Leiterplatte 15 zwei Mikrocomputer 12,
wovon der eine über
eine CAN-Schnittstellenschaltung 13 und den
Steckverbinder 2 mit dem nicht dargestellten CAN-Bus verbunden
werden kann. Beide Mikrocomputer sind miteinander verbunden. Über ihre
I/O-Anschlüsse
sind sie entweder direkt oder über
digitale und analoge Treiberstufen 14 mit dem Steckverbinder 2 verbunden
und können
so dort anliegende Signale aufnehmen und dorthin digitale und analoge
Signale abgeben. Es bleibt unbenommen, mehrere der Komponenten 12, 13 und 14 oder
auch alle in einem Mikrocomputer oder in einer Logikschaltung zusammenzufassen.
Ebenso ist es möglich,
für den
Widerstand 10 einen eigenen Steckverbinder vorzusehen, der
elektrisch den beiden in 2 benutzten Anschlüssen parallelgeschaltet
sein kann, aber nicht muss.