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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugkommunikationssystem,
das Daten zwischen einer Mehrzahl von in einem Fahrzeug eingebauten Steuereinheiten
austauscht.
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Die
Anzahl der in einem Fahrzeug eingebauten Steuereinheiten zur elektronischen
Steuerung von Bordvorrichtungen steigt stetig an, was zu einem Bedarf
an einer dezentralen oder zusammenwirkenden Steuerung führt, bei
der Daten zwischen Steuereinheiten ausgetauscht bzw. von Steuereinheiten
gemeinsam genutzt werden. Steuereinheiten werden dabei beispielsweise
in eine Body-, Triebstrang- und Informationsgruppe eingeteilt, so
dass jede Gruppe von Steuereinheiten derart vernetzt ist, dass sie
ein Netzwerk bildet. Die vernetzten Gruppen (bzw. Netzwerke) sind über Gateway-Einheiten
miteinander verbunden, die dazu geeignet sind, Daten zwischen den
Netzwerken zu vermitteln. Die Body-Gruppe umfasst Sitze, Türen oder
dergleichen. Die Antriebsgruppe umfasst einen Motor und eine elektronisch angesteuerte
Drosselklappe. Die Informationsgruppe umfasst ein Navigationssystem,
ein Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystem (VICS, Vehicle Information
and Communication System) und ein elektronisches Mauterhebungssystem
(ETC, Electronic Toll Collection System).
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Eine
Steuereinheit weist gewöhnlich
einen Hochleistungsverbrauchsmodus und einen Niederleistungsverbrauchsmodus
auf. Eine Grundfunktion eines Fahrzeugs wird nicht mehr benötigt, wenn
ein Zündschalter
ausgeschaltet und ein Fahrzeug geparkt wird. Folglich wird der Modus
bzw. die Betriebsart der Steuereinheit in den Niederleistungsverbrauchsmodus
geschaltet. Der Niederleistungsverbrauchsmodus ermöglicht es
mit Hilfe der folgenden Vorgänge,
den Leistungsverbrauch jeder Steuereinheit zu verringern: Verringern
einer Betriebsfrequenz von der eines gewöhnlichen Betriebsmodus, Abschalten
bzw. Stoppen, bis ein vorgegebenes Triggersignal angelegt wird,
oder dergleichen.
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Es
soll angenommen werden, dass Steuereinheiten in einem Netzwerk angeordnet
sind. Ist eine Steuereinheit hierbei in einem Hochleistungsverbrauchsmodus,
so werden die anderen Steuereinheiten für Vorgänge bzw. Operationen zwischen
den Steuereinheiten innerhalb des Netzwerks gemeinsam in den Hochleistungsverbrauchsmodus
gesetzt. Es soll ferner angenommen werden, dass Steuereinheiten
in einer Mehrzahl von Netzwerken angeordnet sind. Hierbei ist es
möglich,
dass eine Gateway-Einheit Betriebsmodi für relevante Steuereinheiten
innerhalb der Mehrzahl von Netzwerken verwaltet. Genauer gesagt,
es soll angenommen werden, dass bestimmte Steuereinheiten, die wechselseitig
Daten austauschen müssen,
in verschiedenen relevanten Netzwerken angeordnet sind, und dass
die Gateway-Einheit Informationen darüber empfängt, dass eine Steuereinheit
unter den bestimmten Steuereinheiten in dem Hochleistungsverbrauchsmodus
ist. In diesem Fall führt
die Gateway-Einheit eine Modusverwaltung für die relevanten Netzwerke
aus, zu denen die bestimmten Steuereinheiten gehören, um zu bewirken, dass die
relevanten Netzwerke in dem Hochleistungsverbrauchsmodus arbeiten.
Hierbei verwaltet die Gateway-Einheit
gewöhnlich
den Betriebsmodus in Bezug auf ein Netzwerk, anstelle einzelner
Steuereinheiten, um eine Komplexität zu vermeiden.
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Weist
ein Kommunikationssystem einzig eine Gateway-Einheit auf, so kann
solch eine Gateway-Einheit den Betriebsmodus für jedes der Netzwerke gemeinsam
verwalten. Hierbei kann eine Umschaltung von einem Niederleistungsverbrauchsmodus
in einen Hochleistungsverbrauchsmodus reibungslos vorgenommen werden.
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Mit
einer steigenden Anzahl von vernetzten Steuereinheiten oder übertragener
Datenmenge nimmt jedoch auch die Größe jedes Netzwerks weiter zu.
Hierbei kann eine Gateway-Einheit
das umfangreiche Netzwerk möglicherweise
nicht alleine verwalten. Datenübertragungsgeschwindigkeiten
zwischen Steuereinheiten neigen dazu, die Anzahl von mit einem Netzwerk
verbundenen Steuereinheiten zu begrenzen. Folglich wird es mit einer
steigenden Anzahl von Netzwerken schwierig, die Datenübertragung zwischen
der Mehrzahl von Netzwerken mit einer Gateway-Einheit alleine zu
steuern. Deshalb sollte in dem die Mehrzahl von Netzwerken umfassenden Kommunikationssystem
mehr als eine Gateway-Einheit eingesetzt werden.
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In
diesem Fall ist ein bestimmtes Netzwerk über eine Mehrzahl von Gateway-Einheiten
mit einer Mehrzahl von Netzwerken verbunden, was zu Problemen bei
der Modusverwaltung führen
kann. Wenn eine Gateway-Einheit von einer Steuereinheit Daten empfängt, die
kennzeichnen, dass sich die Steuereinheit in einem Hochleistungsverbrauchsmodus
befindet, sendet die Gateway-Einheit diese Daten an alle mit der
Gateway-Einheit verbundenen Netzwerke. Folglich verwaltet die Gateway-Einheit,
in dem Hochleistungsverbrauchsmodus, den Betriebsmodus für alle angekoppelten
Netzwerke. Beinhaltet dieses Kommunikationssystem eine Mehrzahl
von Gateway-Einheiten, so kann es passieren, dass Daten über den
Zustand in dem Hochleistungsverbrauchsmodus wechselseitig zwischen
dieser Mehrzahl von Gateway-Einheiten ausgetauscht werden. Folglich
ist es möglich,
dass jede Steuereinheit nicht in einen Niederleistungsverbrauchsmodus
wechseln kann.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugkommunikationssystem
bereitzustellen, mit dem das obige Problem gelöst wird. Das System ermöglicht es
jeder Steuereinheit, in der Lage zu sein, einen Betriebsmodus zwischen
einem Hochleistungsverbrauchsmodus und einem Niederleistungsverbrauchsmodus
zu wechseln, selbst wenn es eine Mehrzahl von Gateway-Einheiten
zur Verknüpfung
einer Mehrzahl von Netzwerken aufweist.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
weist ein Fahrzeugkommunikationssystem in einem Fahrzeug auf: eine
Mehrzahl von Steuereinheiten, die in wenigstens drei Gruppen angeordnet
sind; eine Mehrzahl von Netzwerken, die derart aufgebaut sind, dass die
Steuereinheiten bezüglich
jeder der Gruppen über
Kommunikationsleitungen verbunden sind; und eine Mehrzahl von Gateway-Einheiten,
welche die Netzwerke zur Datenvermittlung verbinden, so dass die
mit den Netzwerken verbundenen Steuereinheiten Daten austauschen
können,
wobei jede der Steuereinheiten einen Hochleistungsverbrauchsmodus und
einen Niederleistungsverbrauchsmodus als einen Betriebsmodus aufweist,
Daten, die ihren Betriebsmodus betreffen, an eines der Netzwerke
sendet, welches die jeweilige der Steuereinheiten beinhaltet, und
Daten, die einen Zustand in einem Hochleistungsverbrauchsmodus kennzeichnen,
von dem einen der Netzwerke empfängt,
um dadurch ihren Betriebsmodus in den Hochleistungsverbrauchsmodus
zu setzen, wobei eine Gateway-Einheit, die eine der Gateway-Einheiten und mit
bestimmten Netzwerken der Netzwerke verbunden ist, dann, wenn sie erste
Daten bezüglich
eines Betriebsmodus von einem ersten Netzwerk der bestimmten Netzwerke empfängt, die
ersten Daten an ein Netzwerk, dass eines der bestimmten Netzwerke
ist, jedoch nicht an das erste Netzwerk sendet.
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Gemäß diesem
Aufbau und im Gegensatz zu einem herkömmlichen Kommunikationssystem
sendet jede Gateway-Einheit empfangene Daten bezüglich eines Betriebsmodus nicht
an alle mit ihr verbundenen Netzwerke, sondern einzig an ein Netzwerk, welches
nicht das Netzwerk ist, von dem die empfangenen Daten gesendet wurden.
Selbst wenn eine Gateway- Einheit
Daten bezüglich
eines Betriebsmodus von einer anderen mit dem gleichen Netzwerk verbundenen
Gateway-Einheit empfängt,
sendet sie die empfangenen Daten nicht an die andere Gateway-Einheit
zurück.
Hierdurch wird verhindert, dass ein Datenaustausch zwischen den
Gateway-Einheiten auftritt. Kann jede Steuereinheit in dem Niederleistungsverbrauchsmodus
arbeiten, so wechselt folglich jede Steuereinheit schnell in den
Niederleistungsverbrauchsmodus.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein
Fahrzeugkommunikationssystem in einem Fahrzeug auf: eine Mehrzahl
von Steuereinheiten, die in wenigstens drei Gruppen angeordnet sind;
eine Mehrzahl von Netzwerken, die derart aufgebaut sind, dass die
Steuereinheiten bezüglich
jeder der Gruppen über
Kommunikationsleitungen verbunden sind; und eine Mehrzahl von Gateway-Einheiten,
welche die Netzwerke zur Datenvermittlung verbinden, so dass die
mit den Netzwerken verbundenen Steuereinheiten Daten austauschen können, wobei
jede der Steuereinheiten einen Hochleistungsverbrauchsmodus und
einen Niederleistungsverbrauchsmodus als einen Betriebsmodus aufweist,
Daten, die ihren Betriebsmodus betreffen, an eines der Netzwerke
sendet, welches die jeweilige der Steuereinheiten beinhaltet, und
Daten, die einen Zustand in einem Hochleistungsverbrauchsmodus kennzeichnen,
von dem einen der Netzwerke empfängt,
um dadurch ihren Betriebsmodus in den Hochleistungsverbrauchsmodus
zu setzen, wobei eine Gateway-Einheit, die eine der Gateway-Einheiten und
mit bestimmten Netzwerken der Netzwerke verbunden ist, dann, wenn
sie erste Daten bezüglich
eines Betriebsmodus von einem ersten Netzwerk der bestimmten Netzwerke
empfängt,
die ersten Daten an ein Netzwerk, dass eines der bestimmten Netzwerke
ist, jedoch nicht an das erste Netzwerk sendet, die ersten Daten
an das erste Netzwerk sendet, wenn die ersten Daten von einer in
dem ersten Netzwerk beinhalteten Steuereinheit gesendet werden,
und die ersten Daten nicht an das erste Netzwerk sendet, wenn die
ersten Daten von einer anderen, in dem ersten Netzwerk beinhalteten
Gateway-Einheit gesendet werden.
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Das
Problem der Netzwerkverwaltung bei einer Einbindung einer Mehrzahl
von Gateway-Einheiten resultiert, wie vorstehend beschrieben, aus
einem Datenaustausch zwischen den Gateway-Einheiten. Demgegenüber sendet
oder vermittelt eine Gateway-Einheit gemäß diesem Aufbau Daten, die von
einem ersten Netzwerk empfangen werden, an ein anderes Netzwerk,
jedoch nicht an das erste Netzwerk. Ferner sendet die Gateway-Einheit
Daten an das erste Netzwerk, wenn die Daten von einer mit dem ersten
Netzwerk verbundenen Steuereinheit empfangen werden, während die
Gateway-Einheit die Daten nicht an das erste Netzwerk sendet, wenn die
Daten von einer anderen, mit dem ersten Netzwerk verbundenen Gateway-Einheit empfangen
werden. Folglich kann das durch einen Datenaustausch bedingte Problem
verhindert werden.
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Die
obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
näher ersichtlich.
In der Zeichnung zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm eines Gesamtaufbaus eines Fahrzeugkommunikationssystems
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2A eine
Abbildung eines Aufbaus eines Kommunikationsdatenrahmens;
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2B eine
Abbildung eines Aufbaus eines Modusverwaltungsdatenrahmens;
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3 eine
Abbildung mit Betriebscodeänderungen;
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Modusverwaltungsprozesses gemäß der ersten
Ausführungsform;
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5 eine
Abbildung eines Prozesses zur Übertragung
von Modusverwaltungsdaten; und
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6 ein
Ablaufdiagramm eines Modusverwaltungsprozesses gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt
einen Gesamtaufbau eines Fahrzeugkommunikationssystem gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das System ist in einem Fahrzeug eingebaut
und umfasst Netzwerke, in denen Steuereinheiten gegenseitig über Kommunikationsleitungen
miteinander verbunden (bzw. vernetzt) sind, und Gateway-Einheiten.
Die Steuereinheiten steuern Bordvorrichtungen elektronisch an, die
beispielsweise eine Triebstrang-, eine Body-, eine Informations-
und eine Sicherheitsgruppe umfassen. Die Triebstranggruppe umfasst
einen Motor, ein Getriebe und eine Bremse. Die Body-Gruppe umfasst
eine Klimaanlage, Sitze und Türverriegelungen.
Die Informationsgruppe umfasst ein Navigationssystem, ein ETC-System
und ein Radio. Die Sicherheitsgruppe umfasst ein Airbag-System.
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Um
die Bordvorrichtungen in geeigneter Weise steuern zu können, müssen diese
Steuereinheiten verschiedene Berechnungen schnell ausführen, solange
ein Zündschalter
eingeschaltet ist, und folglich in einem normalen Betriebsmodus
(d.h. Hochleistungsverbrauchsmodus) gesetzt. Solange der Zündschalter
ausgeschaltet und das Fahrzeug geparkt ist, müssen die Steuereinheiten demgegenüber keine Grundfahrzeugfunktionen
aufweisen und werden folglich in einen Nie derleistungsverbrauchsmodus gesetzt.
In einem Niederleistungsverbrauchsmodus verringert sich eine Betriebsfrequenz
gegenüber
der in einem normalen Betriebsmodus; stoppt der Betrieb, bis ein
Triggersignal von einer externen Schaltung oder dergleichen angelegt
wird; oder stoppt ein Betrieb ganz. Dies ermöglicht es jeder Steuereinheit, ihren
Leistungsverbrauch zu verringern.
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Ein
in dieser Ausführungsform
beschriebener Netzwerkaufbau weist die folgenden Steuereinheiten
auf: eine Steuereinheit wechselt ihren Betriebsmodus von dem Niederleistungsverbrauchsmodus
in den Hochleistungsverbrauchsmodus, um einen Steuerprozess für eine Bordvorrichtung
auszuführen,
wenn eine vorgegebene Wiederanschaltbedingung erfüllt wird,
selbst während
das Fahrzeug geparkt ist; und eine Steuereinheit muss, in Verbindung
mit einem Wechsel einer anderen Steuereinheit in den normalen Betriebsmodus,
in den normalen Betriebsmodus wechseln.
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Solch
eine Steuereinheit ist beispielsweise eine elektronische Steuereinheit
(ECU), die für
ein Smart-Key-System verwendet wird, bei dem über eine zweiseitige Kommunikation
zwischen einem (Hand-)Schlüssel
und einer Smart-Key-ECU eine Entriegelung eines Türschlosses
ohne einen mechanischen Schlüssel
erzielt wird. In dem Smart-Key-System wechselt eine Smart-Key-ECU jedes
vorgegebene Zeitintervall, welches als vorgegebene Bedingung dient,
von dem Niederleistungsverbrauchsmodus in den normalen Betriebsmodus und
gibt anschließend
Befehle zum Aussenden eines Anfragesignals und zum Empfangen eines
Antwortsignals von einem Schlüssel
an eine Kommunikationsvorrichtung. Wenn der von einem Benutzer gehaltene Schlüssel das
Anfragesignal empfängt,
sendet er das Antwortsignal zurück.
Der Empfang dieses Antwortsignals führt zu einer Erkennung des
sich nähernden Benutzers.
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Die
Smart-Key-ECU bestimmt auf der Grundlage des Antwortsignals, ob
der Halter des Schlüssels
ein "regulärer" Benutzer ist. Dieses
Bestimmungsergebnis wird an jede Tür-ECU gesendet, um eine Tür derart
anzusteuern, dass sie einen verriegelten Zustand, einen nicht verriegelten
Standby-Zustand
oder einen nicht verriegelten Zustand aufweist. Wenn der Schlüsselhalter
ein regulärer
Halter ist und sich dem Fahrzeug nähert, setzt jede Tür-ECU die
entsprechende Tür
in den nicht verriegelten Standby-Zustand, bei dem der Benutzer
einen Schalter eines Türgriffs
betätigen
kann, um die Tür
zu öffnen.
Folglich müssen
die Smart-Key-ECU und jede Tür-ECU
zusammenwirkend arbeiten, so dass jede Tür-ECU ihren Betriebsmodus in
Verbindung mit einer Änderung
der Smart-Key-ECU in den normalen Betriebsmodus von dem Niederleistungsverbrauchsmodus
in den normalen Betriebsmodus wechselt.
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Das
Fahrzeug kann eine Wegfahrsperren-ECU aufweisen, die mit der Smart-Key-ECU kommuniziert,
wenn ein Benutzer einen Startvorgang eines Motors durchführt, und
anschließend
auf der Grundlage des Kommunikationsergebnisses eine Starterlaubnis
oder ein Startverbot erteilt. Genauer gesagt, einzig wenn die Smart-Key-ECU
bestimmt, dass der Benutzer ein regulärer Benutzer ist, gibt die Wegfahrsperren-ECU die Freigabe
zum Starten des Motors. Folglich ist es wünschenswert, dass der Betriebsmodus
der Wegfahrsperren-ECU,
in Verbindung mit dem Wechsel der Smart-Key-ECU in den normalen
Betriebsmodus, von dem Niederleistungsverbrauchsmodus in den normalen
Betriebsmodus wechselt. Ferner kann das System derart ausgelegt sein,
dass ein Startvorgang des Motors die Wegfahrsperren-ECU dazu veranlasst,
in den normalen Betriebsmodus zu wechseln, und dass anschließend eine
Datenübertragung
von der Wegfahrsperren-ECU die Smart-Key-ECU dazu veranlasst, in den normalen
Betriebsmodus zu wechseln.
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Folglich
ist eine Steuereinheit vorhanden, die ihren Betriebsmodus von dem
Niederleistungsverbrauchsmodus in den Hochleistungsverbrauchsmodus
wechselt, um einen Steuerprozess für eine Bordvorrichtung auszuführen, wenn
eine vorgegebene Wiederanschaltbedingung erfüllt wird, selbst während das
Fahrzeug geparkt ist; ferner ist eine Steuereinheit vorhanden, die,
in Verbindung mit dem Wechsel einer anderen Steuereinheit in den
normalen Betriebsmodus, in den normalen Betriebsmodus wechseln muss.
In einem Netzwerkaufbau dieser Ausführungsform sind derartige Steuereinheiten
in wenigstens drei Gruppen angeordnet bzw. gruppiert, wobei die
einzelnen Gruppen durch eine Verknüpfung der Steuereinheiten über Kommunikationsleitungen
eine Mehrzahl von Netzwerken bilden. Ferner sind die Mehrzahl von
Netzwerken durch eine Mehrzahl von datenvermittelnden Gateway-Einheiten
verbunden, dass die Steuereinheiten Daten austauschen können.
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Gründe für die Bildung
von wenigstens drei Netzwerken sind beispielsweise: eine Begrenzung der
Anzahl von mit jedem Netzwerk verbundenen Steuereinheiten verringert
eine Verzögerung
der Datenübertragung;
oder eine Verringerung der Leitungslänge verringert eine Tendenz
zu Wellenformabweichungen der Übertragungssignale
aufgrund einer ausgedehnten Leitungslänge des Netzwerks.
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Wie
in 1 gezeigt, verbindet ein erstes Netzwerk die Steuereinheiten
A, B und C; ein zweites Netzwerk die Steuereinheiten D und E; und
ein drittes Netzwerk die Steuereinheiten F und G. Zwischen dem ersten
und dem zweiten Netzwerk ist ein Gateway-Einheit X und zwischen
dem zweiten und dem dritten Netzwerk eine Gateway-Einheit Y angeordnet. Genauer
gesagt, die Gateway-Einheit X ist mit sowohl dem ersten als auch
dem zweiten Netzwerk verbunden (bzw. ist in beiden Netzwerken beinhaltet), während die
Gateway-Einheit Y mit sowohl dem zweiten als auch dem dritten Netzwerk
ver bunden ist (bzw. in beiden Netzwerken beinhaltet ist). Ferner
beinhaltet das zweite Netzwerk sowohl die Gateway-Einheit X als
auch die Gateway-Einheit Y. Eine Gateway-Einheit oder eine Steuereinheit
wird nachstehend in einer allgemeinen Weise als Einheit bezeichnet.
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Gemäß nachstehender
Beschreibung wird in dem obigen Netzwerkaufbau ein bekanntes Token-Passing-Verfahren
als Kommunikationsprotokoll eingesetzt. Als Kommunikationsprotokoll
können
jedoch auch CSMA/CR (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Resolution) oder TDMA (Time Division Multiple Access) genutzt werden.
Weist eine Gateway-Einheit ferner eine Protokollumsetzungsfunktion aufweist,
so kann jedes Netzwerk ein individuell verschiedenes Protokoll verwenden.
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2A zeigt
einen Kommunikationsdatenrahmenaufbau, der für einen Datenaustausch zwischen
den Steuereinheiten für
eine zusammenwirkende oder dezentralen Steuerung verwendet wird. Der
Kommunikationsdatenrahmen weist ein Datei-Header- und ein Datenfeld auf. Das Datenfeld
beinhaltet Daten. Der Datei-Header-Feld beinhaltet eine ID und einen
Datenlängencode
(DLC). Die ID ist ein für
jede Einheit eindeutiger Code, d.h., die ID wird einzig für eine Einheit
verwendet. Der DLC zeigt eine Datenlänge an.
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2B zeigt
einen Modusverwaltungsdatenrahmenaufbau, der zur Verwaltung eines
Betriebsmodus von jeder Steuereinheit verwendet wird. Der Modusverwaltungsdatenrahmen
beinhaltet ein Adress-, ein Steuer- und ein Datenfeld. Das Datenfeld
wird bei einer Übertragung
des Modusverwaltungsdatenrahmens nicht genutzt. Das Datenfeld ist einzig
beinhaltet, um der Länge
des in der 2A gezeigten Kommunikationsdatenrahmens
zu entsprechen.
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Das
Adressfeld beinhaltet eine ID, welche eine Einheit eines Datensenders
kennzeichnet, eine Datenlänge
(DLC) der Modusverwaltungsdaten und eine Ziel-ID (DID, Destination
ID), die eine Einheit kennzeichnet, welche ein Token (Sendeberechtigungskennzeichen)
erhält.
Die Kommunikationsdaten und die Modusverwaltungsdaten können einzeln erkannt
werden, indem ihre IDs voneinander unterschieden werden. Das Steuerfeld
beinhaltet einen Operations- bzw. Betriebscode (OpCode). Dieser
Betriebscode beinhaltet einen Anzeigecode Ind und einen Bestätigungscode
Ack.
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Der
Anzeigecode Ind zeigt an, ob eine Steuereinheit eines Senders für die Modusverwaltungsdaten
in den Niederleistungsverbrauchsmodus wechseln kann, ohne einen
vorgegebenen Steuerprozess ausführen
zu müssen.
Beispielsweise wird Ind = 1 ausgegeben, wenn die Steuereinheit in
den Niederleistungsverbrauchsmodus wechseln kann, und Ind = 0 ausgegeben,
wenn die Steuereinheit nicht in den Niederleistungsverbrauchsmodus
wechseln kann. Der Bestätigungscode
Ack zeigt allen Steuereinheiten innerhalb eines Netzwerks eine Erlaubnis
oder ein Verbot für
einen Wechsel in den Niederleistungsverbrauchsmodus an. Beispielsweise wird
Ack = 1 für
eine Erlaubnis und Ack = 0 für
ein Verbot ausgegeben.
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Jede
Steuereinheit sendet die Kommunikationsdaten und die Modusverwaltungsdaten
an einem Zeitpunkt, an dem es ein Senderecht erhält (Token), an Steuereinheiten
und eine Gateway-Einheit innerhalb eines Netzwerks. Wenn eine Steuereinheit
innerhalb des Netzwerks die Kommunikationsdaten empfängt, bestimmt
sie über
eine einen Sender der Daten kennzeichnende ID, ob die Kommunikationsdaten
für die
eigene Steuerung benötigt
werden. Die Steuereinheit speichert anschließend einzig die benötigten Daten.
Ferner speichert die Steuereinheit einen Betriebsmodus der relevanten
Steuereinheit auf der Grundlage der Modusverwaltungsdaten und bestimmt,
ob sie das Senderecht erhält.
Wenn eine Gateway-Einheit
innerhalb des Netzwerks die Kommunikations- und die Modusverwaltungsdaten
empfängt,
vermittelt sie diese Daten zum Senden der Kommunikations- und Modusverwaltungsdaten
mit Hilfe einer Datenvermittlungseinheit und einer Modusverwaltungseinheit
(in der Gw-Einheit X der 1 gezeigt) an ein Netzwerk,
welches diese Daten benötigt.
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Nachstehend
werden die Wechsel der Betriebsmodi bezüglich jeder Steuereinheit innerhalb
eines Netzwerks mit Hilfe der Modusverwaltungsdaten unter Bezugnahme
auf die 3 beschrieben, welche die mit
dem ersten Netzwerk verbundenen Steuereinheiten A bis C als Beispiele
aufführt. 3 zeigt Änderungen
bzw. Wechsel der Betriebscodes, die von jeder Steuereinheit innerhalb
des ersten Netzwerks ausgetauscht werden, wenn die Steuereinheit A
von dem normalen Betriebsmodus in den Niederleistungsverbrauchsmodus
wechselt.
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Ist
der Betriebsmodus der Steuereinheit A der normale Betriebsmodus,
so ist ein Anzeigecode Inda in dem Betriebscode 0. Folglich muss
verhindert werden, dass die anderen Steuereinheiten in den Niederleistungsverbrauchsmodus
wechseln, so dass der Bestätigungscode
Ack 0 ist. Können
die Steuereinheiten B und C demgegenüber in den Niederleistungsverbrauchsmodus
wechseln, so werden Anzeigecodes Indb = 1 und Indc = 1 ausgegeben.
Da die Steuereinheit A jedoch den Anzeigecode Inda = 0 ausgesendet
hat, werden die Bestätigungscodes
Ack als 0 ausgegeben, was ein Verbot eines Wechsels in den Niederleistungsverbrauchsmodus
kennzeichnet.
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Wenn
die Steuereinheit A einen vorgegebenen Steuerprozess beendet hat
und von dem normalen Betriebsmodus in den Niederleistungsverbrauchsmodus
wechseln kann, wird anschließend der
Anzeigecode Inda = 1 ausgegeben. Dies be wirkt, dass alle Anzeigecodes
Inda, Indb und Indc 1 werden, so dass die Steuereinheit B den Bestätigungscode
Ack = 1 an alle Steuereinheiten A bis C ausgibt, um diesen die Freigabe
zu erteilen, in den Niederleistungsverbrauchsmodus zu wechseln.
Dies veranlasst jede Steuereinheit A bis C dazu, von dem normalen
Betriebsmodus in den Niederleistungsverbrauchsmodus zu wechseln.
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Die
Gateway-Einheit weist ebenso den normalen Betriebsmodus und den
Niederleistungsverbrauchsmodus auf. Wenn alle Steuereinheiten des gleichen,
die Gateway-Einheit aufweisenden Netzwerks in den Niederleistungsverbrauchsmodus wechseln,
wechselt die Gateway-Einheit ebenso in den Niederleistungsverbrauchsmodus.
Befinden sich alle Steuereinheiten in dem Niederleistungsverbrauchsmodus,
so sind in dem Netzwerk keine Daten vorhanden, die schnell vermittelt
werden müssen. Folglich
wechselt die Gateway-Einheit ebenso in den Niederleistungsverbrauchsmodus,
so dass ein Leistungsverbrauch verringert werden kann. Hierbei kann die
Gateway-Einheit ebenso eine Funktion einer Steuereinheit aufweisen,
die eine Bordvorrichtung steuert. So lange diese Gateway-Einheit
hierbei in der Lage ist, als die Steuereinheit in den Niederleistungsverbrauchsmodus
zu wechseln, kann diese Gateway-Einheit in den Niederleistungsverbrauchsmodus
wechseln.
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Nachstehend
wird der Modusverwaltungsprozess einer Gateway-Einheit unter Bezugnahme auf
das in der 4 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
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In
Schritt S100 wird bestimmt, ob die Gateway-Einheit von einer anderen
Einheit gesendete Daten empfängt.
Ist die Bestimmung in Schritt S100 negativ, so schreitet der Ablauf
zu Schritt S160 voran. Ist die Bestimmung in Schritt S100 demgegenüber positiv,
so schreitet der Ablauf zu Schritt S110 voran.
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In
Schritt S110 wird auf der Grundlage einer ID der Daten bestimmt,
ob die empfangenen Daten die in der 2A gezeigten
Modusverwaltungsdaten sind. Ist die Bestimmung in Schritt S110 negativ,
so schreitet der Ablauf zu Schritt S160 voran. Ist die Bestimmung
in Schritt S100 demgegenüber
positiv, so schreitet der Ablauf zu Schritt S120 voran.
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In
Schritt S120 wird auf der Grundlage des Anzeigecodes Ind der empfangenen
Modusverwaltungsdaten bestimmt, ob ein Sender (Steuereinheit oder
dergleichen), von dem die Daten empfangen werden, in dem normalen
Betriebsmodus arbeitet. Ist die Bestimmung in Schritt S120 positiv,
so schreitet der Ablauf zu Schritt S140 voran, in dem die Gateway-Einheit
Modusverwaltungsaufnahmeinformationen in den normalen Betriebsmodus
setzt. Die Modusverwaltungsaufnahmeinformationen verwalten eine
Aufnahme der Betriebsmodi jeder Steuereinheit oder dergleichen.
Die Modusverwaltungsaufnahmeinformationen werden in jedem der Netzwerke vorgesehen,
mit denen die Gateway-Einheit verbunden ist. Genauer gesagt, die
Modusverwaltungsaufnahmeinformationen sind jedem der Mehrzahl von Netzwerken
zugeordnet, mit denen die Gateway-Einheit verbunden ist, und beinhalten
einen Modus entsprechend den Betriebsmodi der Steuereinheiten innerhalb
jedes der Netzwerke.
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Ist
die Bestimmung in Schritt S120 demgegenüber negativ, so schreitet der
Ablauf zu Schritt S130 voran, in dem bestimmt wird, ob eine Steuereinheit
oder dergleichen vorhanden ist, die vorher Modusverwaltungsdaten
ausgesendet hat, welche den normalen Betriebsmodus anzeigen, indem
auf die Modusverwaltungsaufnahmeinformationen Bezug genommen wird,
welche dem relevanten Netzwerk entsprechen. Genauer gesagt, wenn
irgendeine Steuereinheit oder dergleichen vorher die Modusverwaltungsdaten
ausgesendet hat, welche den normalen Betriebsmodus anzeigen, so
werden Modusverwal tungsaufnahmeinformationen auf den normalen Betriebsmodus
gesetzt. Folglich wird unter Bezugnahme auf die Modusverwaltungsaufnahmeinformationen
bestimmt, ob eine Steuereinheit oder dergleichen vorhanden ist,
die vorher den normalen Betriebsmodus anzeigende Modusverwaltungsdaten ausgesendet
hat.
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Ist
die Bestimmung in Schritt S130 positiv, so schreitet der Ablauf
zu dem vorstehend beschriebenen Schritt S140 voran. Der Grund hierfür ist, dass andere
Steuereinheiten so lange in dem normalen Betriebsmodus verbleiben
müssen,
so lange irgendeine Steuereinheit in dem normalen Betriebsmodus
verbleibt. Ist die Bestimmung in Schritt S130 demgegenüber negativ,
so schreitet der Ablauf zu Schritt S150 voran. Hierbei setzt die
Gateway-Einheit die Modusverwaltungsaufnahmeinformationen in den Niederleistungsverbrauchsmodus,
da eine Bedingung, bei der jede Steuereinheit in den Niederleistungsstromverbrauch
wechseln kann, erfüllt
ist.
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In
Schritt S160 wird auf der Grundlage der Modusverwaltungsaufnahmeinformationen
bestimmt, ob für
die Gateway-Einheit
ein Zeitpunkt zum Aussenden der Modusverwaltungsdaten gegeben ist.
Genauer gesagt, die Gateway-Einheit sendet oder vermittelt die Kommunikationsdaten
oder die Modusverwaltungsdaten an dem Zeitpunkt, an dem ein Senderecht
an sie weitergegeben wird. Folglich wird bestimmt, ob ein Senderecht
für irgendeines
der mit der Gateway-Einheit verbundenen Netzwerke an die Gateway-Einheit
weitergeben wird. Ist die Bestimmung in Schritt S160 negativ, so
endet der Prozess sofort. Ist die Bestimmung in Schritt S160 demgegenüber positiv,
so schreitet der Ablauf zu Schritt S170 voran.
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In
Schritt S170 wird ein eigener Betriebsmodus der Gateway-Einheit
auf die Modusverwaltungsaufnahmeinformationen reflektiert. Genauer
gesagt, selbst wenn die Modusverwaltungsaufnahmeinformationen in
den Niederleistungsverbrauchsmodus gesetzt werden, sind die Modusverwaltungsaufnahmeinformationen
so lange in den normalen Betriebsmodus gesetzt, so lange die Gateway-Einheit
selbst in dem normalen Betriebsmodus ist.
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In
Schritt S180 sendet die Gateway-Einheit vorgegebene Modusverwaltungsdaten
an ein bestimmtes Netzwerk. Die Gateway-Einheit ist augenblicklich
derart bestimmt (Schritt S160), dass sie ein Senderecht für das bestimmte
Netzwerk aufweist. Die vorgegebenen Modusverwaltungsdaten werden auf
der Grundlage der Modusverwaltungsaufnahmeinformationen gebildet,
welche einem Netzwerk, jedoch nicht dem bestimmten Netzwerk entsprechen. Gemäß vorstehender
Beschreibung weist die Gateway-Einheit Modusverwaltungsaufnahmeinformationen
auf, welche Betriebsmodi der Steuereinheiten oder dergleichen kennzeichnen,
die innerhalb jedes Netzwerks angeschlossen sind. Die Modusverwaltungsdaten
werden auf der Grundlage der Modusverwaltungsaufnahmeinformationen
gebildet. Die gebildeten Modusverwaltungsdaten werden an das Netzwerk,
welches ein den Modusverwaltungsaufnahmeinformationen entsprechendes
Netzwerk ausschließt,
gesendet.
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Nachstehend
wird dieser in Schritt S180 ausgeführte Prozess zur Übertragung
der Modusverwaltungsdaten unter Bezugnahme auf die in der 5 gezeigte
Abbildung beschrieben. Die Gateway-(GW)-Einheit Y empfängt den
normalen Betriebsmodus anzeigende Modusverwaltungsdaten von einer
mit dem dritten Netzwerk verbundenen Steuereinheit. Die Gateway-Einheit
Y leitet die empfangenen Modusverwaltungsdaten an das zweite Netzwerk
weiter. Die Gateway-Einheit X empfängt den Niederleistungsverbrauchsmodus
anzeigende Modusverwaltungsdaten von einer mit dem ersten Netzwerk
verbundenen Steuereinheit.
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In
einem herkömmlichen
Verfahren sendet eine Gateway-Einheit
dann, wenn sie den normalen Betriebsmodus anzeigende Modusverwaltungsdaten von
einem bestimmten, mit der Gateway-Einheit verbundenen Netzwerk empfängt, Modusverwaltungsdaten
an alle Netzwerke, einschließlich
des bestimmten Netzwerks, um alle Steuereinheiten dazu zu veranlassen,
in den normalen Betriebsmodus zu wechseln. In dem in der
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5 gezeigten
Zustand soll angenommen werden, dass die Gateway-Einheit X Modusverwaltungsdaten
gleich einer herkömmlichen
Gateway-Einheit aussendet. Die Gateway-Einheit Y sendet die Modusverwaltungsdaten
anschließend
auf der Grundlage der Modusverwaltungsdaten von der Gateway-Einheit
X an ebenso alle verbundenen Netzwerke, um alle Steuereinheiten
dazu zu veranlassen, in den normalen Betriebsmodus wechseln. Dies
führt dazu,
dass die Modusverwaltungsdaten zum Veranlassen aller Steuereinheiten,
in den normalen Betriebsmodus zu wechseln, wiederholt zwischen der
Gateway-Einheit
X und der Gateway-Einheit Y ausgetauscht werden. Dadurch kann jede Steuereinheit
nicht in den Niederleistungsverbrauchsmodus wechseln.
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Um
dieses Problem zu lösen,
werden die Modusverwaltungsdaten, die auf der Grundlage der Modusverwaltungsaufnahmeinformationen
gebildet werden, welche einem bestimmten Netzwerk entsprechen, in
dieser Ausführungsform
in Schritt S180, wie in 5 gezeigt, einzig an ein Netzwerk
mit Ausnahme des bestimmten Netzwerks gesendet. Dies verhindert
das Problem eines wiederholten Austauschs der Modusverwaltungsdaten
zwischen den Gateway-Einheiten X und Y, wodurch es jeder Steuereinheit
ermöglicht
wird, in den Niederleistungsverbrauchsmodus zu wechseln.
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Hierbei
sendet (oder vermittelt) die Gateway-Einheit X, Y die Kommunikationsdaten
oder die Modusverwaltungsdaten an dem Zeitpunkt an jedes Netzwerk,
an dem ein Senderecht (To ken) an die Gateway-Einheit X, Y weitergegeben
(oder vergeben) wird.
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In
Schritt S190 werden die Modusverwaltungsaufnahmeinformationen zur
Vorbereitung gelöscht
(zu dem Niederleistungsverbrauchsmodus), um ein Senden der nächsten Modusverwaltungsdaten
vorzubereiten, und der Prozess endet.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
und obiger Beschreibung wechselt jede Steuereinheit selbst bei einem
Netzwerkaufbau, bei dem eine Mehrzahl von Gateway-Einheiten zum
Verbinden einer Mehrzahl von Netzwerken vorhanden ist, schnell in
den Niederleistungsverbrauchsmodus, wenn jede Steuereinheit in dem
Niederleistungsverbrauchsmodus arbeiten kann.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachstehend
wird eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Netzwerkaufbau des Fahrzeugkommunikationssystems
der zweiten Ausführungsform
entspricht dem Netzwerkaufbau des Fahrzeugkommunikationssystems
der ersten Ausführungsform,
so dass eine Beschreibung des Netzwerkaufbaus ausgelassen wird.
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In
dieser Ausführungsform
wird bestimmt, ob der Sender der Modusverwaltungsdaten eine Steuereinheit
oder eine Gateway-Einheit ist, wenn eine Gateway-Einheit die Modusverwaltungsdaten
empfängt.
Ist der Sender eine Steuereinheit, so werden die Modusverwaltungsdaten
an alle Netzwerke gesendet, einschließlich des Netzwerks, das mit
der Steuereinheit verbunden ist, welcher der Sender ist. Ist der
Sender eine Gateway-Einheit, so werden die Modusverwaltungsdaten
der Gateway-Einheit, welche der Sender ist, nicht auf die Modusverwaltungsdaten
reflektiert, die an das Netzwerk gesendet werden, das mit der Gateway-Einheit
verbunden ist, welche der Sender ist.
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Dies
kann verhindern, dass zwei Gateway-Einheiten wiederholt die den
normalen Betriebsmodus kennzeichnenden Modusverwaltungsdaten austauschen.
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6 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Modusverwaltungsprozesses gemäß der zweiten
Ausführungsform,
welches nahezu dem der ersten Ausführungsform entspricht. Die
Schritte S115 und S118 sind hinzugefügt und die Schritte S180 und
S190 sind gegenüber
dem Ablaufdiagramm der ersten Ausführungsform modifiziert.
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In
Schritt S115 wird auf der Grundlage einer ID in den Modusverwaltungsdaten
bestimmt, ob ein Sender der empfangenen Modusverwaltungsdaten eine
vorgegebene Gateway-Einheit ist. Ist diese Bestimmung positiv, so
schreitet der Ablauf zu Schritt S118 voran, bei dem die empfangenen
Modusverwaltungsdaten (Ind Informationen) bezüglich der vorgegebenen Gateway-Einheit
gespeichert werden.
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Wenn
die Modusverwaltungsdaten anschließend in Schritt S180 an ein
bestimmtes Netzwerk gesendet werden, werden die Modusverwaltungsdaten unter
Berücksichtigung
der Modusverwaltungsaufnahmeinformationen, die auf den Modusverwaltungsdaten
basieren, die von allen mit den Netzwerken verbundenen Steuereinheiten
empfangen werden, und unter zusätzlicher
Berücksichtung
der Modusverwaltungsdaten, die von den Gateway-Einheiten, jedoch
nicht der mit dem bestimmten Netzwerk verbundenen Gateway-Einheit
empfangen werden, gebildet. Genauer gesagt, wenn die Modusverwaltungsdaten
an ein bestimmtes Netzwerk gesendet werden, werden die Modusverwaltungsdaten
gebildet, indem die von der mit dem bestimmten Netzwerk verbundenen
Gateway-Einheit empfangenen Modusverwaltungsdaten ausgeschlossen
werden.
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In
Schritt S190 werden die zum Bilden der an das bestimmte Netzwerk
gesendeten Modusverwaltungsdaten verwendeten Modusverwaltungsaufnahmeinformationen
und die Modusverwaltungsdaten (Ind Informationen) gelöscht. Anschließend endet
der in der 6 gezeigte Prozess.
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Dies
verhindert, dass die den normalen Betriebsmodus kennzeichnenden
Modusverwaltungsdaten wiederholt zwischen Gateway-Einheiten ausgetauscht
werden. Folglich kann das daraus resultierende Problem, dass Steuereinheiten
nicht in den Niederleistungsverbrauchsmodus wechseln können, verhindert
werden.
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In
der ersten Ausführungsform
verbindet die Gateway-Einheit
X zwei Netzwerken, bei denen es sich um das erste und das zweite
Netzwerk handelt. Ferner verbindet die Gateway-Einheit Y in der
ersten Ausführungsform
zwei Netzwerke, bei denen es sich um das zweite und dritte Netzwerk
handelt. Die Gateway-Einheit kann jedoch mehr als zwei Netzwerke verbinden.
Die Gateway-Einheit Y kann beispielsweise zusätzlich zu dem zweiten und dritten
Netzwerk eine Verbindung zu einem vierten Netzwerk herstellen. In
diesem Fall soll angenommen werden, dass die Gateway-Einheit Y gemäß der ersten
Ausführungsform
bestimmte Modusverwaltungsdaten von dem zweiten Netzwerk empfängt (d.h.,
von der Steuereinheit D, E oder der Gateway-Einheit X). Modusverwaltungsdaten,
die auf der Grundlage der bestimmten Modusverwaltungsdaten gebildet
werden, werden von der Gateway-Einheit Y einzig an das dritte und
das vierte Netzwerk, jedoch nicht an das zweite Netzwerk gesendet.
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Gleichermaßen kann
die Gateway-Einheit in der zweiten Ausführungsform mehr als zwei Netzwerken
verbinden. Die Gateway-Einheit Y kann beispielsweise zusätzlich zu
dem zweiten und dritten Netzwerk eine Verbindung zu einem vierten
Netzwerk herstellen. In diesem Fall soll angenommen werden, dass
die Gateway-Einheit Y gemäß der zweiten
Ausführungsform
bestimmte Modusverwaltungsdaten von der Steuereinheit D, E des zweiten Netzwerks
empfängt.
Modusverwaltungsdaten, die auf der Grundlage der bestimmten Modusverwaltungsdaten
gebildet werden, werden von der Gateway-Einheit Y an das zweite,
das dritte und das vierte Netzwerk (beinhaltet natürlich das
zweite Netzwerk) gesendet. Demgegenüber soll angenommen werden,
dass die Gateway-Einheit Y gemäß der zweiten Ausführungsform
bestimmte Modusverwaltungsdaten von der Gateway-Einheit X des zweiten
Netzwerks empfängt.
Modusverwaltungsdaten, die auf der Grundlage der bestimmten Modusverwaltungsdaten
gebildet werden, werden von der Gateway-Einheit Y einzig an das
dritte und vierte Netzwerk (schließt das zweite Netzwerk natürlich aus)
gesendet.
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Ferner
kann ein Netzwerk in beiden Ausführungsformen
anstelle von maximal zwei Gateway-Einheiten mehr als zwei Gateway-Einheiten
beinhalten.
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Es
wird Fachleuten ersichtlich sein, dass in den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung verschiedene Änderungen durchgeführt werden
können.
Der Umfang der vorliegenden Erfindung sollte jedoch durch die beigefügten Ansprüche bestimmt
werden.
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Vorstehend
wurde ein Fahrzeugkommunikationssystem offenbart.
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Wenn
eine mit einer Mehrzahl von Netzwerken verbundene Gateway-Einheit
X, Y einen Betriebsmodus kennzeichnende Modusverwaltungsdaten von
einem ersten Netzwerk empfängt,
sendet die Gateway-Einheit Modusverwaltungsdaten, die auf der Grundlage
der empfangenen Modusverwaltungsdaten gebildet werden, einzig an
Steuereinheiten A bis G und an eine Gateway-Einheit X, Y, die mit
einem zweiten Netzwerk verbunden sind, jedoch nicht an das erste
Netzwerk. Dies ver hindert, dass beide Gateway-Einheiten X, Y wiederholt
einen normalen Betriebsmodus kennzeichnende Modusverwaltungsdaten
austauschen. Jede Steuereinheit A bis G wechselt dadurch schnell
in einen Niederleistungsverbrauchsmodus, wenn sie in dem Niederleistungsverbrauchsmodus
arbeiten kann.