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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine ASK-(Amplitudenumtastungs-)Kommunikationsvorrichtung,
die eine Datenkommunikation zwischen einer Masterstation und wenigstens
einer Slavestation unter Verwendung eines ASK-Modulationsschemas aufbaut.
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Als
Verfahren zur Datenkommunikation zwischen einer Masterstation und
einer Slavestation, die über
eine Busleitung miteinander verbunden sind, ist die Verwendung eines
ASK-Modulationsschemas bekannt, wie es beispielsweise in der offen
gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-152291 offenbart ist.
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Die 1A bis 1E zeigen Zeitdiagramme eines Sendens
und eines Empfangens von Daten in einem Datenkommunikationsverfahren
unter Verwendung von ASK. 1A zeigt
Wellenformen von Trägersignalen,
die einer Busleitung überlagert
sind, 1B zeigt eine
Zeit für
ein Senden und ein Empfangen von Daten bei der Masterstation, und
die 1C bis 1E zeigen eine Zeit für ein Senden
und ein Empfangen von Daten bei drei Slavestationen. In diesen Zeichnungen
stellen Tx und Rx jeweils ein Senden und ein Empfangen dar.
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Wie
es in 1B gezeigt ist,
gibt die Masterstation zur Busleitung ID-Daten einer Sendequellenstation
sowie Kommunikationsdaten aus, um von der Masterstation zu jeder
Slavestation zu senden, wenn ID0 als Masterstations-ID bezeichnet
ist. Weiterhin empfängt,
wie es in den 1C bis 1E gezeigt ist, dann, wenn
Kommunikationsdaten von jeder Slavestation zur Busleitung ausgegeben
werden, die Masterstation die ausgegebenen Kommunikationsdaten.
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Weiterhin
gibt, wie es in 1C gezeigt
ist dann, wenn eine Slavestation mit ID1 als ID-Daten durch die
Masterstation bezeichnet bzw. bestimmt ist, die Slavestation von
ID1 zur Busleitung Kommunikationsdaten aus, um sie zu andere Slavestationen und
zur Masterstation zu senden.
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Gleichermaßen werden
in den 1D und 1E Sendedaten von Slavestationen
von ID2 und ID3 zur Busleitung ausgegeben. Durch diese Operationen
kann eine Datenkommunikation zwischen der Masterstation und jeder
Slavestation sequentiell erreicht werden.
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Das
herkömmliche
ASK-Modulationsschema erfordert jedoch, dass jede von der Masterstation
und den Slavestationen eine Oszillatorschaltung hat. Die Oszillatorschaltung
enthält
teure Komponenten, wie beispielsweise einen Kristalloszillator,
einen Keramikoszillator oder eine PLL-Schaltung, wodurch die Größe der gesamten
Vorrichtung vergrößert wird, was
nachteiligerweise zu einer Erhöhung
bezüglich der
Kosten führt.
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts von solchen herkömmlichen
Problemen erreicht worden, und die vorliegende Erfindung stellt
eine ASK-Kommunikationsvorrichtung zur Verfügung, die zum Reduzieren von
Kosten nützlich
ist, indem man eine erniedrige Anzahl von Oszillatorschaltungen
und somit eine Schaltung mit geringerem Ausmaß hat.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine ASK-Kommunikationsvorrichtung
zur Verfügung
gestellt, die eine Vielzahl von Kommunikationsstationen hat, die über eine
Busleitung miteinander verbunden sind und die eine Datenkommunikation
zwischen den Kommunikationsstationen unter Verwendung von ASK bilden,
wobei die ASK-Kommunikationsvorrichtung
einen Trägersignalgenerator
enthält,
der mit der Busleitung verbunden ist, wobei der Trägersignalgenerator
Trägersignale
zur Busleitung ausgibt, wobei jede der Kommunikationsstationen folgendes
enthält:
einen Modulator, der Daten durch eine ASK-Modulation zum Dämpfen der
der Busleitung überlagerten
Trägersignale
mit einer vorbestimmten Zeitgabe sendet; und einen Empfänger, der
von anderen Kommunikationsstationen über die Busleitung gesendete
Daten empfängt,
wobei eine der Kommunikationsstationen ein Identifikationssignal
einer bestimmten Kommunikationsstation über die Busleitung ausgibt
und wobei die bestimmte Kommunikationsstation, die durch das Identifikationssignal
bezeichnet ist, Daten sendet.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine ASK-Kommunikationsvorrichtung
zur Verfügung
gestellt, die eine Datenkommunikation über eine Busleitung aufbaut,
wobei die ASK-Kommunikationsvorrichtung folgendes enthält: einen
Trägersignalgenerator,
der mit der Busleitung verbunden ist, wobei der Trägersignalgenerator
Trägersignale
zur Busleitung ausgibt; eine Sendestation, die Daten durch eine
ASK-Modulation sendet, zum Dämpfen
von der Busleitung überlagerten
Trägersignalen
mit einer vorbestimmten Zeitgabe; und eine Empfangsstation, die
die von der Sendestation gesendeten Daten über die Busleitung empfängt.
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Es
folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1A bis 1E sind
Zeitdiagramme für ein
Senden und ein Empfangen von Daten einer Masterstation und jeder
Slavestation in dem Fall einer Kommunikation unter Verwendung eines
allgemeinen ASK-Modulationsschemas;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ASK-Kommunikationsvorrichtung
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist
ein Schaltungsdiagramm der ASK-Kommunikationsvorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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4A und 4B sind
erklärende
Diagramme, die Darstellungen von logisch "1" und "0" in dem Fall einer Datenkommunikation
zwischen der Masterstation und der Slavestation zeigen;
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5A ist
ein erklärendes
Diagramm für
den Fall, in welchem Daten, die logisch "1" darstellen,
von der Masterstation zur Slavestation gesendet werden, und
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5B ist
ein erklärendes
Diagramm für
den Fall, in welchem Daten, die logisch "0" darstellen,
von der Masterstation zur Slavestation gesendet werden;
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6A ist
ein erklärendes
Diagramm für
den Fall, in welchem Daten, die logisch "1" darstellen,
von der Slavestation zur Masterstation gesendet werden; und
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6B ist
ein erklärendes
Diagramm für
den Fall, in welchem Daten, die logisch "0" darstellen,
von der Slavestation zur Masterstation gesendet werden;
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7A bis 7F sind
Zeitdiagramme eines Sendens und eines Empfangens von Daten einer Masterstations-ECU, jeder Slavestations-ECU
und einer J/B-ECU;
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8A bis 8F sind
Schaltungsdiagramme, die spezifische Beispiele einer Signaldämpfungseinheit
zeigen;
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9 ist
ein Blockdiagramm der Konfiguration einer ASK-Kommunikationsvorrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
ein Schaltungsdiagramm der ASK-Kommunikationsvorrichtung
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel;
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11A ist ein erklärendes Diagramm für den Fall,
in welchem Daten, die logisch "1" darstellen, von
einer Sende-ECU zu einer Empfangs-ECU gesendet werden, und
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11B ist ein erklärendes Diagramm für den Fall,
in' welchem Daten,
die logisch "0" darstellen, von
der Sende-ECU zu der Empfangs-ECU gesendet werden;
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12 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration zum Senden der Anzahl
von Motorumdrehungen zu einem Kombinations-Messgerät zeigt, und
zwar als Beispiel für
das zweite Ausführungsbeispiel;
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13A bis 13D sind
Zeitdiagramme eines Sendens und eines Empfangs von Daten einer Motor-ECU,
eines Motorgeschwindigkeitssensors und des Kombinations-Messgeräts;
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14A und 14B sind
jeweils erklärende
Block- und Schaltungsdiagramme, die die Konfiguration der Slavestations-ECU
in ihrem Modifikationsbeispiel zeigen; und
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15A bis 15E sind
Schaltungsdiagramme, die spezifische Beispiele eines Impedanzelements
zeigen.
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erklärt werden. 2 und 3 sind
jeweils ein Blockdiagramm und ein Schaltungsdiagramm, die eine Konfiguration
einer ASK-Kommunikationsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen. Wie es in 2 gezeigt
ist, baut die ASK-Kommunikationsvorrichtung
eine Datenkommunikation zwischen einer ECU 1, die als Masterstation
betreibbar ist, und drei ECUs 2a bis 2c, die als
Slavestation betreibbar sind, unter Verwendung eines ASK-Modulationsschemas
auf.
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Das
Ausführungsbeispiel
behandelt den Fall, in welchem eine PLC-(Energieleitungskommunikations-)Technologie
zum Überladen
von Kommunikationssignalen einer Energieleitung verwendet wird,
die zwischen ECUs im Fahrzeug bzw. Kraftfahrzeug (1, 2a bis 2c)
und einer Batterie verlegt ist und zum Zuführen von Antriebsleistung zu
jeder der ECUs (1, 2a bis 2c) verwendet
wird, um eine Datenkommunikation zwischen diesen ECUs aufzubauen,
ohne eine gesonderte Kommunikationsleitung vorzusehen. Das bedeutet,
dass die Energieleitung als Busleitung 3 verwendet wird, über welche
eine Datenkommunikation zwischen den ECUs aufgebaut wird.
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Die
Busleitung 3 ist mit einer J/B-ECU 32 verbunden,
die mit einem Trägersignalgenerator 31 zum Überladen
von Trägersignalen
auf die Busleitung 3 mit einer vorbestimmten Frequenz versehen ist.
Wie es in 3 gezeigt ist, hat die Energieleitung (Busleitung 3)
zwei elektrische Drähte
aus einer positiven +B-Leitung und einer negativen Erdungsleitung.
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Die
in 2 gezeigte ASK-Kommunikationsvorrichtung wird
zur Kommunikation innerhalb eines Kraftfahrzeugs verwendet, und
die ECU 2a steuert beispielsweise Türverriegelungen, die ECU 2b steuert
beispielsweise mit Energie betriebene Fenster und die ECU 2c steuert
beispielsweise Türspiegel. Die
Masterstations-ECU 1 steuert Betriebsschalter bzw. Bedienungsschalter.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, enthält die Masterstations-ECU 1 einen
Modulator 18, der Trägersignale
moduliert, die der Busleitung 3 überlagert sind, unter Verwendung
von ASK, und einen Empfänger 19,
der empfangene modulierte Signale demoduliert. Spezifischer enthält die Masterstations-ECU 1 eine Signaldämpfungseinheit 11,
die der Busleitung 3 überlagerte
Trägersignale
dämpft,
einen Sendeschalter 15, der die Signaldämpfungseinheit 11 zwischen
EEN- und AUS-Zuständen
umschaltet, einen Empfänger 12,
der Empfangsdaten durch Demodulieren von ASK-modulierten Signalen
erlangt, die über
die Busleitung 3 empfangen sind, ein Filter 14, das
Signale innerhalb eines unnötigen
Frequenzbandes von dem ASK-modulierten
Signalen eliminiert, die über
die Busleitung 3 empfangen sind, und eine Steuerung 13,
die die im Empfänger 12 ausgeführte Verarbeitung
und die Operationen des Sendeschalters 15 steuert.
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Die
Signaldämpfungseinheit 11 hat
Impedanzelemente, wie beispielsweise einen Kondensator. Wie es in 3 gezeigt
ist, ist eine Reihenschaltung aus dem Sendeschalter 15 und
der Signaldämpfungseinheit 11 zwischen
der +B-Leitung und der Erdungsleitung vorgesehen, so dass die +B-Leitung und
die Erdungsleitung über
den Kondensator miteinander verbunden werden, wenn der Sendeschalter 15 EIN-geschaltet
wird, und als Folge davon kann die Amplitude der der +B-Leitung überlagerten
Trägersignale
gedämpft
werden.
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Jede
der Slavestations-ECUs 2a bis 2c enthält einen
Empfänger,
der Daten empfängt
und die Daten unter Verwendung von ASK demoduliert, und einen Modulator,
der der Busleitung 3 überlagerte Trägersignale
unter Verwendung von ASK moduliert. Spezifischer enthält jede
der Slavestations-ECUs 2a bis 2c einen Empfänger 22,
der über
die Busleitung 3 übertragene
Daten empfängt
und dann die empfangenen Daten unter Verwendung von ASK demoduliert,
ein Filter 24, das auf der Eingangsseite des Empfängers 22 vorgesehen
ist und Signale innerhalb eines unnötigen Frequenzbandes eliminiert,
eine Signaldämpfungseinheit 21,
die der Busleitung 3 überlagerte
Trägersignale
dämpft,
einen Sendeschalter 25, der die Signaldämpfungseinheit 21 zwischen EIN-
und AUS-Zuständen
umschaltet, und eine Steuerung 23, die die Operationen
des Sendeschalters 25 und des Empfängers 22 steuert.
Es sollte beachtet werden, dass die 2 die detaillierte
Konfiguration nur von der ECU 2a zeigt, und dass Darstellungen von
den anderen ECUs 2b und 2c weggelassen sind, weil
sie dieselbe Konfiguration wie diejenige der ECU 2a haben.
Zusätzlich
hat der Modulator den Sendeschalter 25 und die Signaldämpfungseinheit 21.
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Die
Slavestations-ECU 2a ist gleich der Masterstations-ECU 1 konfiguriert.
Die Signaldämpfungseinheit 21 hat
eine Impedanzkomponente, wie beispielsweise einen Kondensator, und,
wie es in 3 gezeigt ist, eine Reihenschaltung
aus dem Sendeschalter 25 und der Signaldämpfungseinheit 21 ist zwischen
der +B-Leitung und der Erdungsleitung vorgesehen, so dass die +B-Leitung
und die Erdungsleitung über
den Kondensator miteinander verbunden sind, wenn der Sendeschalter 25 EIN-geschaltet wird,
und als Folge davon kann die Amplitude der der +B-Leitung überlagerten
Trägersignale
gedämpft werden.
Für die
oben beschriebenen Signaldämpfungseinheiten 11 und 21 können verschiedene
Typen von Impedanzschaltungen verwendet werden, solange die Signaldämpfungseinheiten 11 und 21 zwischen
der +B-Leitung und der Erdungsleitung vorgesehen sind und die Fähigkeit
zum Dämpfen
der Amplitude von Hochfrequenzsignalen haben, die der +B-Leitung überlagert
sind. Als spezifische Beispiele können ein in 8A gezeigter
Kondensator, eine in 8B gezeigte Reihenschaltung
aus einem Widerstand und einem Kondensator, eine in 8C gezeigte
Reihenschaltung aus einer Spule und einem Kondensator, eine in 8D gezeigte
Parallelschaltung aus einer Spule und einem Kondensator, eine in 8E gezeigte
Reihenschaltung aus einem Ferritkügelchen und einem Kondensator,
eine in 8F gezeigte Parallelschaltung
aus einem Ferritkügelchen
und einem Kondensator und die Kombinationen davon für die Signaldämpfungseinheiten 11 und 21 verwendet
werden. Weiterhin kann derselbe Effekt erhalten werden, wenn Schaltungen
verwendet werden, die andere als die obigen sind, und zwar mit niedriger
Impedanz bei einer Trägerfrequenz.
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Der
Trägersignalgenerator 31 in 2 enthält eine
Oszillatorschaltung 33, wie es in 3 gezeigt
ist, und von der Oszillatorschaltung 33 ausgegebene Trägersignale
werden der Busleitung 3 überlagert.
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Die 4A und 4B sind
beispielhafte Diagramme, die Darstellungen von "1" und "0" zeigen, die aus einer ASK-Modulation von Trägersignalen
resultieren, die der Busleitung 3 überlagert sind. Wie es in 4A gezeigt
ist, stellt der Fall SA, in welchem die
Amplitude von Trägersignalen
größer als ein
spezifischer Wert ist, logisch "1" dar, und, wie es in 4B gezeigt
ist, stellt der Fall SB, in welchem die Amplitude
von Trägersignalen
kleiner als ein spezifischer Wert ist, logisch "0" dar.
Es ist hier zu beachten, dass diese Entsprechung zwischen logisch "1", "0" und Amplituden SA, SB umgekehrt sein
kann.
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Die 5A und 5B sind
beispielhafte Diagramme, die Operationen des Sendeschalters 15 zeigen,
die dann durchgeführt
werden, wenn Daten von der Masterstations-ECU 1 zur Slavestations-ECU 2a übertragen
werden. 5A stellt den Fall dar, in welchem "1" dargestellt ist. Wie es in 5A gezeigt
ist, wird dann, wenn der Sendeschalter 15 AUS-geschaltet wird,
die Amplitude von Trägersignalen,
die von dem Trägersignalgenerator 31 der 2 ausgegeben
und dann der Busleitung 3 überlagert werden, beibehalten,
so dass "1" dargestellt werden
kann.
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5B stellt
den Fall dar, in welchem "0" dargestellt ist.
Wenn der Sendeschalter 15 EIN-geschaltet wird, werden die
+B-Leitung und die
Erdungsleitung über
die Signaldämpfungseinheit 11 miteinander
verbunden und daher werden Trägersignale,
die von dem Trägersignalgenerator 31 ausgegeben
und der Busleitung 3 überlagert
sind, gedämpft,
so dass die Amplitude der Trägersignale klein
wird. Demgemäß kann "0" dargestellt werden.
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Das
bedeutet, das die Masterstations-ECU 1 ohne die Notwendigkeit,
dass die Masterstations-ECU 1 darin eine Oszillatorschaltung
zum Erzeugen von Trägersignalen
und eine Sendeeinrichtung zum Modulieren der Trägersignale unter Verwendung
von ASK zum Ausgeben von ihnen zur Busleitung 3 hat, die
ASK-modulierten Signale zu jeder der Slavestations- ECUs 2a bis 2c durch
Umschalten des Sendeschalters 15 zwischen EIN- und AUS-Zuständen senden
kann.
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Die 6A und 6B sind
beispielhafte Diagramme, die die Operationen des Sendeschalters 25 zeigen,
die dann durchgeführt
werden, wenn Daten von der Slavestations-ECU 2a zur Masterstations-ECU 1 übertragen
werden. 6A stellt den Fall dar, in welchem "1" dargestellt ist. Wie es in 6A gezeigt
ist, wird dann, wenn der Sendeschaltung bzw. Übertragungsschalter 25 AUS-geschaltet
ist, die Amplitude von Trägersignalen,
die vom Trägersignalgenerator 31 der 2 ausgegeben
und der Busleitung 3 überlagert
sind, beibehalten, so dass "1" dargestellt werden
kann.
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6B stellt
den Fall dar, in welchem "0" dargestellt ist.
Wenn der Übertragungsschalter 25 EIN-geschaltet
ist, werden die +B-Leitung und die Erdungsleitung über die
Signaldämpfungseinheit 21 miteinander
verbunden, und daher werden die Trägersignale, die von dem Trägersignalgenerator 31 ausgegeben
und der Busleitung 3 überlagert
sind, gedämpft,
so dass die Amplitude der Trägersignale klein
wird. Demgemäß kann "0" dargestellt werden.
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Das
bedeutet, dass genau wie bei der vorangehenden Masterstations-ECU 1,
die Slavestations-ECU 2a, ohne dass sie einer Oszillatorschaltung und
eine Übertragungseinrichtung
bzw. Sendeeinrichtung hat, das ASK-modulierte Signal zu der Masterstations-ECU 1 und
anderen Slavestationen durch EIN- und
AUS-Operationen des Übertragungsschalters 25 senden
kann.
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Die 7A bis 7F sind
Zeitdiagramme eines Sendens und eines Empfangens von Daten von jeder
der J/B-ECU 32, der Masterstations-ECU 1 und den
Slavestations-ECUs 2a bis 2c. Unter Bezugnahme
auf die 7A bis 7F werden
Operationen der ASK-Kommunikationsvorrichtung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
beschrieben werden.
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7A zeigt Änderungen
bezüglich
Trägersignale,
die der +B-Leitung
der Busleitung 3 überlagert
sind, 7B zeigt Trägersignale, die von der J/B-ECU 32 ausgegeben
sind, das heißt
von dem Trägersignalgenerator 32, 7C zeigt
eine Zeitgabe eines Sendens und eines Empfangens von Daten in der
Masterstations-ECU 1 und die 7D bis 7F zeigen
Zeitgaben eines Sendens und eines Empfangens in jeder Slavestations-ECUs 2a bis 2c.
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Der
Masterstations-ECU 1 ist "ID0" als
Identifizierer zum Identifizieren jeder ECU zugeteilt, und ebenso
sind "ID1" bis "ID3" jeweils den Slavestations-ECUs 2a bis 2c zugeteilt.
Daher werden dann, wenn ein ID-Signal, das den zu einer bestimmten Slavestation
zugeteilten Identifizierer spezifiziert, von der Masterstations-ECU 1 ausgegeben
wird, Daten von der entsprechenden Slavestation in Reaktion auf das
Signal übertragen.
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Wie
es in 7B gezeigt ist, gibt der Trägersignalgenerator 31 Trägersignale
die gesamte Zeit über
aus, um sie der Busleitung 3 zu überlagern.
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Wenn
durch die Masterstations-ECU ID=ID0 eingestellt wird, wird eine
Datenübertragung
durch die Masterstations-ECU 1 durchgeführt. Daher werden durch Umschalten
des Übertragungsschalters 15 zwischen
EIN- und AUS-Zuständen
mit einer Zeitgabe, wie sie durch ein Bezugszeichen P0 bezeichnet
ist, das in 7C gezeigt ist, der Busleitung 3 überlagerte
Trägersignale
nicht gedämpft,
während der Übertragungsschaltung 15 AUS
ist, werden aber gedämpft,
während
der Übertragungsschalter 15 im EIN-Zustand
ist. Als Ergebnis können
die EIN- und AUS-Operationen des Übertragungsschalters 15 eine
ASK-Modulation der Trägersignale
auf der Busleitung 3 veranlassen.
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Spezifisch
haben Trägersignale
die Wellenform, wie es durch ein Bezugszeichen Q0 der 7A bezeichnet
ist. Das bedeutet, dass die Übertragungssignale,
die die ASK-modulierten
Signale sind, die "0" darstellen, wenn
der Übertragungsschalter 15 im EIN-Zustand
ist, und "1" darstellen, wenn
der Übertragungsschalter 15 im
AUS-Zustand ist, von der Masterstations-ECU 1 erhalten
werden können.
Die Übertragungsdaten
werden durch jede der Slavestations-ECUs 2a bis 2c empfangen.
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Wenn
ein Signal, das ID1 anzeigt, von der Masterstations-ECU 1 ausgegeben
wird, erkennt die Slavestations-ECU 2a, dass eine Datenübertragung durch
die ECU 2a durchgeführt
wird.
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Der Übertragungsschalter 25 der
Slavestations-ECU 2a wird dann mit einer Zeitgabe EIN-
und AUS-geschaltet, die durch ein Bezugszeichen Planetenradsätze der 7D bezeichnet
ist. Dies verursacht Änderungen
bezüglich
der Amplitude von Trägersignalen,
die der Busleitung 3 überlagert
sind, durch den Dämpfungsprozess,
der zuvor beschrieben ist, so dass diese Trägersignale basierend auf ASK
moduliert werden. Das bedeutet, dass die ASK-modulierten Signale,
wie sie durch ein Bezugszeichen Q1 der 7A bezeichnet
sind, erhalten werden können.
Diese ASK-modulierten Signale werden als Übertragungsdaten der Slavestations-ECU 2a zur
Masterstations-ECU 1 und anderen Slavestations-ECUs 2b und 2c gesendet.
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Gleichermaßen werden
dann, wenn ein Signal, das ID2 anzeigt, von der Masterstations-ECU 1 ausgegeben
wird, der Busleitung 3 überlagerte
Trägersignale
durch die EIN- und AUS-Operationen
des Übertragungsschalters 25 moduliert
(siehe ein Bezugszeichen P2), der in der Slavestations-ECU 2b vorgesehen
ist. Demgemäß werden
die ASK-modulierten Signale, wie sie durch ein Bezugszeichen Q2 bezeichnet
sind, der Busleitung 3 überlagert
und dann zu der Masterstations-ECU 1 und anderen Slavestations-ECUs 2a und 2c zugeführt.
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Wenn
ein Signal, das ID3 anzeigt, von der Masterstations-ECU 1 ausgegeben
wird, werden die EIN- und AUS-Operationen des Übertragungsschalters 25 durchgeführt, wie
es durch ein Bezugszeichen P3 der 7F bezeichnet
ist, und die ASK-modulierten
Signale, die durch ein Bezugszeichen Q3 bezeichnet sind, werden
dann der Busleitung 3 überlagert
und folglich zu der Masterstations-ECU 1 und anderen Slavestations-ECUs 2a und 2b zugeführt.
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Auf
diese Weise kann eine Datenübertragung
unter Verwendung einer ASK-Modulation zwischen der Masterstations-ECU 1 und
den Slavestations-ECUs 2a bis 2c aufgebaut werden.
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Wie
es oben beschrieben ist, ist bei der ASK-Kommunikationsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel
die Busleitung 3 zum Verbinden der Masterstations-ECU 1 mit
den Slavestations-ECUs 2a bis 2c auch mit dem
Trägersignalgenerator 31 verbunden,
und Trägersignale,
die daraus ausgegeben werden, werden zu allen Zeiten der Busleitung 3 überlagert.
Wenn Daten von der Masterstations-ECU 1 übertragen werden, wird der Übertragungsschalter 15 EIN-
und AUS-geschaltet, um eine ASK-Modulation von Trägersignalen
auf der Busleitung 3 zu verursachen. Demgemäß kann jede
der Slavestations-ECUs 2a bis 2c Übertragungsdaten empfangen,
die basierend auf ASK bei der Masterstations-ECU 1 moduliert
sind.
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Weiterhin
werden dann, wenn Daten von den Slavestations-ECUs 2a bis 2c übertragen
werden, genau wie in dem Fall der Masterstations-ECU 1 Trägersignale,
die der Busleitung 3 überlagert
sind, basierend auf ASK durch die EIN- und AUS-Operationen des Übertragungsschalters 25 in
einer der Slavestations-ECUs 2a bis 2c moduliert,
was der ID entspricht, die durch die Masterstations-ECU 1 bezeichnet
ist. Daher können
andere Slavestations-ECUs und die Masterstations-ECU 1 Daten
von der Übertragungsquellen-Slavestation empfangen.
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Bei
einer solchen Konfiguration, wie sie oben beschrieben ist, hat nur
der Trägersignalgenerator 31 die
Oszillatorschaltung 33 (3) zum Erzeugen
von Trägersignalen
und müssen
die ECUs 1 und 2a bis 2c keine solche
Oszillatorschaltung haben, was zu einer vereinfachten Schaltung
von jeder der ECUs 1 und 2a bis 2c führt und
auch die Kosten dafür
reduziert, weil teure Oszillatorschaltungen nicht nötig sind.
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Im
Vergleich zwischen der Masterstations-ECU 1 und den Slavestations-ECUs 2a bis 2c gibt
es nur einen Unterschied diesbezüglich,
dass die Masterstations-ECU 1 eine Steuerung zum Bestimmen
einer Übertragungsquellen-ECU
durchführt,
und die Schaltungskonfigurationen bei ihnen sind gleich. Daher können dieselben
Schaltungen für
sowohl die Masterstations-ECU 1 als
auch die Slavestations-ECUs 2a bis 2c verwendet
werden, so dass die Anzahl von Schaltungstypen reduziert werden
kann. Demgemäß wird die
Ausführbarkeit
während
eines Zusammenbauens sowie eine Wartungsfähigkeit erhöht.
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Weiterhin
kann deshalb, weil Trägersignale immer
der Busleitung 3 überlagert
werden, eine äußerst genaue
und ' stabile PLL-Regelung
durchgeführt
werden, um dadurch die Kommunikationsqualität zu erhöhen.
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Modifizierte
Ausführungsbeispiele
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Die 14A und 14B sind
erklärende Diagramme,
die die Konfiguration der Slavestations-ECU 2a in ihrem
Modifikationsbeispiel zeigen, und 14A ist
ein Blockdiagramm und 14B ist ein
Schaltungsdiagramm davon.
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Die
Slavestations-ECU 2a ist mit einem Impedanzelement 27 parallel
zu dem Übertragungsschalter 25 versehen
und ist weiterhin mit einem Regler 26 an der Verbindungsstelle
des Übertragungsschalters 25 und
der Signaldämpfungseinheit 21 versehen.
Wie es in 14B gezeigt ist, ist das Impedanzelement 27 eine
Parallelschaltung aus einer Spule und einem Kondensator.
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Gemäß dieser
Konfiguration wird die Energieversorgungsspannung, die von der Busleitung 3 zugeführt wird,
welche als Energieversorgungsleitung fungiert, zum Regler 26 zugeführt, nachdem Hochfrequenzsignale,
die zur ASK-Kommunikation verwendet sind, durch das Impedanzelement 27 eliminiert
sind. Daher wandelt der Regler 26 eine über die Energieversorgungsleitung
zugeführte
Spannung (wie beispielsweise 12 V) in eine Spannung (wie beispielsweise
5 V) um, die zum Antreiben der ECU und einer Last verwendet wird,
und diese umgewandelte Spannung kann zum Antreiben einer Last verwendet werden.
Zusätzlich
können
der Busleitung 3 überlagerte
Trägersignale
basierend auf ASK durch die EIN- und AUS-Operationen des Übertragungsschalters 25 moduliert
werden.
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Das
Impedanzelement 27 ist nicht auf die oben beschriebene
Parallelschaltung aus einer Spule und einem Kondensator beschränkt, und
der gleiche Effekt kann erhalten werden, wenn eine in 15A gezeigte Spule, ein in 15B gezeigtes Ferritkügelchen,
ein 15C gezeigter Widerstand, eine
in 15D gezeigte Parallelschaltung aus einem Ferritkügelchen
und einem Kondensator, eine in 15E gezeigte
Reihenschaltung au einem Widerstand und einer Spule oder die Kombinationen
davon verwendet werden. Der gleiche Effekt kann erhalten werden,
wenn Schaltungen verwendet werden, die andere als die obigen sind,
welche eine niedrige Impedanz bei einer Trägerfrequenz zeigen.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Als
Nächstes
wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Die 9 und 10 sind
ein Blockdiagramm bzw. ein Schaltungsdiagramm, die die Konfiguration
einer ASK-Kommunikationsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen. Wie es in den 9 und 10 gezeigt
ist, enthält
die ASK-Kommunikationsvorrichtung eine Sender-ECU (eine Sendestation) 5, eine
Empfänger-ECU
(eine Empfangsstation) 6 und eine Trägersignalerzeugungs-ECU 7,
von welchem alle über
eine Energieversorgungsleitung miteinander verbunden sind. Wie bei
dem vorangehenden ersten Ausführungsbeispiel
wird eine Technik zum Überlagern
von Kommunikationssignalen der Energieversorgungsleitung verwendet,
und daher dient die Energieversorgungsleitung als Busleitung 3.
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Die
Trägersignalerzeugungs-ECU 7 enthält einen
Trägersignalgenerator 71 zum Überlagern
von Trägersignalen
der Busleitung 3 und der Trägersignalgenerator 71 hat
eine Oszillatorschaltung 72 (10) zum
Erzeugen eines Trägersignals
bei einer vorbestimmten Frequenz.
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Die
Sender-ECU 5 enthält
einen Modulator 55, der eine ASK-Modulation über die Busleitung 3 erreicht,
wie es in 10 gezeigt ist. Spezifischer enthält die Sender-ECU 5 eine
Signaldämpfungseinheit 51,
die zwischen einer +B-Leitung und einer Erdungsleitung der Energieversorgungsleitung
(Busleitung 3) vorgesehen ist, und einen Übertragungsschalter 52,
der die Signaldämpfungseinheit 51 zwischen
EIN- und AUS-Zuständen umschaltet.
Die Sender-ECU 5 enthält
weiterhin einen Übertragungssignalgenerator 53,
der ein Signal erzeugt, um zu der Empfänger-ECU 6 zugeführt zu werden,
und basierend auf dem Signal ein EIN/AUS-Anweisungssignal zum Übertragungsschalter 52 ausgibt.
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Die
Empfänger-ECU 6 enthält einen
Empfänger 62,
der von der Sender-ECU 5 gesendete ASK-modulierte Daten
empfängt
und die ASK-modulierten Daten demoduliert, ein Filter 61,
das Komponenten innerhalb eines unnötigen Frequenzbandes eliminiert,
und eine Steuerung 63, die den Empfänger 62 und eine Last
(nicht gezeigt), die mit der Empfänger-ECU 6 verbunden
ist, steuert bzw. regelt.
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Die 11A-11B sind erklärende Diagramme,
die Operationen des Übertragungsschalters 52 zeigen,
die dann durchgeführt
werden, wenn Daten von der Sender-ECU 5 zu der Empfänger-ECU 6 gesendet
werden. 11A stellt den Fall dar, in welchem "1" dargestellt ist. Wie es in 11A gezeigt ist, wird dann, wenn der Übertragungsschalter 52 AUS-geschaltet
ist, die Amplitude SA' von
Trägersignalen,
die von dem in 9 gezeigten Trägersignalgenerator 71 ausgegeben
und der Busleitung 3 gelagert sind, beibehalten, so dass "1" dargestellt werden kann.
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11B stellt den Fall dar, in welchem "0" dargestellt ist. Wenn der Übertragungsschalter 52 EIN-geschaltet
wird, werden die +B-Leitung und die Erdungsleitung über die
Signaldämpfungseinheit 51 miteinander
verbunden und somit werden Trägersignale,
die von dem Trägersignalgenerator 71 ausgegeben
und der Busleitung 3 überlagert
sind, gedämpft,
so dass eine kleine Amplitude SB' erhalten wird.
Daher kann folglich "0" dargestellt werden.
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Das
bedeutet, dass die Sender-ECU 5, ohne dass sie eine Oszillatorschaltung
zum Erzeugen von Trägersignalen
und eine Sendereinrichtung zum Modulieren der Trägersignale durch ASK zum Ausgeben von
ihnen zur Busleitung 3 hat, die ASK-modulierten Signale durch die EIN- und
AUS-Operationen des Übertragungsschalters 52 zu
der Empfänger-ECU 6 senden
kann.
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12 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der ASK-Kommunikationsvorrichtung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
zeigt, und stellt die Konfiguration zum Übertragen eines Motorgeschwindigkeitssignals,
das durch einen in einem Kraftfahrzeug vorgesehenen Motorgeschwindigkeitssensor 8 erfasst
ist, zu einem Kombinations-Messgerät 9 über die
Energieversorgungsleitung (Busleitung 3) dar.
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Wie
es in 12 gezeigt ist, sind der Motorgeschwindigkeitssensor 8 und
das Kombinations-Messgerät 9 über die
Busleitung 3 miteinander verbunden, und die Busleitung 3 ist
auch mit einem Trägersignalgenerator 95 verbunden,
der in einer Motor-ECU 10 vorgesehen ist, so dass Trägersignale,
die vom Trägersignalgenerator 95 ausgegeben sind,
der Busleitung 3 überlagert
werden.
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Der
Motorgeschwindigkeitssensor 8 enthält einen Geschwindigkeitserfassungssensor 83,
der die Anzahl von Motorumdrehungen erfasst und ein Erfassungssignal
ausgibt, und einen Modulator 85 mit einem Übertragungsschalter 82 und
einer Signaldämpfungseinheit 81.
Das Kombinations-Messgerät 9 enthält ein Filter 91,
einen Empfänger 92 und
eine Steuerung 93.
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Mit
dieser Konfiguration wird ein durch den Geschwindigkeitserfassungssensor 83 erfasstes
Motorgeschwindigkeitssignal als ein Signal, das "1" oder "0" anzeigt, zum Übertragungsschalter 82 ausgegeben,
und synchron zu diesem Signal wird der Übertragungsschalter 82 EIN/AUS-geschaltet, was eine ASK-Modulation
von Trägersignalen
veranlasst, die der Busleitung 3 überlagert sind. Die ASK-modulierten Daten
werden zu dem Kombinations-Messgerät gesendet und somit kann das
Kombinations-Messgerät 9 das
Motorgeschwindigkeitssignal durch Demodulieren der empfangenen ASK-modulierten
Daten erhalten.
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Die 13A bis 13D sind
Zeitdiagramme eines Sendens und Empfangens von Daten von jeder der
Motor-ECU 10, dem Motorgeschwindigkeitssensor 8 und
dem Kombinations-Messgerät 9, die
in 12 gezeigt sind. Unter Bezugnahme auf die 13A bis 13D wird
der Betrieb der ASK-Kommunikationsvorrichtung
gemäß diesem Ausführungsbeispiel
beschrieben werden.
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13A zeigt Änderungen
bezüglich
der Amplitude von Trägersignalen,
die der +B-Leitung der Busleitung 3 überlagert sind, 13B zeigt Trägersignale,
die von der Motor-ECU 10 ausgegeben sind, das heißt von dem
Trägersignalgenerator 95, 13C zeigt eine Übertragungszeitgabe des Motorgeschwindigkeitssensors 8 und 13D zeigt eine Empfangszeitgabe des Kombinations-Messgeräts 9.
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Wie
es in 13B gezeigt ist, überlagert
der Trägersignalgenerator 95 der
Motor-ECU 10 zu allen Zeiten Trägersignale der Busleitung 3.
Wenn ein Signal von "1" oder "0", das die Anzahl von Motorumdrehungen
anzeigt, von dem Geschwindigkeitserfassungssensor 83 des
Motorgeschwindigkeitssensors 8 ausgegeben wird, wird der Übertragungsschalter 82 synchron
zu dem Signal EIN- oder AUS-geschaltet.
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Wenn
der Übertragungsschalter 82 im AUS-Zustand
ist, werden der Busleitung 3 überlagerte Trägersignale
nicht gedämpft,
aber dann, wenn der Übertragungsschalter
im EIN-Zustand ist, werden zwei elektrische Drähte der Busleitung (d.h. die +B-Leitung und die Erdungsleitung,
die die Energieversorgungsleitung bilden) über die Signaldämpfungseinheit 81 miteinander
verbunden, und folglich werden die Trägersignale gedämpft. Das
bedeutet, dass, wie es durch ein Bezugszeichen Q11 der 13A bezeichnet ist, die Amplitude der Trägersignale
auf der Busleitung 3 gedämpft wird, während der Übertragungsschalter 82 im
EIN-Zustand ist, wie es durch ein Bezugszeichen P11 der 13C bezeichnet ist.
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Daher
veranlassen die EIN/AUS-Operationen des Übertragungsschalters 82 eine
ASK-Modulation von Trägersignalen,
und dann werden die modulierten Signale durch das Kombinations-Messgerät 9 empfangen,
welchem eine ASK-Demodulation beim
Empfänger 92 folgt.
Demgemäß können Daten der
Anzahl von Motorumdrehungen durch das Kombinations-Messgerät 9 erhalten
werden.
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Auf
diese Weise kann eine Datenkommunikation unter Verwendung einer
ASK-Modulation zwischen dem Motorgeschwindigkeitssensor 8,
der als Sender-ECU betrieben wird, und dem Kombinations-Messgerät 9,
das als Empfänger-ECU
betrieben wird, aufgebaut werden.
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Wie
es oben beschrieben ist, ist bei der ASK-Kommunikationsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel
die Busleitung 3 zum Verbinden der Sender-ECU 5 (siehe 9)
und der Empfänger-ECU 6 miteinander
auch mit dem Trägersignalgenerator 71 verbunden,
der Trägersignale
der Busleitung 3 zu allen Zeiten überlagern. Wenn Daten von der
Sender-ECU 5 gesendet werden, wird der Übertragungsschalter 52 EIN-
und AUS-geschaltet, um eine ASK-Modulation von Trägersignalen
zu veranlassen, die der Busleitung 3 überlagert sind. Die Empfänger-ECU 6 kann
die Übertragungsdaten empfangen,
die basierend auf ASK bei der Sender-ECU 5 moduliert sind.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
werden Trägersignale
von der Oszillatorschaltung 72, die im Trägersignalgenerator 71 vorgesehen
ist, ausgegeben, und weder die Sender-ECU 5, noch die Empfänger-ECU 6 hat
eine solche Oszillatorschaltung. Die Schaltungen können demgemäß kleiner
bemaßt
werden, und die Kosten dafür
können
reduziert werden.
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Weiterhin
wird, wie es in 12 gezeigt ist, die ASK-Kommunikationsvorrichtung
für eine
Einweg-Kommunikation von dem Motorgeschwindigkeitssensor 8 zu
dem Kombinations-Messgerät 9 verwendet.
Daher muss die Datensendeseite des Motorgeschwindigkeitssensors 8 darin
keinen Empfänger haben,
und muss die Datenempfangsseite des Kombinations-Messgeräts 9 darin
keinen Modulator 85 als Sendereinrichtung haben, was bedeutet,
den Übertragungsschalter
und die Signaldämpfungseinheit.
Dies kann die Größe einer
Schaltung weiter reduzieren, was zu einer Kostenreduzierung führt.
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Während die
ASK-Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit
den gezeigten und diskutierten bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben
worden ist, ist es zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung
nicht darauf beschränkt
ist, und dass jede Komponente durch irgendeine andere Komponente
mit derselben Funktion ersetzbar ist.
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Beispielsweise
haben die vorangehenden Ausführungsbeispiele
den Fall behandelt, bei welchem die ASK-Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung zur Kommunikation zwischen ECUs verwendet wird, die in
einem Kraftfahrzeug vorgesehen sind. Die vorliegende Erfindung ist
jedoch nicht darauf beschränkt
und ist auf andere Typen von Kommunikationen anwendbar.
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Weiterhin
ist, während
die vorangehenden Ausführungsbeispiele
den Fall behandelt haben, bei welchem eine Energieversorgungsleitung
als die Busleitung 3 zum Verbinden der ECUs miteinander verwendet
wird, die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt und
ist auf den Fall anwendbar, bei welchem ein elektrischer Draht,
der für eine Busleitung
spezifiziert ist, zum Aufbauen einer Kommunikation verwendet wird.
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Vorteile der
Erfindung
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Gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Trägersignalgenerator mit einer Busleitung
verbunden, um Kommunikationsstationen miteinander zu verbinden,
und werden von dem Trägersignalgenerator
ausgegebene Trägersignale
der Busleitung überlagert.
Eine Sendequellen-Kommunikationsstation
steuert eine Dämpfung
und eine Nichtdämpfung
der Trägersignale
durch Steuern einer Dämpfungseinheit,
die als Modulator betreibbar ist, um dadurch eine ASK-Modulation
von diesen Trägersignalen
zu veranlassen. Andere Kommunikationsstationen empfangen und demodulieren
die ASK-modulierten Daten, um von der Sendequellen-Kommunikationsstation
gesendete Daten zu erhalten. Auf diese Weise kann eine Kommunikation
zwischen Kommunikationsstationen unter Verwendung eines ASK-Schemas
gesichert erreicht werden.
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Nur
der Trägersignalgenerator
hat eine Oszillatorschaltung zum Ausgeben von Trägersignalen, und die Kommunikationsstationen
haben jeweils keine solche teure Oszillatorschaltung, wie einen
Kristalloszillator, einen Keramikoszillator und eine PLL-Schaltung.
Demgemäß ist die
Schaltung kleiner bemaßt
und kann eine Kostenreduzierung durchgeführt werden.
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Weiterhin
lässt deshalb,
weil die Dämpfungseinheit
einen Übertragungsschalter
und ein Impedanzelement, das als Dämpfungseinheit betreibbar ist, hat,
eine bemerkenswert einfache Technik, wie beispielsweise EIN/AUS-Operationen
des Übertragungsschalters,
die Steuerung bzw. Regelung einer Dämpfung und einer Nichtdämpfung von
Trägersignalen
zu, um dadurch eine stabile Regelung zu erreichen.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Trägersignalgenerator mit einer Busleitung
verbunden, um eine Sendestation und eine Empfangsstation miteinander
zu verbinden, und von dem Trägersignalgenerator
ausgegebene Trägersignale
werden der Busleitung überlagert.
Die Sendestation steuert bzw. regelt dann eine Dämpfung und eine Nichtdämpfung der
Trägersignale durch
Betätigen
einer Dämpfungseinheit,
um eine ASK-Modulation der Trägersignale
zu veranlassen. Die Empfangsstation empfängt und demoduliert die ASK-modulierten
Daten, um dadurch von der Sendestation gesendete Daten zu erhalten.
Auf diese Weise kann ein Datentransfer von der Sendestation zu der
Empfangsstation mit hoher Zuverlässigkeit
erreicht werden.
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Nur
der Trägersignalgenerator
hat darin eine Oszillatorschaltung zum Ausgeben von Trägersignalen,
und weder die Sendestation, noch die Empfangsstation hat eine solche
teure Oszillatorschaltung, wie einen Kristalloszillator, einen Keramikoszillator
und eine PLL-Schaltung,
so dass die Schaltungsgröße reduziert
ist, um dadurch zu einer Kostenreduzierung zu führen.
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Weiterhin
kann deshalb, weil die Dämpfungseinheit
einen Übertragungsschalter
und eine Dämpfungseinheit
hat, die Steuerung einer Dämpfung
und einer Nichtdämpfung
der Trägersignale durch
eine bemerkenswert einfache Technik, wie beispielsweise eine EIN/AUS-Steuerung
des Übertragungsschalters,
durchgeführt
werden, so dass eine stabile Steuerung bzw. Regelung erreicht werden kann.
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Weiterhin
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Energieversorgungsleitung zur Energieversorgungsspannungszufuhr
für eine
Busleitung zur Kommunikation verwendet, was eine ASK-Kommunikation
ohne eine spezifizierte Leitung ermöglicht und auch die Schaltungskonfiguration
vereinfacht.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
ASK-Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist insbesondere
zum Reduzieren der Vorrichtungsgröße bei einer Datenkommunikation
zwischen ECUs nützlich,
die in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sind.
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Obwohl
die Erfindung oben durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf
die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Modifikationen
und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden Fachleuten
auf dem Gebiet angesichts der Lehren einfallen. Der Schutzumfang
der Erfindung ist in Bezug auf die folgenden Ansprüche definiert.