DE102005035843A1

DE102005035843A1 - CAN-Bus-Interface, System und Verfahren zur Anbindung von Zusatzkomponenten an ein CAN-Bussystem

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Publication number: DE102005035843A1
Application number: DE200510035843
Authority: DE
Inventors: Tadeusz Szymon Rapala; Dariusz Sarna
Original assignee: AUDIOTECHNIK DIETZ VERTRIEBS G; AUDIOTECHNIK DIETZ VERTRIEBS-GMBH
Current assignee: AUDIOTECHNIK DIETZ VERTRIEBS G; AUDIOTECHNIK DIETZ VERTRIEBS-GMBH
Priority date: 2005-07-30
Filing date: 2005-07-30
Publication date: 2007-02-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein CAN-Bus-Interface (2) zur Anbindung einer Zusatzkomponente (4) an ein CAN-Bussystem (5) sowie ein System mit wenigstens einem derartigen CAN-Bus-Interface (2) und wenigstens einem Kennwertgeber (6, 8) mit wenigstens einem Kennwert (70), wobei die jeweilig anzuschließende Zusatzkomponente (4) und/oder die Funktionalität des CAN-Bus-Interfaces (4) durch wenigstens einen vorgebbaren Kennwert (70) bestimmt sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anbindung einer Zusatzkomponente (4) an ein CAN-Bussystem (5), wobei ein komponentenspezifischer Kennwert (70) und/oder eine Kennwertekombination erfasst, eine kennwertspezifische Identifizierung der jeweiligen Zusatzkomponente und/oder eine Analyse und kennwertspezifische Verarbeitung über den CAN-Bus (5) ausgetauschter Datenpakete (72) vorgenommen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein CAN-Bus-Intertace, ein System sowie ein Verfahren zur Anbindung von Zusatzkomponenten, insbesondere von Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten ohne eigene CAN-Busschnittstelle, an ein CAN-Bussystem, insbesondere an den CAN-Bus eines Fahrzeuges.

Aus der Kraftfahrzeugtechnik sind CAN-BUS-Interfaces – nachfolgend CBI genannt – zum Auslesen des Geschwindigkeitsimpulses oder zum Anschluss von Navigationssystemen bekannt, die teilweise bereits als sogenannte „zweite Generation", vertrieben werden. 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.

Um CBIs aufzubauen, liegt es nahe, diese mit digitalen Prozessoren, beispielsweise in Form von Mikroprozessoren oder in programmierbarer Logik (PLC), 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 entsprechenden Identifier im digitalen Prozessor erkennen, die in Frage kommenden Datenpakete empfangen, auswerten und der anzuschließenden Komponente die erforderlichen Signale zur Verfügung stellen.

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 jedoch vergleichsweise aufwändig und daher eher ungünstig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vereinfachte Möglichkeit zur Anbindung von Zusatzkomponenten ohne eigene CAN-Busschnittstelle an das CAN-Bussystem eines Kraftfahrzeuges anzugeben, wobei insbesondere auf einen aufwändigen Umbau oder eine Umprogrammierung der jeweiligen Komponente verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein CAN-Bus-Interface zur Anbindung von Zusatzkomponenten, insbesondere von Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten ohne eigene CAN-Busschnittstelle, an ein CAN-Bussystem mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des CAN-Bus-Interface, ein System mit CAN-Bus-Interface sowie ein Verfahren zur Anbindung von Zusatzkomponenten an ein CAN-Bussystem sind in weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung angegeben.

Das CAN-Bus-Interface zur Anbindung einer Zusatzkomponente an ein CAN-Bussystem,insbesondere eine Zusatzkomponente ohne eigene CAN-Busschnittstelle zeichnet sich dadurch aus, dass die jeweilig anzuschließende Zusatzkomponente und/oder die Funktionalität des CAN-Bus-Intertace durch wenigstens einen vorgebbaren Kennwert bestimmbar sind.

Das System zur Anbindung von Zusatzkomponenten, insbesondere von Bild- und Tonausgabegeräten, wie beispielsweise von Radio- und/oder Navigationsgeräten, aber auch von DVD-Spielern oder DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)-Tunern, an ein CAN-Bussystem, insbesondere das CAN-Bussystem eines Fahrzeuges, umfasst dabei wenigstens ein CAN-Bus-Interface zur Analyse und Weiterverarbeitung über den CAN-Bus ausgetauschter Datenpakete sowie wenigstens einen Kennwertgeber mit wenigstens einem komponentenspezifischen Kennwert, wobei der wenigstens eine Kennwertgeber mit dem CAN-Bus-Interface derart zusammenwirkt, dass durch den wenigstens einen Kennwertgeber eine kennwertspezifische Funktionalität des CAN-Bus-Interface bewirkt ist.

Als Kennwertgeber ist dabei beispielsweise ein elektrischer Widerstand mit vorbestimmtem Widerstandswert, eine Spannungsquelle mit vorbestimmter Spannung, ein Kondensator mit vorbestimmter Kapazität, ein Schwingquarz mit vorbestimmter Frequenz und/oder ein anderes elektrisches oder elektronisches Bauelement mit erfassbarem Kennwert, beispielsweise eine vorbestimmte elektrische und/oder physikalische Größe einsetzbar.

Auch ein anderes elektronisches Bauelement, beispielsweise ein Mikrochip oder Speicherchip auf einer Chipkarte, in dem ein entsprechender Kennwert, wobei es sich um einen Zahlenwert, eine Zahlen-Ziffern-Kombination, eine digitale Signatur oder ähnliches handeln kann, gespeichert ist, ist als Kennwertgeber vorteilhaft einsetzbar.

Beim Verfahren zur Anbindung von Zusatzkomponenten, insbesondere von Bild- und Tonausgabegeräten, wie beispielsweise von Radio- und/oder Navigationsgeräten, aber auch von DVD-Spielern oder DVBT-Tunern, an ein CAN-Bussystem, wird ein komponentenspezifischer Kennwert und/oder eine Kennwertekombination erfasst, eine kennwertspezifische Identifizierung der jeweiligen Zusatzkomponente und/oder eine Analyse und kennwertspezifische Verarbeitung über den CAN-Bus ausgetauschter Datenpakete vorgenommen.

Vorteilhaft kann die kennwertspezifische Verarbeitung bzw. Weiterverarbeitung dabei mittels einer, anhand eines komponentenspezifischen Kennwertes oder einer Kennwertekombination selektiv bestimmbaren Funktionalität des CAN-Bus-Interface bewirkt werden. Dabei ist bestimmbar, welche Datenpakete auf welche Art und Weise verarbeitet werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das CAN-Bus-Interface eine Verarbeitungseinheit zur Analyse und Verarbeitung über den Feldbus ausgetauschter Datenpakete, sowie zur Erfassung des durch den wenigstens einen Kennwertgeber vorgegebenen wenigstens einen komponentenspezifischen Kennwertes auf. Darüber hinaus weist das CAN-Bus-Interface noch wenigstens einen Informationsspeicher mit aufrufbar gespeicherten, kennwertspezifischen Informationen und/oder Funktionen und/oder ausführbaren Programmroutinen, sowie wenigstens eine Schnittstelle zur Anbindung an den jeweiligen CAN-Bus, zur Anbindung an die wenigstens eine Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponente, sowie zur Anbindung des wenigstens einen Kennwertgebers auf.

Die Verarbeitungseinheit kann dabei beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren und/oder einen oder mehrere „programmable logic controllers" (PLC) umfassen, das heißt, in programmierbarer Logik ausgebildet sein.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Systems mit CAN-Bus-Interface ist der Informationsspeicher als RAM (Random Access Memory) ausgebildet, wobei beispielsweise DRAM (Dynamic RAM), EDO (Extended Data-Out) DRAM, FC-RAM (Fast Cycle RAM), FPM (Fast Page Mode) DRAM, SDRAM ( Synchronous DRAM), RDRAM (Rambus DRAM), FeRAM oder MRAM einsetzbar sind. Auch ist der Informationsspeicher vorteilhaft in die Verarbeitungseinheit integrierbar, bei spielsweise als integrierter RAM-Speicher einer als Mikrocomputer ausgebildeten Verarbeitungseinheit.

Die Strom- oder Spannungsversorgung der Systemkomponenten kann dabei über die wenigstens eine Schnittstelle, insbesondere über den Feldbus, oder aber über eine separat vorsehbare Schnittstelle und/oder eine separate Strom-/Spannungsversorgung erfolgen.

Weiterhin ist vorteilhaft vorsehbar, dass, nach bestimmungsgemäßer Anbindung an den jeweiligen Feldbus und nach Anlegen einer entsprechenden Versorgungsspannung, die Verarbeitungseinheit des CAN-Bus-Interface selbsttätig die Art des jeweiligen Feldbussystems, beispielsweise CAN 2A (Standard Frame Format) oder CAN 2B (Extended Frame Format) und/oder die jeweilige Übertragungsgeschwindigkeit, beispielsweise 500, 83 oder 100 kb (Kilobyte), des jeweiligen Fahrzeugbusses beziehungsweise des Fahrzeuges, in dem es angeordnet ist, ermittelt.

Im Zusammenwirken mit dem Informationsspeicher bestimmt die Verarbeitungseinheit anhand der Art des ermittelten Feldbussystems und/oder anhand der jeweilig ermittelten Übertragungsgeschwindigkeit daraufhin den Fahrzeughersteller und/oder das Fahrzeugmodell.

Auch ist vorsehbar, dass vorgenannte Informationen, betreffend die Art des Feldbusses und/oder die Übertragungsrate bzw. -geschwindigkeit des Feldbussystems und den Fahrzeughersteller und/oder das Fahrzeugmodell, auch gesondert vorgebbar sind, beispielsweise über entsprechende Eingabemittel.

In einer weiteren Fortbildung der Erfindung bestimmt die Verarbeitungseinheit des CAN-Bus-Interface selbsttätig die ins jeweilige CAN-Feldbussystem eingebundenen bzw. dort angemeldeten Komponenten, das heißt, die als CAN-Knoten im CAN-Bussystem eines Kraftfahrzeugs angemeldeten Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten mit eigener CAN-Feldbusschnittstelle, wie beispielsweise Navigationssystem, Freisprecheinrichtung, Radio, MP3/CD/DVD-Player, Bordcomputer, Wegfahrsperre und/oder Multifunktionslenkrad.

Dafür werden die über den jeweiligen Feldbus ausgetauschten Datenpakete mittels der Verarbeitungseinheit des CAN-Bus-Interface abgehört beziehungsweise erfasst und analysiert. Die Analyseinformationen werden im Zusammenwirken mit dem Informationsspeicher und dort hinterlegten kennwertspezifischen Referenzinformationen, insbesondere Adressen und/oder Identifier, verglichen.

Als Informationen werden dabei jedwede, sowohl digitale als auch analoge Daten und Informationen in speicherbarer Form erachtet.

Vorteilhaft ist dabei einer jeden Zusatzkomponente, insbesondere einer jeden Multimedia- sowie Fahrzeugkomponente, die über das CAN-Bus-Interface des Systems an den Feldbus des Fahrzeuges angebunden ist, wenigstens ein Kennwertgeber mit einem Kennwert oder mit einer Kennwertekombination derart zugeordnet, dass eine eindeutige Identifikation der jeweiligen Zusatzkomponente bewirkt ist.

Jedem spezifischen Kennwert und jeder spezifischen Kennwertekombination ist wiederum eine vorbestimmte Funktionalität der Verarbeitungseinheit beziehungsweise des CAN-Bus-interface zugeordnet, wobei eine Funktionalität aus einer oder mehreren einzelnen Funktionen und/oder Programmroutinen bestehen kann, die im Zusammenwirken mit dem Informationsspeicher von der Verarbeitungseinheit selektiv aufrufbar und ausführbar sind.

Wird beispielsweise einer der im Informationsspeicher als Referenzinformation kennwertspezifisch abgelegten Identifier in einem ausgetauschten Datenpaket er kannt, so wird die im jeweiligen Datenpaket dem Identifier nachfolgende und/oder zugeordnete Nachricht oder Botschaft vom CAN-Bus-Interface bzw. von seiner Verarbeitungseinheit aufgerufen, eingelesen und dekodiert.

Im Zusammenwirken mit dem Informationsspeicher werden daraufhin eine oder mehrere dem Identifier und/oder der Nachricht und dem jeweiligen Kennwert bzw. der jeweiligen Kennwertekombination entsprechende Funktionen vom CAN-Bus-Interface bzw. von seiner Verarbeitungseinheit selektiv aufgerufen und ausgeführt.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die jeweilige Nachricht, gemäß ausgewählter Funktionalität, von der Verarbeitungseinheit für die jeweils angebundene bzw. angeschlossene Zusatzkomponente aufbereitet und dieser zur Umsetzung zugeführt bzw. zugeleitet.

Auf diese Weise kann über eingelesene Nachrichten und einen vorbestimmten Kennwert und/oder eine vorbestimmte Kennwertekombination, beispielsweise das Steuern eines DVB-T-Tuners, auch ohne eigene CAN-Feldbusschnittstelle, über die am Navigationsmonitor vorhandenen Tasten und damit eine Nutzung des vorhandenen Feldbusses ohne weiteren Umrüstungsaufwand bewirkt werden.

Sind mehrere Zusatzkomponenten über ein CAN-Bus-Interface an den CAN-Bus angeschlossen, so ist vorteilhaft vorsehbar, dass die Erkennung bzw. Erfassung des jeweiligen Kennwertes bzw. der jeweiligen Kennwertekombination auch eine Erkennung bzw. Erfassung der Anschlußverbindung der jeweiligen Zusatzkomponente beinhaltet, so dass jede Zusatzkomponente selektiv und zielgerichtet vom CAN-Bus-Interface ansprechbar ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann als Funktion beispielsweise das Wandeln eines vom Ausgabegerät kommenden Videosignals (FBAS-Signal) in ein RGB-Signal, mit externem wie auch moduliertem Synchronimpuls, vorgesehen sein, wobei das RGB-Signal von einem Bildmonitor verstanden und weiterverarbeitet werden kann. So können aktuelle Informationen über das Bildformat, beispielsweise PAL- oder NTSC-Norm, Seitenverhältnis 4:3 oder 16:9, Farbsättigung, Kontrast und/oder Helligkeit, erkannt und via beispielsweise CAN-Bus an den Monitor eines Navigationssystems übermittelt werden.

In den meisten Fällen wird als Bild- und Tonausgabegerät an dem Bus-Interface ein DVD-Player oder ein DVB-T-Tuner betrieben. Es ist jedoch ebenso möglich, weitere Geräte, wie eine Rückfahrkamera, einen MP3-Player oder sonstige Multimediakomponenten, anzuschließen und über den wenigstens einen Kennwertgeber zu kodieren.

Die jeweiligen spezifischen Zuordnungen Kennwert-Identifier-Funktionalität und/oder Kennwert-Adresse-Funktionalität und/oder Kennwert-Nachricht-Funktionalität sind dabei vorteilhaft auf dem Informationsspeicher abrufbar gespeichert.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorteilhaft vorgesehen, den Kennwertgeber zyklisch anzusteuern beziehungsweise abzufragen und/oder auszulesen und bezüglich seines, die Funktionalität des CAN-Bus-Interface prägenden, wenigstens einen Kennwertes, beispielsweise ein Spannungswert, ein Stromwert und/oder ein Widerstandswert, zu überprüfen.

Auf diese Weise kann die jeweilige Multimediakomponente und/oder Fahrzeugkomponente ausgetauscht werden, ohne das System spannungslos machen zu müssen, beziehungsweise ohne direkten Eingriff in das Feldbussystem.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besitzt das CAN-Bus-Interface (CBI) beziehungsweise dessen Verarbeitungseinheit die Funktionalität, analoge Signale aufzunehmen, abzugeben und/oder digitale Informationen in analoge Signale umzuwandeln und umgekehrt. So können gelesene Nachrichten – wie beispielsweise Informationen über Zündung, Beleuchtung, Fahrgeschwindigkeit, Rückwärtsgang, Telefonstummschaltung oder Multifunktionslenkrad – in analoge Signale gewandelt und der jeweiligen Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponente zur Verfügung gestellt werden.

Entsprechend sind für das CAN-Bus-Interface, beziehungsweise die wenigstens eine Schnittstelle, mehrere analoge Eingänge vorsehbar, so dass analoge Signale, wie beispielsweise die Telefonstummschaltung einer nachgerüsteten Freisprecheinrichtung, in beispielsweise CAN-Nachrichten umgewandelt und im CAN-Bus ausgetauscht bzw. versendet werden können.

Besonders vorteilhaft ist es, als Kennwertgeber, von dessen Kennwert ein einzustellendes Merkmal und/oder eine Funktionalität, wie beispielsweise der vorgesehene Typ und/oder die Art der anzuschließenden Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponente, abhängt, einen Widerstand mit einem aus einer Normreihe E12 oder E24 gewählten Widerstandswert vorzusehen.

Eine Erweiterung der Möglichkeiten ergibt sich durch Abfrage eines zusätzlichen Kennwertes, beispielsweise eines Phasenwinkels zur Bestimmung einer parallel zum Widerstand eingesetzten Kapazität, über dasselbe Anschlusspaar und/oder die Abfrage eines Kennwertes einer zusätzlichen Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponente über eine weitere Schnittstelle beziehungsweise Anschlussmöglichkeit.

Selbst für Komponenten, die über eine eigene CAN-Schnittstelle verfügen, kann ein Anschluss über ein entsprechendes CAN-Bus-Interface hilfreich sein, da die jeweiligen Komponenten als für den Fahrzeugbus, insbesondere den CAN-Bus unsichtbar betrieben werden können und damit auch von fahrzeugeigener Diagnosesoftware nicht erkennbar sein müssen.

Hilfreich ist es auch, dass über die komponentenseitige Beschaltung des CAN-Bus-Interface, dieses in einen Servicemodus gebracht und so überprüft werden kann.

Günstige Ausgestaltungen des Bus-Interface verfügen als Schnittstelle über eine 14- oder 32-polige Anschlussverbindung, an die zum einen das Fahrzeug, zum anderen die Zusatzkomponenten wie Aufzeichnungsgeräte (Taxameter, Fahrtenbücher), Sicherheitssysteme (Alarmanlagen) und/oder Multimediakomponenten, angeschlossen werden können.

Vorteilhaft ist auch ein zweiter Kennwertgeber, beispielsweise ein weiterer Widerstand, vorsehbar, mit dem zusätzliche Merkmale und/oder Funktionen kodiert werden können, beispielsweise die Anwesenheitsdauer und/oder Identität des Fahrers des Kraftfahrzeugs.

Dazu ist es günstig, im komponentenseitigen Kabelsatz oder Kabelbaum, beziehungsweise in der Verkabelung zwischen CAN-Bus-Interface und Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponente eine dafür passende Anschlußmöglichkeit, beispielsweise in Form einer oder mehrerer Buchsen und/oder Steckverbindungen, vorzusehen.

In einer Weiterbildung des Systems ist vorteilhaft bei einer Anbindung von Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten an das Bus-Interface mittels, in aller Regel fahrzeug- und/oder herstellerspezifischem Kabelbaum, im jeweils zu verwendenden Kabelbaum bereits der zur Selektion der gewünschten Funktionalität erforderliche Kennwertgeber vorsehbar.

Die weitere Darlegung der Erfindung und vorteilhafter Ausgestaltungen erfolgt anhand von einigen Figuren und Ausführungsbeispielen.
Es zeigen
1: Beispielhaftes System mit CAN-Bus-Interface zur Anbindung von Zusatzkomponenten an ein CAN-Bussystem,
2: Weiteres beispielhaftes System mit CAN-Bus-Interface zur Anbindung von Zusatzkonponenten an ein CAN-Bussystem,
3: Blockschaltbild eines beispielhaften Systems zur Anbindung von Zusatzkomponenten an ein CAN-Bussystem,
4: Weiteres beispielhaftes System mit CAN-Bus-Interface zur Anbindung von Zusatzkomponenten an ein CAN-Bussystem,
5: Weiteres Blockschaltbild eines beispielhaften Systems zur Anbindung von Zusatzkomponenten an ein CAN-Bussystem,
6: Beispielhaftes Verfahren zur Anbindung von Zusatzkomponenten an ein CAN-Bussystem.
In 1 ist ein System 1 mit beispielhaft ausgebildetem CAN-Bus-Interface 2 zur Anbindung einer Zusatzkomponente 4 an ein CAN-Bussystem 5, insbesondere einer Zusatzkomponente ohne eigene CAN-Busschnittstelle, gezeigt, wobei die jeweilig anzuschließende Zusatzkomponente 4 und/oder die Funktionalität des CAN-Bus-Interface durch wenigstens einen vorgebbaren Kennwert wenigstens eines Kennwertgebers 6, 8 bestimmt sind.
Der wenigstens eine Kennwertgeber ist hier beispielhaft als elektrischer Widerstand 6 und/oder Widerstandsmatrix mit schaltbarem (veränderlichem) Widerstandswert 8 realisiert. Der wenigstens eine Kennwertgeber 6, 8 kann dabei vorteilhaft in oder am CAN-Bus-Interface 2 und/oder im Nahbereich der Zusatzkomponente, beispielsweise im oder am Steckverbinder einer Verbindungseinrichtung 9 zum Anschluß der jeweiligen Zusatzkomponente 4 an das CBI 2, angeordnet und angeschlossen sein.
Das CAN-Bus-Interface 2 führt eine fortlaufende oder zyklische Überwachung des wenigstens einen komponentenspezifischen Kennwertes durch, wodurch das Einfügen und/oder das Trennen und/oder das Auswechseln der Zusatzkomponente und demgemäß des Kennwertgebers bzw. des wenigstens einem Kennwerts unterstützt und erleichtert wird.
Bei den Zusatzkomponenten 4, hier beispielhaft ein DVB-T-Tuner, handelt es sich vorwiegend um Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten, insbesondere um Bild- und Tonausgabegeräte, wie Radio- und/oder Navigationsgeräte und/oder CD- und/oder DVD-Spieler und/oder DVB-T-Tuner und/oder MP3-Spieler.
Derartige Komponenten, insbesondere ein Radiogerät 5a, ein Multifunktionslenkrad 5b, ein Navigationssystem 5c, eine Freisprecheinrichtung 5d, sowie ein CD-Player 5e, mit jeweils eigener CAN-Busschnittstelle, sind hier als CAN-Knoten beispielhaft in das CAN-Bussystem an- bzw. eingebunden.
Das hier gezeigte CAN-Bus-Interface 2 umfasst eine Verarbeitungseinheit 10 zur Analyse und Verarbeitung über den Feldbus 5 ausgetauschter Datenpakete sowie zur Erfassung des wenigstens einen komponentenspezifischen Kennwertes, wenigstens einen Informationsspeicher 12 mit aufrufbar gespeicherten, kennwertspezifischen Funktionen und/oder Programmroutinen und/oder Referenzinformationen, sowie wenigstens eine Schnittstelle 14 zur Anbindung an den jeweiligen CAN-Bus sowie zur Anbindung an die wenigstens eine Zusatzkomponente aufweist.
Die Verarbeitungseinheit 10 weist dabei einen Mikroprozessor 16 auf und wirkt mit dem Informationsspeicher 12 sowie der Schnittstelle 14 in geeigneter Weise zusammen.
In 2 ist eine weitere Ausgestaltung eines Systems zum Anschluss von Zusatzkomponenten 4, insbesondere von zusätzlichen Komponenten ohne eigene geeignete Feldbusschnittstelle, an einen CAN-Bus gezeigt. Das System umfasst ein CAN-Bus-Interface 2, welches über den CAN-Bus 5 des Kraftfahrzeugs mit einer Bildschirmnavigationseinheit 20, mit ihrem Navigationsmonitor 22 und über einen Multimediabus (Audio, Video) 24, beispielsweise einen FBAS-, S-VHS-, Hoside- oder YUV-Bus, mit einem Bild- und Tonausgabegerät 25 verbunden. Die Stromversorgung des Systems ist in 3 nicht explizit dargestellt, erfolgt jedoch über die Fahrzeugelektrik.
An das CAN-Bus-Interface 2 ist der ein seine Funktion bestimmendes Merkmal aufweisende wirksame elektrische Widerstand 6 als Kennwertgeber angeschlossen. Bedientasten 3 können für den Betrieb des Systems genutzt werden, und zwar sowohl die in der Bildschirmnavigationseinheit 21 befindlichen über den CAN-Bus als auch die im Bild- und Tonausgabegerät 24 befindlichen über den Multimediabus 28.
In 3 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaft ausgestalteten Systems mit CAN-Bus-Interface 2 zur Anbindung einer Zusatzkomponente 4, insbesondere einer Multimediakomponente, an ein CAN-Bussystem gezeigt. Das System umfasst einen 14-poligen Steckverbinder 33, über weichen das Kraftfahrzeug mit seinem CAN-Bus 5 und der durch sein durch das CBI 2 vermessenes, eine Funktion bestimmendes Merkmal wirksame elektrische Widerstand 6 mit dem CBI verbunden sind, sowie einen Steckverbinder 32, an dem das Bild- und Tonausgabegerät angeschlossen und vermittels des CBI 2 mit dem CAN-Bus 5 verbunden ist.
Das CAN-Bus-Interface 2 weist eine Verarbeitungseinheit 10 mit zwei auf einer Leiterplatte angeordneten Mikrocomputern 34a, 34b mit integriertem Informationsspeicher auf, wovon der eine Mikrocomputer 34b über eine CAN-Schnittstellenschaltung 36 und den Steckverbinder 33 mit dem CAN-Bus 5 verbindbar ist.
Beide Mikrocomputer 34a, 34b sind miteinander verbunden. Über ihre I/O-Anschlüsse sind sie entweder direkt oder über digitale und analoge Treiberstufen indirekt mit den Steckverbindern 32 und 33 verbunden und können so dort anliegende Signale aufnehmen und dorthin digitale und analoge Signale abgeben. Es bleibt unbenommen, mehrere der Komponenten 34a, 34b und 36 oder auch alle in einem Mikrocomputer oder in einer Logikschaltung zusammenzufassen. Ebenso ist es möglich, für den Widerstand 6 einen eigenen Steckverbinder vorzusehen, der elektrisch den beiden in 3 benutzten Anschlüssen parallelgeschaltet sein kann, aber nicht muss.
In 4 ist ein beispielhaft ausgestaltetes System mit CAN-Bus-Interface (CBI) 2 zur Anbindung von Zusatzkomponenten 4 an ein CAN-Bussystem (Controller Area Network-Bussystem) gezeigt. Das System umfasst einen CBI 2, der über eine Schnittstelle 14 (nicht explizit angegeben) mit 32-poligen Steckverbinder 42 und eine Verbindungseinrichtung 9, beispielsweise ein entsprechender Kabelbaum oder Kabelsatz, sowohl mit einer Zusatzkomponente 4, insbesondere eine Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponente ohne eigene CAN-Busschnittstelle, über deren spezifische Steckverbindung 44 als auch mit dem Kraftfahrzeug 48 über dessen für CAN-Zusatzmodule vorgesehene CAN-Steckverbindung 46 verbunden ist. Die Stromversorgung der gesamten Anordnung erfolgt über einen dafür vorgesehenen Steckverbinder 47 des Kraftfahrzeugs 48, die der Zusatzkomponente 4 über deren Stromversorgungssteckverbinder 45 und die des CBI 2 mit über dessen Schnittstelle 14 mit Steckverbinder 32. In der Verbindungseinrichtung 9 ist der die Funktionalität des CBI 2 bestimmende, wirksame Widerstand 6 als Kennwertgeber bereits integriert. Über den zugänglichen Steckverbinder 50 kann ein zusätzlicher Kennwertgeber, beispielsweise ähnlich dem Widerstand 6 mit unterschiedlichem Widerstandswert, angeschlossen werden.
In 5 ist ein beispielhaftes Blockschaltbild eines Systems mit CBI 2 zur Anbindung einer Zusatzkomponente 4 an ein CAN-Bussystem 5 mit an seinem Steckverbinder 52 angeschlossenen, durch sein durch den CBI 2 vermessenes, eine Funktion des CBI 2 bestimmendes Merkmal wirksamen Widerstand 6 dargestellt. Der CBI 2 enthält auf einer Leiterplatte 55 zwei Mikrocomputer 52a, 52b, wovon der eine Mikrocomputer 52a über eine CAN-Schnittstellenschaltung 53 und den Steckverbinder 52 mit dem nicht dargestellten CAN-Bus 5 verbunden werden kann. Beide Mikrocomputer 52a, 52b sind miteinander verbunden. Über ihre I/O-Anschlüsse sind sie entweder direkt oder über digitale und analoge Treiberstufen 54 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 52a, 52b, 53 und 54 oder auch alle in einem Mikrocomputer oder in einer Logikschaltung zusammenzufassen. Ebenso ist es möglich, für den Widerstand 6 einen eigenen Steckverbinder vorzusehen, der elektrisch den beiden in 5 benutzten Anschlüssen parallelgeschaltet sein kann, aber nicht muss.
In 6 ist ein beispielhaftes Verfahren zur Anbindung einer Zusatzkomponente an ein CAN-Bussystem, insbesondere einer Zusatzkomponente ohne eigene CAN-Busschnittstelle, angegeben. Verfahrensgemäß werden dabei schrittweise ein komponentenspezifischer Kennwert und/oder eine Kennwertekombination erfasst, eine kennwertspezifische Identifizierung der jeweiligen Zusatzkomponente und eine Analyse und kennwertspezifische Verarbeitung über den CAN-Bus ausgetauschter Datenpakete vorgenommen.
In einem ersten vorbereitenden Schritt 64 werden zunächst automatisiert die Art des jeweiligen Feldbussystems und/oder die jeweiligen Übertragungsgeschwindigkeiten sowie darauf basierend der Fahrzeughersteller und/oder das Fahrzeugmodell ermittelt.
Alternativ können diese Informationen in einem anderen vorbereitenden Schritt 62 auch manuell eingegeben beziehungsweise erfasst werden.
Verfahrensgemäß werden in einem ersten Verfahrensschritt 66 automatisiert die jeweiligen ins CAN-Feldbussystem eingebundenen und dort angemeldeten Komponenten, insbesondere die als CAN-Knoten im CAN-Bussystem eines Kraftfahrzeugs angemeldeten Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten mit eigener CAN-Feldbusschnittstelle, ermittelt.
In einem zweiten Verfahrensschritt 68 wird eine Identifizierung der jeweiligen Zusatzkomponente durch Einlesen bzw. Überprüfen des wenigstens einen komponentenspezifischen Kennwertes 70 vorgenommen. Demgemäß wird eine Analyse über den CAN-Bus ausgetauschter Datenpakete 72 vorgenommen. Die ermittelten Analyseinformationen werden mit vorbestimmten kennwertspezifischen Informationen bzw. Referenzinformationen 74, insbesondere Adressen und/oder Identifier, verglichen und eine vergleichsabhängige Selektion zu verarbeitender Datenpakete 76 durchgeführt.
In einem dritten Schritt 80 werden die selektierten Datenpakete 76 kennwertspezifisch verarbeitet, indem im jeweils selektierten Datenpaket 76 die dem Identifier nachfolgende und/oder zugeordnete Nachricht oder Botschaft aufgerufen, eingelesen und dekodiert wird.
Weiterhin werden in einem Zwischenschritt 78 eine oder mehrere dem Identifier und/oder der Nachricht und dem jeweiligen Kennwert und/oder der jeweiligen Kennwertekombination entsprechende Funktionen und/oder Programmroutinen selektiv aufgerufen und ausgeführt.
Die jeweilige Nachricht wird mittels der selektiv aufgerufenen und ausgeführten Funktionen und/oder Programmroutinen im dritten Schritt 80 für die jeweils ange schlossene Zusatzkomponente 4 aufbereitet und die aufbereitete Nachricht 82 dieser zur Umsetzung zugeführt.

Claims

CAN-Bus-Interface (2) zur Anbindung einer Zusatzkomponente (4) an ein CAN-Bussystem (5), insbesondere eine Zusatzkomponente ohne eigene CAN-Busschnittstelle, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilig anzuschließende Zusatzkomponente (4) und/oder die Funktionalität des CAN-Bus-Interface (2) durch wenigstens einen vorgebbaren Kennwert (70) bestimmt sind.
CAN-Bus-Interface (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens einer Kennwert (70) der elektrische Widerstandswert und/oder der elektrische Spannungswert und/oder die Kapazität und/oder die Induktivität und/oder die Frequenz eines Bauelements oder einer Bauelementekombination eingesetzt ist.
CAN-Bus-Interface (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine fortlaufende oder zyklische Überwachung des wenigstens einen komponentenspezifischen Kennwertes (70) bewirkt ist, wodurch das Einfügen und/oder das Trennen und/oder das Auswechseln der Zusatzkomponente (4) unterstützt und erleichtert wird.
CAN-Bus-Interface (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Zusatzkomponenten (4) um Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten, insbesondere um Bild- und Tonausgabegeräte, wie Radio- und/oder Navigationsgeräte und/oder CD- und/oder DVD-Spieler und/oder DVB-T-Tuner und/oder MP3-Spieler handelt.
CAN-Bus-Interface (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das CAN-Bus-Interface eine Analyse und kennwertspezifische Verarbeitung von über den CAN-Bus (5) ausgetauschten Datenpaketen (72) bewirkt.
CAN-Bus-Interface (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das CAN-Bus-Interface (2) eine Verarbeitungseinheit (10) zur Analyse und Verarbeitung über den Feldbus (5) ausgetauschter Datenpakete (72) sowie zur Erfassung des wenigstens einen komponentenspezifischen Kennwertes (70) und/oder wenigstens einen Informationsspeicher (12) mit aufrufbar gespeicherten, kennwertspezifischen Funktionen und/oder Programmroutinen und/oder wenigstens eine Schnittstelle (14) zur Anbindung an den jeweiligen CAN-Bus (5) sowie zur Anbindung an die wenigstens eine Zusatzkomponente (4) aufweist.
CAN-Bus-Intertace (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (10) wenigstens einen Mikroprozessor und/oder wenigstens einen PLC aufweist.
CAN-Bus-Intertace (2) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsspeicher (12) als RAM, insbesondere als DRAM (Dynamic RAM), EDO (Extended Data-Out) DRAM, FC-RAM (Fast Cycle RAM), FPM (Fast Page Mode) DRAM, SDRAM (Synchronous DRAM), RDRAM (Rambus DRAM), FeRAM oder MRAM ausgebildet ist.
CAN-Bus-Intertace (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsspeicher (12) in die Verarbeitungseinheit (10) integriert ist.
CAN-Bus-Interface (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schnittstelle (14) dafür eingerichtet ist, das CAN-Bus-Interface (2) über einen Multimediabus (24), insbesondere einen FBAS-, S-VHS-, Hoside- oder YUV-Bus, mit einem Bild- und Tonausgabegerät zu verbinden.
CAN-Bus-Interface (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktualisierung oder ein Update der kennwertspezifischen Funktionen und/oder Programmroutinen vermittels an den CAN-Bus (5) angebundener Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten, insbesondere Komponenten mit eigener CAN-Busschnittstelle, durchführbar ist.
System mit wenigstens einem CAN-Bus-Interface (2) zur Anbindung einer Zusatzkomponente (4) an ein CAN-Bussystem (5), insbesondere eine Zusatzkomponente ohne eigene CAN-Busschnittstelle, gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kennwertgeber (6, 8) mit wenigstens einem Kennwert vorgesehen ist, der mit dem CAN-Bus-Interface (2) derart zusammenwirkt, das durch den wenigstens einen Kennwert (70) eine eindeutige Identifikation der jeweiligen Zusatzkomponente (4) und/oder eine Bestimmung der Funktionalität des CAN-Bus-Interfaces (2) bewirkt ist.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kennwertgeber (6, 8) als elektrisches oder elektronisches Bauelement und/oder Bauelementekombination mit wenigstens einem spezifischen Merkmal als Kennwert (70), insbesondere einem physikalischen und/oder elektrischen Merkmal, ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens ein Kennwertgeber (6, 8) als elektrischer Widerstand oder als Bauelement und/oder Bauelementekombination mit elektrischem Widerstand, als Spannungsquelle, als Kondensator oder als Schwingquarz ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungseinrichtung (9) vorgesehen ist, welche das CAN-Bus-Interface (2) mit dem CAN-Bus (5) sowie der wenigstens einen Zusatzkomponente (4) verbindet und den zur Identifizierung der jeweiligen Zusatzkomponente und/oder zur Festlegung der komponentenspezifischen Funktionalität vorgesehenen wenigstens einen Kennwertgeber aufnimmt.
System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (9) als Kabelbaum oder Kabelsatz mit Steckverbindern (42, 44, 46, 47) zum Anschluss des CAN-Bus-Interface an den CAN-Bus (5) sowie an die wenigstens eine Zusatzkomponente (4) ausgebildet ist und/oder wenigstens ein Steckverbinder als Kennwertgeber (6, 8) und/oder CAN-Bus-Interface (2) ausgebildet ist.
Verfahren zur Anbindung einer Zusatzkomponente (4) an ein CAN-Bussystem (5), insbesondere einer Zusatzkomponente ohne eigene CAN-Busschnittstelle, wobei ein komponentenspezifischer Kennwert (70) und/oder eine Kennwertekombination erfasst, eine kennwertspezifische Identifizierung der jeweiligen Zusatzkomponente durchgeführt und eine Analyse und kennwertspezifische Verarbeitung über den CAN-Bus (5) ausgetauschter Datenpakete (72) vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der komponentenspezifische Kennwert (70) und/oder die Kennwertekombination durch wenigstens einen Kennwertgeber (6, 8), insbesondere ein Bauelement und/oder Bauelementekombination mit wenigstens einem spezifischen physikalischen und/oder elektrischen Merkmal als Kennwert, bereitgestellt und vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass automatisiert die Art des jeweiligen Feldbussystems und/oder die jeweiligen Übertragungsgeschwindigkeiten sowie darauf basierend der Fahrzeughersteller und/oder das Fahrzeugmodell ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass automatisiert die jeweiligen ins CAN-Feldbussystem (5) eingebundenen und dort angemeldeten Komponenten (5a, 5b, 5c, 5d, 5e), insbesondere die als CAN-Knoten im CAN-Bussystem eines Kraftfahrzeugs angemeldeten Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten mit eigener CAN-Feldbusschnittstelle, ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Analyseinformationen mit vorbestimmten kennwertspezifischen Informationen, insbesondere Adressen und/oder Identifier, verglichen und eine vergleichsabhängige Selektion zu verarbeitender Datenpakete (76) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die im jeweils selektierten Datenpaket (76) dem Identifier nachfolgende und/oder zugeordnete Nachricht oder Botschaft aufgerufen, eingelesen und dekodiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere dem Identifier und/oder der Nachricht und dem jeweiligen Kennwert (70) und/oder der jeweiligen Kennwertekombination entsprechende Funktionen und/oder Programmroutinen selektiv aufgerufen und ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Nachricht (76) mittels der selektiv aufgerufenen und ausgeführten Funktionen und/oder Programmroutinen für die jeweils angeschlossene Zusatzkomponente (4) aufbereitet und dieser zur Umsetzung zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass durch kennwertspezifische Aufrufe vorbestimmbarer Funktionen- und/oder Programmroutinen der Funktionsumfang beziehungsweise die Funktionalität an das CAN-Bussystem (5) angeschlossener Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten erweitert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktualisierung oder ein Update der kennwertspezifischen Funktionen und/oder Programmroutinen vermittels an den CAN-Bus angebundener Multimedia- und/oder Fahrzeugkomponenten, insbesondere Komponenten mit eigener CAN-Busschnittstelle, durchführbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass es mittels eines CAN-Bus-Interface (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass es mittels eines Systems gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15 durchgeführt wird.