DE102012222069A1 - Data communication apparatus for communicating data of vehicle monitoring and/or controlling system, has first controller area network (CAN) transceiver that converts differential electric signal into mass-related electrical signal - Google Patents

Data communication apparatus for communicating data of vehicle monitoring and/or controlling system, has first controller area network (CAN) transceiver that converts differential electric signal into mass-related electrical signal Download PDF

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    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
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Abstract

The apparatus has a first serial data port (14) for transmission of single-ended electrical signals to and from a first data terminal (10), and a second serial data port (20) for transmission of single-ended electrical signals to and from a second data terminal (12). A first CAN transceiver (34) connected to first serial data port, is arranged to convert differential electric signal into mass-related electrical signal. A second CAN transceiver (40) connected to second serial data port, is arranged to convert mass-related electrical signal into differential electric signal. An independent claim is included for method of communicating data between first data terminal and second data terminal of vehicle monitoring and/or controlling system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenkommunikationsvorrichtung, insbesondere zur Kommunikation von Daten eines Fahrzeugkontrollsystems, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Kommunikation von Daten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The present invention relates to a data communication device, in particular for communication of data of a vehicle control system, according to the preamble of claim 1 and a method for communication of data according to the preamble of claim 8.

Stand der TechnikState of the art

In Steuerungs- und Leitsystemen ist die Verwendung von Feldbussen zur Datenkommunikation zwischen Komponenten des Steuerungs- und Leitsystems bekannt. Beispielsweise hat sich in der Automobilelektronik der CAN(Controller Area Network)-Bus als internationaler Standard ISO 11898 zur Datenkommunikation zwischen mehreren Steuergeräten etabliert. Die hohe Immunität gegenüber Störeinflüssen bietet den Vorteil einer sicheren Übertragung. Dazu trägt auch die differenzielle Übertragung der Daten auf Kabelebene bei. Unter einer "differenziellen Übertragung von Daten" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Datenübertragung mittels zumindest zweier voneinander verschiedener Leitungen verstanden werden, wobei jede der Leitungen ein elektrisches Signal trägt und wobei das zu übertragende Signal von einer Differenz der beiden elektrischen Signale gebildet ist.In control and guidance systems, the use of fieldbuses for data communication between components of the control and guidance system is known. For example, in automotive electronics the CAN (Controller Area Network) bus has become more international Standard ISO 11898 established for data communication between multiple controllers. The high immunity to interference offers the advantage of safe transmission. The differential transmission of the data at the cable level also contributes to this. A "differential transmission of data" is to be understood in this context in particular a data transmission by means of at least two mutually different lines, each of the lines carries an electrical signal and wherein the signal to be transmitted is formed by a difference of the two electrical signals.

Bei einfachen Sensoren oder Sensormodulen des Steuerungs- und Leitsystem steht oft keine Schnittstelle mit differenzieller Übertragung der Daten zur Verfügung. Stattdessen erfolgt die Datenkommunikation über serielle Schnittstellen wie beispielsweise LIN (Local Interconnect Network), SENT (Single Edge Nibble Transmission), SPI (Serial Peripheral Interface) und I2C (Inter-Integrated Circuit). Diese Schnittstellen umfassen eine oder mehrere Signalleitungen sowie eine Masseleitung als Bezugspotential, weisen aber aufgrund des Massebezugs eine wesentlich höhere Störempfindlichkeit der Signale auf als bei einer differenziellen Übertragung der Daten.With simple sensors or sensor modules of the control and guidance system, there is often no interface with differential transmission of the data. Instead, the data is communicated via serial interfaces such as LIN (Local Interconnect Network), SENT (Single Edge Nibble Transmission), SPI (Serial Peripheral Interface), and I 2 C (Inter-Integrated Circuit). These interfaces comprise one or more signal lines and a ground line as a reference potential, but have a much higher susceptibility to interference of the signals due to the ground reference as in a differential transmission of the data.

Bekannte leitungsgebundene, differenzielle, serielle Datenübertragungsstandards wie RS 422 und RS 485 sind nicht universell für Steuerungs- und Leitsysteme jeglicher Art, insbesondere nicht für Steuerungs- und Leitsysteme von Fahrzeugen, zertifiziert und daher in diesen nicht verwendbar.Known wireline, differential, serial Data transmission standards such as RS 422 and RS 485 are not universally certified for control and guidance systems of any kind, in particular not for control and guidance systems of vehicles, and therefore not usable in these.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Datenkommunikationsvorrichtung zur Kommunikation von Daten eines Kontroll- und/oder Steuerungssystems, insbesondere eines Fahrzeugkontroll- und/oder Fahrzeugsteuerungssystems, mit zumindest einer ersten Datenendeinrichtung und einer zweiten Datenendeinrichtung, die Datenkommunikationsvorrichtung umfassend:

  • – eine erste serielle Datenschnittstelle, die für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen von und zu der ersten Datenendeinrichtung vorgesehen ist, und
  • – eine zweite serielle Datenschnittstelle, die für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen von und zu der zweiten Datenendeinrichtung vorgesehen ist,
wobei eine Datenkommunikation zwischen der ersten Datenendeinrichtung und der zweiten Datenendeinrichtung mittels der ersten seriellen Datenschnittstelle und der zweiten seriellen Datenschnittstelle vorgesehen ist.The subject of the present invention is a data communication device for communicating data of a control and / or control system, in particular of a vehicle control and / or vehicle control system, with at least a first data terminal device and a second data terminal device, the data communication device comprising:
  • A first serial data interface, which is provided for a transmission of ground-related electrical signals from and to the first data terminal, and
  • A second serial data interface, which is provided for transmission of ground-related electrical signals from and to the second data terminal device,
wherein data communication between the first data terminal and the second data terminal is provided by the first serial data interface and the second serial data interface.

Unter einem "massebezogenen elektrischen Signal" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein von einer Leitung getragenes elektrisches Signal verstanden werden, das einen elektrisch leitendenden Körper als Gegenpol verwendet, der ein Bezugspotential aufweist. Das Bezugspotential kann beispielsweise als elektrisches Potential von 0 Volt ausgebildet sein. Insbesondere ist das massebezogene elektrische Signal somit zur drahtgebunden Datenübertragung vorgesehen.In this context, a "ground-related electrical signal" is to be understood as meaning, in particular, an electrical signal carried by a line which uses an electrically conductive body as the opposite pole, which has a reference potential. The reference potential may be formed, for example, as an electrical potential of 0 volts. In particular, the ground-related electrical signal is thus provided for wired data transmission.

Dabei können die Masse der ersten Datenendeinrichtung und die Masse der zweiten Datenendeinrichtung dasselbe elektrische Bezugspotential aufweisen. Grundsätzlich können die Massen der ersten Datenendeinrichtung und der zweiten Datenendeinrichtung aber auch unterschiedliche Potentiale aufweisen.In this case, the mass of the first data terminal device and the ground of the second data terminal device can have the same electrical reference potential. In principle, however, the masses of the first data terminal device and the second data terminal device can also have different potentials.

Unter einer "Datenendeinrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Komponente des Kontroll- oder Steuerungssystems verstanden werden, die als Absender oder Empfänger von zu übertragenden Daten vorgesehen ist. Datenendeinrichtungen können beispielsweise als Steuergerät, als Sensor oder als Aktor ausgebildet sein.In this context, a "data terminal" is to be understood in particular as a component of the control or control system which is provided as sender or receiver of data to be transmitted. Data terminal devices can be designed, for example, as a control unit, as a sensor or as an actuator.

Es wird vorgeschlagen, dass die Datenkommunikationsvorrichtung zumindest einen ersten CAN-Transceiver und zumindest einen zweiten CAN-Transceiver aufweist, wobei jeder der beiden CAN-Transceiver dazu vorgesehen ist, eingehende massebezogene Signale der mit dem CAN-Transceiver verbundenen seriellen Datenschnittstelle in ausgehende differenzielle Signale zu konvertieren und eingehende differenzielle Signale des jeweils anderen CAN-Transceivers in ausgehende massebezogene Signale zu konvertieren. Unter einem "CAN-Transceiver" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein elektronischer Treiberbaustein verstanden werden, der als Sende- und Empfangs-Schnittstelle (Transmit/Receive) zwischen einem CAN-Controller und einem physikalischem Bus ausgestattet und mit dem CAN-Standard kompatibel ist.It is proposed that the data communication device has at least one first CAN transceiver and at least one second CAN transceiver, wherein each of the two CAN transceivers is provided for incoming mass-related signals of the connected to the CAN transceiver serial data interface in outgoing differential signals convert and convert incoming differential signals of the other CAN transceiver into outgoing ground related signals. In this context, a "CAN transceiver" is to be understood as meaning, in particular, an electronic driver module which can be used as a transmitting and receiving interface (transmit / receive) between a CAN driver and a transmitter. Controller and a physical bus and is compatible with the CAN standard.

Bei einer geeigneten Auslegung kann dadurch eine erhöhte Übertragungssicherheit der zu übertragenden Signale und eine verbesserte Störunempfindlichkeit gegenüber störenden äußeren elektrischen Signalen einer Umgebung erreicht werden. Der Erfindungsgegenstand ist kompatibel zum bekannten und weit verbreiteten CAN-Standard und verwendet erprobte Bauelemente, so dass der Aufwand für eine Qualifizierung und Zertifizierung ebenso entfallen kann wie eine Anpassung von Software zur Steuerung der Datenübertragung. Insbesondere kann eine einfache Lösung zur Datenübertragung bereitgestellt werden, die für den automobilen Einsatz zertifiziert ist.With a suitable design, an increased transmission reliability of the signals to be transmitted and an improved immunity to disturbing external electrical signals of an environment can be achieved. The subject invention is compatible with the well-known and widely used CAN standard and uses proven components, so that the cost of a qualification and certification can be omitted as well as an adaptation of software for controlling the data transmission. In particular, a simple data transmission solution can be provided that is certified for automotive use.

In einer bevorzugten Ausführung sind die die seriellen Datenschnittstellen von UART(„Universal Asynchronous Receiver Transmitter“)-Schnittstellen gebildet. Dadurch können in flexibler Weise unterschiedliche serielle Datenübertragungsstandards, beispielsweise LIN (Local Interconnect Network), SENT (Single Edge Nibble Transmission), SPI (Serial Peripheral Interface), I2C (Inter-Integrated Circuit) und weitere andere, in kompatibler Weise dargestellt und verwendet werden.In a preferred embodiment, the serial data interfaces are formed by UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) interfaces. As a result, different serial data transmission standards, such as LIN (Local Interconnect Network), SENT (Single Edge Nibble Transmission), SPI (Serial Peripheral Interface), I 2 C (Inter-Integrated Circuit) and others, can be flexibly represented and be used.

Wenn eine der Datenendeinrichtungen als Sensor ausgebildet ist, kann auch für Sensoren ohne CAN-Schnittstelle auf eine konstruktiv besonders einfache Weise eine erhöhte Übertragungssicherheit und eine verbesserte Störunempfindlichkeit der zu übertragenden Signale des Sensors gegenüber potentiell störenden äußeren elektrischen Signalen der Umgebung erreicht werden.If one of the data terminal devices is designed as a sensor, an increased transmission reliability and an improved immunity to interference of the signals to be transmitted of the sensor with respect to potentially disturbing external electrical signals of the environment can be achieved for sensors without CAN interface in a structurally particularly simple manner.

Wenn eine der beiden Datenendeinrichtungen als Steuergerät, insbesondere als Fahrzeug-Steuergerät, ausgebildet ist, kann eine Datenübertragung zwischen dem Steuergerät und beliebigen anderen Komponenten des Kontroll- oder Steuerungssystems auf einfache Weise mit den oben genannten Vorteilen erreicht werden.If one of the two data terminal devices is designed as a control unit, in particular as a vehicle control unit, data transmission between the control unit and any other components of the control or control system can be achieved in a simple manner with the above-mentioned advantages.

Mit besonderem Vorteil ist zumindest eine der seriellen Datenschnittstellen in eine der Datenendeinrichtungen integriert, wodurch die Datenkommunikationsvorrichtung in einfacher Weise nachträglich mit konventionellen Datenendeinrichtungen kombiniert werden kann.With particular advantage, at least one of the serial data interfaces is integrated in one of the data terminal devices, whereby the data communication device can be easily combined with conventional data terminal devices in a simple manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem ersten CAN-Transceiver und dem zweiten CAN-Transceiver zur Übertragung der differenziellen elektrischer Signale ein verdrilltes Leitungspaar vorgesehen, wodurch die Störunempfindlichkeit gegenüber äußeren elektrischen und magnetischen Störsignalen gesteigert werden kann.In a further advantageous embodiment, a twisted pair of wires is provided between the first CAN transceiver and the second CAN transceiver for transmitting the differential electrical signals, whereby the noise immunity to external electrical and magnetic interference signals can be increased.

Wenn zwischen dem ersten CAN-Transceiver und dem zweiten CAN-Transceiver zumindest ein metallisches elektromagnetisches Abschirmmittel angeordnet ist, das die zur Übertragung differenzieller elektrischer Signale vorgesehenen Leitungen zumindest teilweise umgibt, kann eine besonders hohe Störunempfindlichkeit gegenüber störenden äußeren elektrischen Signalen der Umgebung erzielt werden. Das Abschirmmittel kann dabei als Metallfolie, metallisierte Kunststofffolie, metallisches Drahtgeflecht oder als eine Kombination davon ausgebildet sein. Das Abschirmmittel kann elektrisch mit dem ersten CAN-Transceiver und/oder dem zweiten CAN-Transceiver verbunden sein.If at least one metallic electromagnetic shielding means is arranged between the first CAN transceiver and the second CAN transceiver and at least partially surrounds the lines provided for transmission of differential electrical signals, a particularly high immunity to disturbing external electrical signals of the surroundings can be achieved. The shielding agent may be formed as a metal foil, metallized plastic film, metallic wire mesh or as a combination thereof. The shielding means may be electrically connected to the first CAN transceiver and / or the second CAN transceiver.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Kommunikation von Daten zwischen einer ersten Datenendeinrichtung und einer zweiten Datenendeinrichtung eines Kontroll- und/oder Steuerungssystems, insbesondere eines Fahrzeugkontroll- und/oder -Fahrzeugsteuerungssystems, mittels einer Datenkommunikationsvorrichtung, umfassend eine erste serielle Datenschnittstelle, die für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen vorgesehen ist, und eine zweite serielle Datenschnittstelle, die für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen vorgesehen ist. Das Verfahren, mit dem die zuvor genannten Vorteile bei der Übertragung von Daten erzielbar sind, ist gekennzeichnet durch folgende Schritte:

  • (a) Übertragen des zu übertragenden, massebezogenen elektrischen Signals von der ersten seriellen Datenschnittstelle zu einem ersten CAN-Transceiver;
  • (b) Konvertieren des zu übertragenden, massebezogenen elektrischen Signals mittels des ersten CAN-Transceivers in ein differenzielles Signal;
  • (c) Übertragen des konvertierten, differenziellen Signals zu einem zweiten CAN-Transceiver;
  • (d) Konvertieren des zu übertragenden, differenziellen Signals mittels des zweiten CAN-Transceivers in ein massebezogenes elektrisches Signal; und
  • (e) Übertragen des massebezogenen elektrischen Signals vom zweiten CAN-Transceiver zu der zweiten seriellen Datenschnittstelle.
The present invention further relates to a method for communicating data between a first data terminal device and a second data terminal device of a control and / or control system, in particular a vehicle control and / or vehicle control system, by means of a data communication device, comprising a first serial data interface, which is suitable for a Transmission of ground-related electrical signals is provided, and a second serial data interface, which is intended for transmission of ground-related electrical signals. The method by which the aforementioned advantages in the transmission of data can be achieved is characterized by the following steps:
  • (a) transmitting the ground electrical signal to be transmitted from the first serial data interface to a first CAN transceiver;
  • (b) converting the grounded electrical signal to be transmitted by the first CAN transceiver into a differential signal;
  • (c) transmitting the converted, differential signal to a second CAN transceiver;
  • (d) converting the differential signal to be transmitted by the second CAN transceiver into a ground-referenced electrical signal; and
  • (e) transmitting the grounded electrical signal from the second CAN transceiver to the second serial data interface.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigt:It shows:

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Datenkommunikationsvorrichtung. 1 a block diagram of a data communication device according to the invention.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Datenkommunikationsvorrichtung zur Kommunikation von Daten eines Kontroll- oder Steuerungssystems, das als Fahrzeugbatteriekontroll- und Fahrzeugbatteriesteuerungssystem mit einer Vielzahl von Datenendeinrichtungen ausgebildet ist. Die 1 soll als exemplarische Illustration der in dem Fahrzeugbatteriekontroll- und Fahrzeugbatteriesteuerungssystem verwendeten Datenkommunikationsvorrichtungen zur Kommunikation von Daten zwischen den Datenendeinrichtungen verstanden werden. 1 shows a block diagram of a data communication device according to the invention for communicating data of a control or control system, which is designed as a vehicle battery control and vehicle battery control system with a plurality of data terminal devices. The 1 is to be understood as an exemplary illustration of the data communication devices used in the vehicle battery control and vehicle battery control system for communicating data between the data terminals.

Die Datenkommunikationsvorrichtung umfasst eine erste serielle Datenschnittstelle 14, die durch einen elektronischen Universal Asynchronous Receiver Transmitter(UART)-Baustein dargestellt wird und die zum RS232-Protokoll kompatibel ist.The data communication device comprises a first serial data interface 14 , which is represented by an electronic Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) module and which is compatible with the RS232 protocol.

Die erste serielle Datenschnittstelle 14 ist in einer ersten, von einem Temperatursensor gebildeten Datenendeinrichtung 10 integriert und für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen von und zu der ersten Datenendeinrichtung 10 vorgesehen.The first serial data interface 14 is in a first, formed by a temperature sensor data terminal 10 integrated and for a transmission of ground-related electrical signals from and to the first data terminal 10 intended.

Die Datenkommunikationsvorrichtung umfasst ferner eine zweite serielle Datenschnittstelle 20, die durch einen elektronischen Universal Asynchronous Receiver Transmitter(UART)-Baustein dargestellt wird und die zum RS232-Protokoll kompatibel ist.The data communication device further comprises a second serial data interface 20 , which is represented by an electronic Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) module and which is compatible with the RS232 protocol.

Die zweite serielle Datenschnittstelle 20 ist in einer zweiten, von einer Temperaturerfassungseinheit gebildeten Datenendeinrichtung 12 integriert und für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen von und zu der zweiten Datenendeinrichtung 12 vorgesehen.The second serial data interface 20 is in a second data terminal device formed by a temperature detection unit 12 integrated and for a transmission of ground-related electrical signals from and to the second data terminal 12 intended.

Zwischen der ersten Datenendeinrichtung 10 und der zweiten Datenendeinrichtung 12 ist mittels der ersten seriellen Datenschnittstelle 14 und der zweiten seriellen Datenschnittstelle 20 eine Datenkommunikation vorgesehen. Dabei bleibt das ursprüngliche RS232-Übertragungsprotokoll vollständig erhalten, wodurch die softwareseitige Adaption vereinfacht ist.Between the first data terminal 10 and the second data terminal 12 is via the first serial data interface 14 and the second serial data interface 20 provided a data communication. The original RS232 transmission protocol is completely retained, which simplifies software adaptation.

Die Temperaturerfassungseinheit ist als Fahrzeug-Steuergerät ausgebildet und dazu programmiert, in regelmäßigen zeitlichen Abständen Temperaturwerte einer Vielzahl von Temperatursensoren, zu der auch die erste Datenendeinrichtung 10 zählt, zu erfassen und an eine Fahrzeugbatterie-Kontrolleinheit 46 weiterzugeben. Zur Kommunikation der Daten zwischen der Temperaturerfassungseinheit und der Fahrzeugbatterie-Kontrolleinheit 46 ist ein als CAN-Bus 48 gemäß ISO 11898 ausgebildeter Feldbus vorgesehen.The temperature detection unit is designed as a vehicle control unit and programmed to at regular time intervals temperature values of a plurality of temperature sensors, to which also the first data terminal 10 counts, and to a vehicle battery control unit 46 pass. For communicating the data between the temperature detection unit and the vehicle battery control unit 46 is as a CAN bus 48 according to ISO 11898 trained fieldbus provided.

Des Weiteren beinhaltet die Datenkommunikationsvorrichtung einen ersten CAN-Transceiver 34 und einen zweiten CAN-Transceiver 40. Die erste serielle Schnittstelle 14 weist einen Eingang 16 und einen Ausgang 18 mit Signalpegeln auf, die zu einem Ausgang 38 bzw. einem Eingang 36 des ersten CAN-Transceivers 34 kompatibel und daher einfach adaptierbar sind. In dem in der 1 dargestellten betriebsbereiten Zustand der Datenkommunikationsvorrichtung sind der Eingang 16 der ersten seriellen Schnittstelle 14 mit dem Ausgang 38 des ersten CAN-Transceivers 34 mittels einer ersten elektrischen Datenleitung 26 und der Ausgang 18 der ersten seriellen Schnittstelle 14 mit dem Eingang 36 des ersten CAN-Transceivers 34 mittels einer zweiten elektrischen Datenleitung 28 verbunden.Furthermore, the data communication device includes a first CAN transceiver 34 and a second CAN transceiver 40 , The first serial interface 14 has an entrance 16 and an exit 18 with signal levels going up to an output 38 or an input 36 of the first CAN transceiver 34 compatible and therefore easy to adapt. In the in the 1 shown operational state of the data communication device are the input 16 the first serial interface 14 with the exit 38 of the first CAN transceiver 34 by means of a first electrical data line 26 and the exit 18 the first serial interface 14 with the entrance 36 of the first CAN transceiver 34 by means of a second electrical data line 28 connected.

Die zweite serielle Schnittstelle 20 ist identisch zur ersten seriellen Schnittstelle 14 aufgebaut. Für einen Eingang 22 und einen Ausgang 24 der zweiten seriellen Schnittstelle 20 und deren Signalpegel gilt somit das für die erste serielle Schnittstelle 14 Gesagte. In dem in der 1 dargestellten betriebsbereiten Zustand der Datenkommunikationsvorrichtung sind der Eingang 22 der zweiten seriellen Schnittstelle 20 mit dem Ausgang 44 des zweiten CAN-Transceivers 40 mittels einer dritten elektrischen Datenleitung 30 und der Ausgang 24 der zweiten seriellen Schnittstelle 20 mit dem Eingang 42 des zweiten CAN-Transceivers 40 mittels einer vierten elektrischen Datenleitung 32 verbunden.The second serial interface 20 is identical to the first serial interface 14 built up. For an entrance 22 and an exit 24 the second serial interface 20 and their signal level thus applies to the first serial interface 14 Said. In the in the 1 shown operational state of the data communication device are the input 22 the second serial interface 20 with the exit 44 of the second CAN transceiver 40 by means of a third electrical data line 30 and the exit 24 the second serial interface 20 with the entrance 42 of the second CAN transceiver 40 by means of a fourth electrical data line 32 connected.

Die beiden CAN-Transceiver 34, 40 weisen jeweils zwei CAN-Anschlüsse CAN_H, CAN_L auf. Zwischen dem ersten CAN-Transceiver 34 und dem zweiten CAN-Transceiver 40 ist zur Übertragung der differenziellen elektrischen Signale ein verdrilltes Leitungspaar 50 vorgesehen. Einander entsprechende CAN-Anschlüsse CAN_H1, CAN_L1 des ersten CAN-Transceivers 34 und CAN-Anschlüsse CAN_H2, CAN_L2 des zweiten CAN-Transceivers 40 sind durch je eine Leitung des verdrillten Leitungspaars 50 miteinander verbunden.The two CAN transceivers 34 . 40 each have two CAN ports CAN_H, CAN_L. Between the first CAN transceiver 34 and the second CAN transceiver 40 is a twisted pair of wires for transmitting the differential electrical signals 50 intended. Corresponding CAN connections CAN_H1, CAN_L1 of the first CAN transceiver 34 and CAN connections CAN_H2, CAN_L2 of the second CAN transceiver 40 are each a line of the twisted pair of wires 50 connected with each other.

Zur weiteren Erhöhung der Störunempfindlichkeit des verdrillten Leitungspaares 50 gegenüber äußeren elektrischen und magnetischen Störsignalen ist zwischen dem ersten CAN-Transceiver 34 und dem zweiten CAN-Transceiver 40 ein metallisches elektromagnetisches Abschirmmittel 52 angeordnet, das als metallisches Drahtgeflecht ausgebildet ist und das die zur Übertragung der differenziellen elektrischen Signale vorgesehenen Leitungen in voller Länge umgibt. Das Abschirmmittel 52 ist elektrisch sowohl mit einem Massepunkt des ersten CAN-Transceivers 34 als auch mit einem Massepunkt des zweiten CAN-Transceivers 40 verbunden.To further increase the immunity of the twisted pair of wires 50 to external electrical and magnetic noise is between the first CAN transceiver 34 and the second CAN transceiver 40 a metallic electromagnetic shielding agent 52 arranged, which is formed as a metallic wire mesh and which provided for the transmission of the differential electrical signals lines in full length surrounds. The shielding agent 52 is electrical with both a ground point of the first CAN transceiver 34 as well as with a ground point of the second CAN transceiver 40 connected.

Jeder der beiden CAN-Transceiver 34, 40 ist dazu vorgesehen, auf seinem Eingang 36, 42 eingehende massebezogene Signale der mit dem CAN-Transceiver 34, 40 verbundenen seriellen Datenschnittstelle 14, 20 in auf CAN-Anschlüssen des CAN-Transceivers CAN_H1, CAN_L1, CAN_H2, CAN_L2 ausgehende differenzielle Signale zu konvertieren. Die Masseleitungen der massebezogenen Signale sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die ausgehenden differenziellen Signale sind mit dem CAN-Standard kompatibel.Each of the two CAN transceivers 34 . 40 is provided on his entrance 36 . 42 incoming mass-related signals with the CAN transceiver 34 . 40 connected serial data interface 14 . 20 to convert to differential signals on CAN ports of the CAN transceiver CAN_H1, CAN_L1, CAN_H2, CAN_L2. The ground lines of the ground-related signals are not shown for reasons of clarity. The outgoing differential signals are compatible with the CAN standard.

Weiterhin ist jeder der beiden CAN-Transceiver 34, 40 dazu vorgesehen, auf den CAN-Anschlüssen CAN_H1, CAN_L1, CAN_H2, CAN_L2 eingehende differenzielle Signale des jeweils anderen CAN-Transceivers 34, 40 in ausgehende massebezogene Signale zu konvertieren und auf seinem Ausgang 38, 44 auszugeben.Furthermore, each of the two CAN transceivers 34 . 40 provided on the CAN terminals CAN_H1, CAN_L1, CAN_H2, CAN_L2 incoming differential signals of the other CAN transceiver 34 . 40 to convert to outgoing ground related signals and to its output 38 . 44 issue.

Beschreibung der FunktionsweiseDescription of how it works

Ein von der ersten Datenendeinrichtung 10 zur zweiten Datenendeinrichtung 12 zu übertragendes, massebezogenes elektrisches Signal wird vom Ausgang 18 der ersten seriellen Schnittstelle 14 über die zweite elektrische Datenleitung 28 zum Eingang 36 des ersten CAN-Transceivers 34 übertragen. Der erste CAN-Transceiver 34 konvertiert dann das zu übertragende, massebezogene elektrische Signal in ein differenzielles elektrisches Signal, das an seinen CAN-Anschlüssen CAN_H1, CAN_L1 ausgegeben und zu den CAN-Anschlüssen CAN_H2, CAN_L2 des zweiten CAN-Transceivers 40 weitergeleitet wird. Der zweite CAN-Transceiver 40 konvertiert anschließend das zu übertragende, differenzielle elektrische Signal in ein massebezogenes elektrisches Signal, das am Ausgang 44 des zweiten CAN-Transceivers 40 über die dritte elektrische Datenleitung 30 zum Eingang 22 der zweiten seriellen Schnittstelle 20 geleitet wird.One from the first data terminal 10 to the second data terminal 12 to be transmitted, ground-referenced electrical signal is from the output 18 the first serial interface 14 over the second electrical data line 28 to the entrance 36 of the first CAN transceiver 34 transfer. The first CAN transceiver 34 then converts the mass-related electrical signal to be transmitted into a differential electrical signal output at its CAN ports CAN_H1, CAN_L1 and to the CAN ports CAN_H2, CAN_L2 of the second CAN transceiver 40 is forwarded. The second CAN transceiver 40 then converts the differential electrical signal to be transmitted into a ground-referenced electrical signal at the output 44 of the second CAN transceiver 40 over the third electrical data line 30 to the entrance 22 the second serial interface 20 is directed.

Ein von der zweiten Datenendeinrichtung 12 zur ersten Datenendeinrichtung 10 zu übertragendes, massebezogenes elektrisches Signal wird vom Ausgang 24 der zweiten seriellen Schnittstelle 20 über die vierte elektrische Datenleitung 32 zum Eingang 42 des zweiten CAN-Transceivers 40 übertragen. Der zweite CAN-Transceiver 40 konvertiert dann das zu übertragende, massebezogene elektrische Signal in ein differenzielles elektrisches Signal, das an seinen CAN-Anschlüssen CAN_H2, CAN_L2 ausgegeben und zu den CAN-Anschlüssen CAN_H1, CAN_L1 des ersten CAN-Transceivers 34 weitergeleitet wird. Der erste CAN-Transceiver 34 konvertiert anschließend das zu übertragende, differenzielle elektrische Signal in ein massebezogenes elektrisches Signal, das am Ausgang 38 des ersten CAN-Transceivers 34 über die erste elektrische Datenleitung 26 zum Eingang 16 der ersten seriellen Schnittstelle 14 geleitet wird.One from the second data terminal 12 to the first data terminal 10 to be transmitted, ground-referenced electrical signal is from the output 24 the second serial interface 20 over the fourth electrical data line 32 to the entrance 42 of the second CAN transceiver 40 transfer. The second CAN transceiver 40 then converts the mass-related electrical signal to be transmitted into a differential electrical signal output at its CAN ports CAN_H2, CAN_L2 and to the CAN ports CAN_H1, CAN_L1 of the first CAN transceiver 34 is forwarded. The first CAN transceiver 34 then converts the differential electrical signal to be transmitted into a ground-referenced electrical signal at the output 38 of the first CAN transceiver 34 over the first electrical data line 26 to the entrance 16 the first serial interface 14 is directed.

Die Übertragung von Signalen zwischen der ersten Datenendeinrichtung 10 und der zweiten Datenendeinrichtung 12 ist somit in beiden Richtungen ermöglicht und kann im Wechselbetrieb (Halbduplex-Betrieb) durchgeführt werden.The transmission of signals between the first data terminal 10 and the second data terminal 12 is thus possible in both directions and can be carried out in alternating operation (half duplex operation).

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Standard ISO 11898 [0002] Standard ISO 11898 [0002]
  • Datenübertragungsstandards wie RS 422 [0004] Data transmission standards such as RS 422 [0004]
  • RS 485 [0004] RS 485 [0004]
  • ISO 11898 [0027] ISO 11898 [0027]

Claims (8)

Datenkommunikationsvorrichtung zur Kommunikation von Daten eines Kontroll- und/oder Steuerungssystems, insbesondere eines Fahrzeugkontroll- und/oder Fahrzeugsteuerungssystems, mit zumindest einer ersten Datenendeinrichtung (10) und einer zweiten Datenendeinrichtung (12), die Datenkommunikationsvorrichtung umfassend: – eine erste serielle Datenschnittstelle (14), die für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen von und zu der ersten Datenendeinrichtung (10) vorgesehen ist, und – eine zweite serielle Datenschnittstelle (20), die für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen von und zu der zweiten Datenendeinrichtung (12) vorgesehen ist, wobei eine Datenkommunikation zwischen der ersten Datenendeinrichtung (10) und der zweiten Datenendeinrichtung (12) mittels der ersten seriellen Datenschnittstelle (14) und der zweiten seriellen Datenschnittstelle (20) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch zumindest einen ersten CAN-Transceiver (34) und zumindest einen zweiten CAN-Transceiver (40), wobei jeder der beiden CAN-Transceiver (34, 40) dazu vorgesehen ist, eingehende massebezogene Signale der mit dem CAN-Transceiver (34, 40) verbundenen seriellen Datenschnittstelle (14, 20) in ausgehende differenzielle Signale zu konvertieren und eingehende differenzielle Signale des jeweils anderen CAN-Transceivers (34, 40) in ausgehende massebezogene Signale zu konvertieren.Data communication device for communication of data of a control and / or control system, in particular of a vehicle control and / or vehicle control system, with at least one first data terminal device ( 10 ) and a second data terminal device ( 12 ), the data communication device comprising: - a first serial data interface ( 14 ) for transmitting mass-related electrical signals to and from the first data terminal device ( 10 ), and - a second serial data interface ( 20 ) for transmitting mass-related electrical signals to and from the second data terminal device ( 12 ), wherein a data communication between the first data terminal device ( 10 ) and the second data terminal device ( 12 ) by means of the first serial data interface ( 14 ) and the second serial data interface ( 20 ), characterized by at least one first CAN transceiver ( 34 ) and at least one second CAN transceiver ( 40 ), each of the two CAN transceivers ( 34 . 40 ) is provided, incoming mass-related signals with the CAN transceiver ( 34 . 40 ) connected serial data interface ( 14 . 20 ) to convert into outgoing differential signals and incoming differential signals of the other CAN transceiver ( 34 . 40 ) to convert to outgoing ground related signals. Datenkommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seriellen Datenschnittstellen (14, 20) von UART(„Universal Asynchronous Receiver Transmitter“)-Schnittstellen gebildet sind. Data communication device according to claim 1, characterized in that the serial data interfaces ( 14 . 20 ) of UART ("Universal Asynchronous Receiver Transmitter") - interfaces are formed. Datenkommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Datenendeinrichtungen (10, 12) als Sensor ausgebildet ist.Data communication device according to claim 1, characterized in that one of the data terminal devices ( 10 . 12 ) is designed as a sensor. Datenkommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Datenendeinrichtungen (10, 12) als Steuergerät, insbesondere als Fahrzeug-Steuergerät, ausgebildet ist.Data communication device according to one of the preceding claims, characterized in that one of the two data terminal devices ( 10 . 12 ) is designed as a control unit, in particular as a vehicle control unit. Datenkommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der seriellen Datenschnittstellen (14, 20) in eine der Datenendeinrichtungen (10, 12) integriert ist.Data communication device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the serial data interfaces ( 14 . 20 ) into one of the data terminals ( 10 . 12 ) is integrated. Datenkommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten CAN-Transceiver (34) und dem zweiten CAN-Transceiver (40) zur Übertragung der differenziellen elektrischen Signale ein verdrilltes Leitungspaar (50) vorgesehen ist.Data communication device according to one of the preceding claims, characterized in that between the first CAN transceiver ( 34 ) and the second CAN transceiver ( 40 ) for transmitting the differential electrical signals, a twisted pair of wires ( 50 ) is provided. Datenkommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten CAN-Transceiver (34) und dem zweiten CAN-Transceiver (40) zumindest ein metallisches elektromagnetisches Abschirmmittel (52) angeordnet ist, das die zur Übertragung differenzieller elektrischer Signale vorgesehenen Datenleitungen zumindest teilweise umgibt.Data communication device according to one of the preceding claims, characterized in that between the first CAN transceiver ( 34 ) and the second CAN transceiver ( 40 ) at least one metallic electromagnetic shielding means ( 52 ) which at least partially surrounds the data lines provided for transmitting differential electrical signals. Verfahren zur Kommunikation von Daten zwischen einer ersten Datenendeinrichtung (10) und einer zweiten Datenendeinrichtung (12) eines Kontroll- und/oder Steuerungssystems, insbesondere eines Fahrzeugkontroll- und/oder Fahrzeugsteuerungssystems, mittels einer Datenkommunikationsvorrichtung, umfassend eine erste serielle Datenschnittstelle (14), die für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen vorgesehen ist, und eine zweite serielle Datenschnittstelle (20), die für eine Übertragung von massebezogenen elektrischen Signalen vorgesehen ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: (a) Übertragen des zu übertragenden, massebezogenen elektrischen Signals von der ersten seriellen Datenschnittstelle (14) zu einem ersten CAN-Transceiver (34); (b) Konvertieren des zu übertragenden, massebezogenen elektrischen Signals mittels des ersten CAN-Transceivers (34) in ein differenzielles Signal; (c) Übertragen des konvertierten, differenziellen Signals zu einem zweiten CAN-Transceiver (40); (d) Konvertieren des zu übertragenden, differenziellen Signals mittels des zweiten CAN-Transceivers (40) in ein massebezogenes elektrisches Signal; und (e) Übertragen des massebezogenen elektrischen Signals vom zweiten CAN-Transceiver (40) zu der zweiten seriellen Datenschnittstelle (20).Method for communicating data between a first data terminal ( 10 ) and a second data terminal device ( 12 ) of a control and / or control system, in particular of a vehicle control and / or vehicle control system, by means of a data communication device, comprising a first serial data interface ( 14 ), which is intended for a transmission of ground-related electrical signals, and a second serial data interface ( 20 ), intended for transmitting mass-related electrical signals, characterized by the following steps: (a) transmitting the mass-related electrical signal to be transmitted from the first serial data interface ( 14 ) to a first CAN transceiver ( 34 ); (b) converting the mass-related electrical signal to be transmitted by means of the first CAN transceiver ( 34 ) into a differential signal; (c) transmitting the converted differential signal to a second CAN transceiver ( 40 ); (d) converting the differential signal to be transmitted by means of the second CAN transceiver ( 40 ) into a ground-referenced electrical signal; and (e) transmitting the grounded electrical signal from the second CAN transceiver ( 40 ) to the second serial data interface ( 20 ).
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