DE102016209580B4

DE102016209580B4 - Elektronische vorrichtung

Info

Publication number: DE102016209580B4
Application number: DE102016209580.3A
Authority: DE
Inventors: Tomohisa Kishigami
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2024-01-25
Anticipated expiration: 2036-06-02
Also published as: US9819371B2; US20160365881A1; DE102016209580A1; JP2017005585A; JP6471619B2

Abstract

Elektronische Vorrichtung (1, 51, 61), die einen Transceiver (23) aufweist, der mit einer Differentiellsignalübertragungsleitung (11) zum Übertragen eines differentiellen Signals über ein Paar Signalleitungen (12, 13) verbunden ist, um mit einer oder mehreren anderen Vorrichtungen (2 bis 4), die mit der Differentiellsignalübertragungsleitung verbunden sind, zu kommunizieren, wobei die elektronische Vorrichtung aufweist:eine Unterdrückungsschaltung (25), die mit einer Energiequellenspannung betrieben wird, um eine Wellenformverzerrung in dem differentiellen Signal zu unterdrücken, das über die Differentiellsignalübertragungsleitung übertragen wird;eine Energiequellensteuerung (27, 57, 67), die eine Zufuhr oder eine Unterbrechung der Zufuhr der Energiequellenspannung zu der Unterdrückungsschaltung als Reaktion auf eine Änderung einer differentiellen Spannung zwischen dem Paar Signalleitungen steuert, undeine Verarbeitungseinheit (21), die einen Zustand des Transceivers zwischen einem Aktivierungszustand für einen gewöhnlichen Betrieb und einem Wartezustand zum Stoppen des gewöhnlichen Betriebs, um einen Energieverbrauch zu verringern, schaltet,wobei die Energiequellensteuerung (67) die Energiequellenspannung der Unterdrückungsschaltung unabhängig von einem Vorhandensein oder einer Abwesenheit der Änderung der differentiellen Spannung zuführt, wenn die Verarbeitungseinheit den Transceiver in den aktivierten Zustand versetzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung, die mit einer Differentiellsignalübertragungsleitung zum Übertragen eines differentiellen Signals über ein Paar Signalleitungen verbunden ist, um mit anderen Vorrichtungen zu kommunizieren.
Wie es in der JP 2012- 244 220 A beschrieben ist, wird eine Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung durch Zufuhr einer Energiequellenspannung betrieben, um die Verzerrung der Wellenform eines differentiellen Signals, das über eine Differentiellsignalübertragungsleitung übertragen wird, zu unterdrücken.
Es wurde überlegt, die Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung für eine oder mehrere elektronische Vorrichtungen in einem Kommunikationssystem bereitzustellen, in dem mehrere elektronische Vorrichtungen über die Differentiellsignalübertragungsleitung kommunizieren. In dieser Situation wird bei der elektronischen Vorrichtung, die die Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung aufweist, die Energiequellenspannung ebenfalls der Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung zugeführt, wenn die Energiequellenspannung für den Betrieb der elektronischen Vorrichtung zugeführt wird.
Die US 2012 / 0 293 230 A1 offenbart eine elektronische Vorrichtung, die einen Transceiver aufweist, der mit einer Differentiellsignalübertragungsleitung zum Übertragen eines differentiellen Signals über ein Paar Signalleitungen verbunden ist, um mit einer oder mehreren anderen Vorrichtungen, die mit der Differentiellsignalübertragungsleitung verbunden sind, zu kommunizieren, wobei die elektronische Vorrichtung aufweist: eine Unterdrückungsschaltung, die mit einer Energiequellenspannung betrieben wird, um eine Wellenformverzerrung in dem differentiellen Signal zu unterdrücken, das über die Differentiellsignalübertragungsleitung übertragen wird, und eine Verarbeitungseinheit, die zwischen einem Aktivierungszustand für einen gewöhnlichen Betrieb und einem Wartezustand zum Stoppen des gewöhnlichen Betriebs, um einen Energieverbrauch zu verringern, schaltet.
Die US 7 400 173 B1 offenbart eine Signalübertragungsschaltung mit einer Eingangsstufe zum Empfangen eines Paars differenzieller Eingangssignale und zum Erzeugen eines oder mehrerer differenzieller Ausgangssignale; einer Zwischenstufe zum Kombinieren des einen oder der mehreren Differenzausgangssignale zu einem Paar komplementärer Signale, aus denen eine Gleichtaktspannung erfasst wird; und einer Ausgangsstufe zum Erzeugen eines asymmetrischen Ausgangssignals, das von einem ersten Wert auf einen entgegengesetzten Wert umschaltet, wenn eines der Komplementärsignale im Wesentlichen gleich der Gleichtaktspannung ist.
In einem Fall eines Kommunikationssystems, in dem mehrere elektronische Vorrichtungen mit unterschiedlichen Zufuhrperioden der Energiequellenspannung vorhanden sind, kann jedoch, wenn eine Betriebsenergiequellenspannung, die einem Teil der elektronischen Vorrichtungen zugeführt wird, unterbrochen wird, der verbleibende Teil der elektronischen Vorrichtungen weiterhin eine Kommunikation durchführen. Da in dieser Situation die Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung in der elektronischen Vorrichtung zuvor dadurch unterbrochen wurde, dass die Betriebsenergiequellenspannung nicht weiter zugeführt wird, wird keine Unterdrückungswirkung einer Wellenformverzerrung durch die Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung erzielt. Wenn andererseits die elektronische Vorrichtung der Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung eine Energiequellenspannung konstant zuführt, kann sich der Energieverbrauch erhöhen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Vorrichtung zu schaffen, die einen Betrieb einer Schaltung zum Unterdrücken einer Verzerrung der Wellenform eines differentiellen Signals nach Bedarf sogar dann ermöglicht, wenn eine Energiequellenspannung nicht konstant der Schaltung zugeführt wird. Die Aufgabe wird durch eine elektronische Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.
Eine elektronische Vorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Transceiver auf, der mit einer Differentiellsignalübertragungsleitung zum Übertragen eines differentiellen Signals über ein Paar Signalleitungen verbunden ist, um mit einer oder mehreren anderen Vorrichtungen, die mit der Differentiellsignalübertragungsleitung verbunden sind, zu kommunizieren. Die elektronische Vorrichtung enthält eine Unterdrückungsschaltung, die mit einer Energiequellenspannung betrieben wird, um eine Wellenformverzerrung in dem differentiellen Signal, das über die Differentiellsignalübertragungsleitung übertragen wird, zu unterdrücken; und eine Energiequellensteuerung, die eine Zufuhr oder eine Unterbrechung der Energiequellenspannung zu der Unterdrückungsschaltung als Reaktion auf eine Änderung einer differentiellen Spannung zwischen dem Paar Signalleitungen steuert.
Gemäß dieser elektronischen Vorrichtung wird, wenn eine Änderung der differentiellen Spannung vorhanden ist, nachdem irgendeine der Vorrichtungen, die diese elektronische Vorrichtung enthalten, die mit der Differentiellsignalübertragungsleitung verbunden ist, eine Übertragung ausgeführt hat, die Zufuhr der Energiequellenspannung zu der Unterdrückungsschaltung durchgeführt, und wenn keine Änderung der differentiellen Spannung vorhanden ist, da die Übertragung nicht länger durchgeführt wird, wird die Unterbrechung der Zufuhr der Energiequellenspannung zu der Unterdrückungsschaltung durchgeführt. Dementsprechend kann die Unterdrückungsschaltung sogar dann, wenn die Energiequellenspannung nicht konstant der Unterdrückungsschaltung zugeführt wird, nach Bedarf betrieben werden. Dementsprechend kann sowohl eine Verringerung des Energieverbrauchs als auch eine Unterdrückung einer Wellenformverzerrung erzielt werden.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:

1 ein Diagramm, das die Konfiguration einer ECU gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 eine Zeichnung, die die Konfiguration einer Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung zeigt;
3 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
4 eine Zeichnung, die die Konfiguration einer ECU gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt; und
5 eine Zeichnung, die die Konfiguration einer ECU gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird eine elektronische Steuereinheit (im Folgenden als „ECU“ bezeichnet) als eine elektronische Vorrichtung gemäß den folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Erste Ausführungsform
Wie es in 1 gezeigt ist, ist eine ECU 1 der ersten Ausführungsform mit einer Differentiellsignalübertragungsleitung 11 als einem Kommunikationsbus verbunden. Die Differentiellsignalübertragungsleitung 11 (im Folgenden als „Busleitung 11“ bezeichnet) enthält ein Paar Signalleitungen 12, 13 und eine Übertragungsleitung zum Übertragen eines differentiellen Signals über das Paar Signalleitungen 12, 13. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Signalleitung 12 eine Hochpotenzialsignalleitung und die Signalleitung 13 ist eine Niederpotenzialsignalleitung. Außerdem ist die Busleitung 11 mit anderen ECUs verbunden. Die vorliegende Ausführungsform beschreibt, dass drei ECUs 2 bis 4 als andere ECUs verwendet werden; die Anzahl der anderen ECUs ist jedoch nicht auf drei beschränkt.
Ein Kommunikationssystem 10, das durch die ECUs 1 bis 4 und die Busleitung 11 ausgebildet wird, enthält beispielsweise ein Fahrzeugkommunikationssystem, das an einem Kraftfahrzeug montiert ist. Der Kommunikationsmodus (d. h. Kommunikationsprotokoll) in dem Kommunikationssystem 10 wird beispielsweise durch ein CAN (Steuernetzwerk; eingetragene Marke) durchgeführt, der Kommunikationsmodus kann jedoch auch mittels anderer Protokolle durchgeführt werden.
Wie es in 3 gezeigt ist, sind, wenn sich die Busleitung 11 in einem Schlafzustand befindet, mit anderen Worten, wenn sämtliche ECUs, die mit der Busleitung verbunden sind, keine Kommunikation durchführen, „VH“ als eine Spannung an der Signalleitung 12 und „VL“ als eine Spannung an der Signalleitung 13 gleich 0 Volt. Wenn anschließend irgendeine der ECUs ihre Übertragung startet, kehrt die Busleitung in einen aktivierten Zustand zurück, und daher ändern sich „VH“ und „VL“ in einen dominanten Pegel oder einen rezessiven Pegel.
Wenn beispielsweise die Energiequellenspannung zur Ansteuerung der Busleitung 11 gleich 5 Volt ist, ist „VH“ gleich 3,5 Volt und „VL“ ist gleich 1,5 Volt in einem Fall, in dem ein Signal eines dominanten Pegels an die Busleitung 11 ausgegeben wird. Dementsprechend ist die differentielle Spannung Vdif als eine Spannungsdifferenz (d. h. VH-VL) zwischen den Signalleitungen 12, 13 gleich 2 Volt (d. h. 3,5 Volt - 1,5 Volt). Die differentielle Spannung Vdif von 2 Volt entspricht der differentiellen Spannung Vdif auf dem dominanten Pegel. Mit anderen Worten, das differentielle Signal ist ein Signal eines dominanten Pegels. Wenn das Signal eines rezessiven Pegels an die Busleitung 11 ausgegeben wird, ist die Spannung „VH“ und „VL“ gleich 2,5 Volt, so dass die differentielle Spannung Vdif gleich 0 Volt wird. Die differentielle Spannung Vdif mit 0 Volt entspricht der differentiellen Spannung Vdif auf dem rezessiven Pegel. Mit anderen Worten, das differentielle Signal entspricht dem rezessiven Pegel. Man beachte, dass die jeweiligen obigen Spannungswerte nur jeweilige Beispiele eines Standardwertes sind. Der Wert kann sich von dem Standardwert unterscheiden, solange wie der Wert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereiches liegt.
Andererseits ist in dem Kommunikationssystem 10 die Betriebsenergiequelle für die ECU 1 beispielsweise eine Zündenergiequelle, und mindestens zwei Betriebsenergiequellen für einen Teil der anderen ECUs 2 bis 4 sind Batterieenergiequellen. Die Betriebsenergiequelle für die ECU ist eine Energiequelle, die die ECU betreibt. In diesem Beispiel wird die Energiequellenspannung der Energiequelle der ECU zur Aktivierung eines Mikrocomputers als einer Verarbeitungseinheit für den Betrieb der ECU zugeführt. Außerdem ist die Batterieenergiequelle eine Energiequelle, deren Spannung konstant der ECU von der Batterie in dem Kraftfahrzeug zugeführt wird; und die Zündenergiequelle ist eine Energiequelle, deren Spannung der ECU von der Batterie in einem Fall zugeführt wird, in dem sich das Kraftfahrzeug in einem Zündzustand befindet.
Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die ECU 1 einen Mikrocomputer 21 zum Steuern des Betriebs der ECU 1, einen Kommunikationstransceiver 23, der mit der Busleitung 11 verbunden ist, eine Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung 25 und eine Einergiequellensteuerschaltung 27 als eine Energiequellensteuerung zum Steuern der Energiezufuhr zu der Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung 25.
Der Transceiver 23 enthält eine Empfangsschaltung 23a und eine Sendeschaltung 23b.
Die Empfangsschaltung 23a wandelt die differentielle Spannung Vdif der Busleitung 11 in ein hochpegeliges oder niederpegeliges Empfangssignal RxD um und gibt das Empfangssignal RxD an den Mikrocomputer 21 aus. Die Empfangsschaltung 23a stellt beispielsweise das Empfangssignal RxD auf den niedrigen Pegel ein, wenn die differentielle Spannung Vdif gleich oder größer als ein Schwellenwert Va ist, der zwischen 0V, was dem rezessiven Pegel entspricht, und 2V, was dem dominanten Pegel entspricht, eingestellt wird, und stellt das Empfangssignal auf einen hohen Pegel ein, wenn die differentielle Spannung Vdif kleiner als der Schwellenwert Va ist. Außerdem gibt die Sendeschaltung 23b das Signal eines dominanten Pegels oder das Signal eines rezessiven Pegels an die Busleitung 11 als Reaktion auf ein hochpegeliges Sendesignal TxD oder niederpegeliges Sendesignal TxD, das von dem Mikrocomputer 21 ausgegeben wird, aus.
Dementsprechend führt der Mikrocomputer 21 eine Kommunikation mit den anderen ECUs 2 bis 4 unter Verwendung des Transceivers 23 durch. Das Konzept des Mikrocomputers 21, der mit den anderen ECUs 2 bis 4 kommuniziert, entspricht dem Konzept der ECU 1, die mit den anderen ECUs 2 bis 4 kommuniziert.
Die Wellenformverzerrungsunterdrückungsschaltung 25 (im Folgenden als „Unterdrückungsschaltung 25“ bezeichnet) ist eine Schaltung, die eine Verzerrung der Wellenform des differentiellen Signals, das über die Busleitung 11 zu übertragen ist, unterdrückt, und wird durch die Zufuhr der Energiequellenspannung Vs betrieben. Die Konfiguration der Unterdrückungsschaltung 25 wird später beschrieben.
Die Batterieenergiequelle, die nicht die Zündenergiequelle ist, führt als Betriebsenergiequelle ihre Spannung ebenfalls der ECU 1 zu. In der ECU 1 erzeugt die Energiequellenschaltung (nicht gezeigt) eine vorbestimmte Energiequellenspannung Vm aus der Zündenergiequellenspannung und erzeugt eine vorbestimmte Energiequellenspannung Vs aus der Batterieenergiequellenspannung. Der Mikrocomputer 21 wird mit der Energiequellenspannung Vm, die von der Zündenergiequellenspannung erzeugt wird, betrieben, und die Energiequellenspannung Vs, die mit der Batterieenergiequellenspannung erzeugt wird, wird der Unterdrückungsschaltung 25 über die Energiequellensteuerschaltung 27 zugeführt. Außerdem wird die Energiequellenspannung Vs ebenfalls als Energiequelle bzw. Energiequellenspannung für den Transceiver 23 und die Energiequellensteuerschaltung 27 verwendet. Die Energiequellenspannung Vm und die Energiequellenspannung Vs betragen beispielsweise 5 Volt.
Die Energiequellensteuerschaltung 27 enthält einen Schalter 31, einen Komparator 32 und einen monostabilen Multivibrator 33.
Der Schalter 31 führt der Unterdrückungsschaltung 25 die Energiequellenspannung Vs zu, wenn er eingeschaltet ist. Der Schalter 31 wird eingeschaltet, wenn das Ausgangssignal So2 des monostabilen Multivibrators 33 einen aktiven Pegel aufweist. Mit anderen Worten, das Ausgangssignal So2 auf dem aktiven Pegel, das von dem monostabilen Multivibrator 33 ausgegeben wird, wird zu einem Ansteuersignal des Schalters 31. Der aktive Pegel des Ausgangssignals So2 entspricht in der vorliegenden Ausführungsform dem hohen Pegel, kann jedoch auch dem niedrigen Pegel entsprechen. Außerdem wird der Schalter 31 durch ein Schaltelement wie beispielsweise einem MOSFET oder einem bipolaren Transistor ausgebildet, kann jedoch auch beispielsweise durch ein Relais ausgebildet werden.
Die Pegel „VH“ und „VL“ werden in den Komparator 32 eingegeben. Anschließend führt der Komparator 32 einen Wechsel des Pegels des Ausgangssignals So1 zwischen dem hohen Pegel und dem niedrigen Pegel als Reaktion daraufhin durch, ob die differentielle Spannung Vdif (= VH - VL) größer oder gleich einem vorbestimmten Wert Vb ist oder nicht. In der vorliegenden Ausführungsform stellt der Komparator 32 das Ausgangssignal So1 auf den hohen Pegel ein, wenn die differentielle Spannung Vdif größer oder gleich dem vorbestimmten Wert Vb ist, und stellt das Ausgangssignal So1 auf den niedrigen Pegel ein, wenn die differentielle Spannung Vdif kleiner als der vorbestimmte Wert Vb ist. Der vorbestimmte Wert Vb ist eine Spannung zwischen 0 Volt, was dem rezessiven Pegel entspricht, und 2 Volt, was dem dominanten Pegel entspricht, und wird beispielsweise auf 0,7 Volt eingestellt.
Der monostabile Multivibrator 33 (im Folgenden als „Multivibrator 33“ bezeichnet) ist eine Pulserzeugungsschaltung, die Nachtriggern ermöglicht. Das Ausgangssignal So1 des Komparators 32 wird als ein Eingangssignal in den Multivibrator 33 eingegeben.
Der Multivibrator 33 stellt das Ausgangssignal So2 zum Einschalten des Schalters 31 nur für ein vorbestimmtes Zeitintervall Ton ein, wenn eine effektive bzw. wirksame Flanke in dem Eingangssignal auftritt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die wirksame Flanke eine ansteigende Flanke von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel. Dementsprechend stellt der Multivibrator 33 das Ausgangssignal So2 nur für die vorbestimmte Zeitperiode Ton ein, wenn eine ansteigende Flanke (mit anderen Worten eine Änderung in Form eines Anstiegs) in dem Ausgangssignal So1 des Komparators 32 auftritt. Wenn der Multivibrator 33 das Ausgangssignal So2 auf den hohen Pegel einstellt, dehnt sich die Ausgabe des Ausgangssignals So2 mit dem hohen Pegel bis auf nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitperiode Ton von dem Zeitpunkt an, zu dem währenddessen eine wirksame Flanke erneut in dem Eingangssignal auftritt (d. h. dem Ausgangssignal So1 des Komparators 32), aus.
Wie es in 2 gezeigt ist, enthält die Unterdrückungsschaltung 25 einen P-Kanal-MOSFET 41 und einen N-Kanal-MOSFET 42, die parallel geschaltet sind, und die jeweiligen Drain-Anschlüsse sind zwischen den Signalleitungen 12, 13 verbunden. Die Unterdrückungsschaltung enthält außerdem einen Kondensator 43, Widerstände 44, 45 und einen N-Kanal-MOSFET 46.
Die Serienschaltung, die durch den Kondensator 43 und den Widerstand 44 ausgebildet wird, ist zwischen die Signalleitungen 12, 13 geschaltet. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 43 und dem Widerstand 44 ist mit dem Gate-Anschluss des P-Kanal-MOSFET 41 verbunden. Die Serienschaltung bildet eine Verzögerungsschaltung 48.
Der N-Kanal-MOSFET 46 weist einen Source-Anschluss, der mit der Signalleitung 13 verbunden ist, und einen Gate-Anschluss auf, der mit der Signalleitung 12 verbunden ist. Der Drain-Anschluss des N-Kanal-MOSFET 46 ist mit einem Ende des Widerstands 45 und dem Gate des N-Kanal-MOSFET 42 verbunden. Die Energiequellenspannung Vs wird dem anderen Ende des Widerstands 45 über den Schalter 31 in der Energiequellensteuerschaltung 27 zugeführt.
Der P-Kanal-MOSFET 41 entspricht einem ersten Schaltelement und der N-Kanal-MOSFET 42 entspricht einem zweiten Schaltelement. Die Verzögerungsschaltung 48, der Widerstand 45 und der N-Kanal-MOSFET 46 bilden eine Steuerschaltung 49.
Im Folgenden wird der Betrieb der Unterdrückungsschaltung 25, wenn die Energiequellenspannung Vs über den Schalter 31 zugeführt wird, beschrieben.
Beide Enden der Signalleitungen 12, 13 sind mit einem Anschlusswiderstand (nicht gezeigt) verbunden. Der Widerstandswert des Anschlusswiderstands beträgt beispielsweise 120 Ohm. Wenn die differentielle Spannung Vdif an der Busleitung 11 von dem dominanten Pegel in den rezessiven Pegel geändert wird, wird die Busleitung 11 in einen Nicht-Ansteuerzustand gebracht und die Impedanz auf der Busleitung 11 wird größer. Dementsprechend tritt aufgrund einer Reflexion eine Wellenformverzerrung wie beispielsweise ein Überschwingen oder Unterschwingen in der Wellenform des differentiellen Signals, das über die Busleitung 11 übertragen wird, auf. Mit anderen Worten, es tritt ein sog. Ringing in der Wellenform auf.
Die Unterdrückungsschaltung 25 ist eine Schaltung, die das Ringing als Wellenformverzerrung unterdrückt.
Da der N-Kanal-MOSFET 46 eingeschaltet wird, wenn die differentielle Spannung Vdif den dominanten Pegel aufweist, wird der N-Kanal-MOSFET 42 ausgeschaltet. Da die Spannung zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss des N-Kanal-MOSFET 46 nur eine Spannung zum Laden des Kondensators 43 ist, wird der P-Kanal-MOSFET 41 eingeschaltet.
Wenn sich anschließend die differentielle Spannung Vdif von dem dominanten Pegel in den rezessiven Pegel ändert, wird der N-Kanal-MOSFET 46 ausgeschaltet und dann wird die Energiequellenspannung Vs dem Gate-Anschluss des N-Kanal-MOSFET 42 zugeführt. Dementsprechend wird der N-Kanal-MOSFET 42 eingeschaltet.
Somit werden die Signalleitungen 12 und 13 über den Durchlasswiderstand des P-Kanal-MOSFET 41 und des N-Kanal-MOSFET 42 verbunden, so dass die Impedanz niedriger wird. Dementsprechend wird Energie der Wellenformverzerrung, die in einer Periode erzeugt wird, in der die differentielle Spannung Vdif von dem dominanten Pegel in den rezessiven Pegel geändert wird, durch den Einschaltwiderstand verbraucht, so dass das Ringing unterdrückt wird.
Da die Ladung des Kondensators 43 durch den Widerstand 44 entladen wird, wird der Absolutwert der Spannung zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss des P-Kanal-MOSFET 41 graduell niedriger und der P-Kanal-MOSFET 41 wird ausgeschaltet, wenn der Absolutwert kleiner als der Schwellenwert wird.
Wenn die Steuerschaltung 49, die durch die Verzögerungsschaltung 48, den Widerstand 45 und den N-Kanal-MOSFET 46 ausgebildet wird, eine Änderung der differentiellen Spannung Vdif von dem dominanten Pegel in den rezessiven Pegel erfasst, werden der P-Kanal-MOSFET 41 und der N-Kanal-MOSFET 42 gleichzeitig für eine vorbestimmte Zeitdauer eingeschaltet. Somit steuert die Steuerschaltung 49 die Impedanz zwischen den Signalleitungen 12, 13, so dass diese signifikant in einer Periode abfällt, die einen Übergang des Pegels der differentiellen Spannung Vdif aufweist, und dann wird die Energie, die durch die Verzerrung der Wellenform des differentiellen Signals verursacht wird, durch den Einschaltwiderstand der MOSFETs 41 und 42 absorbiert, so dass das Ringing unterdrückt wird. Außerdem kann die Länge der vorbestimmten Zeitdauer durch die Kapazität des Kondensators 43 und den Widerstandswert des Widerstands 44 (d. h. Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung 48) eingestellt werden.
Die anderen ECUs 2 bis 4 weisen eine ähnliche Konfiguration wie die ECU 1 auf. Für die ECU, in der die Betriebsenergiequelle eine Batterieenergiequelle ist, wird jedoch der Mikrocomputer durch die Energiequellenspannung Vs, die von der Batteriespannung erzeugt wird, betrieben.
Im Folgenden wird der Betrieb der Energiesteuerschaltung 27 mit Bezug auf 3 beschrieben. Man beachte, dass in der untersten Reihe der 3 „AUS“ angibt, dass die Energiequellenspannung Vs der Unterdrückungsschaltung 25 nicht zugeführt wird, und „EIN“ angibt, dass die Energiequellenspannung Vs der Unterdrückungsschaltung 25 zugeführt wird.
Wie es auf der linken Seite der Zeit t1 in 3 gezeigt ist, weist, wenn die Busleitung 11 sich in dem Schlafzustand befindet, da „VH“ und „VL“ jeweils 0 Volt sind, das Ausgangssignal So1 des Komparators 32 weiterhin den niedrigen Pegel auf, so dass das Ausgangssignal So2 des Komparators 33 den niedrigen Pegel aufweist. Dementsprechend ist der Schalter 31 ausgeschaltet, so dass der Unterdrückungsschaltung 25 die Energiequellenspannung Vs nicht zuführt wird.
Wie es bei dem Zeitpunkt t1 der 3 gezeigt ist, startet irgendeine der ECUs 1 bis 4, die mit der Busleitung 11 verbunden sind, die Übertragung und wenn sich der Pegel der differentiellen Spannung Vdif von dem rezessiven Pegel (d. h. 0 Volt) in den dominanten Pegel (d. h. 2 Volt) ändert, ändert sich der Pegel des Ausgangssignals So1 des Komparators 32 von dem niedrigen Pegel in den hohen Pegel. Mit anderen Worten, es tritt eine ansteigende Flanke in dem Ausgangssignal So1 des Komparators 32 auf.
Anschließend wird der Pegel des Ausgangssignals So1 des Multivibrators 33 in den hohen Pegel geändert. Als Ergebnis wird der Schalter 31 eingeschaltet, so dass der Unterdrückungsschaltung 25 die Energiequellenspannung Vs zugeführt wird. Dann stellt der Multivibrator 33 fortgesetzt den Pegel des Ausgangssignals So2 auf den hohen Pegel bis zum Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer Ton ein, da die ansteigende Flanke in dem Ausgangssignals So1 des Komparators 32 auftritt.
Wenn irgendeine der ECUs 1 bis 4 eine Übertragung durchführt, tritt außerdem eine Änderung des Pegels der differentiellen Spannung Vdif von dem dominanten Pegel in den rezessiven Pegel oder von dem rezessiven Pegel in den dominanten Pegel auf. Dementsprechend treten die ansteigende Flanke und die abfallende Flanke abwechselnd in dem Ausgangssignal So1 des Komparators 32 auf.
Während der Multivibrator 33 das Ausgangssignal So2 auf den hohen Pegel einstellt, wie es von dem Zeitpunkt t2 bis zu dem Zeitpunkt t4 in 3 gezeigt ist, wird die Ausgabe des Ausgangssignals So2 mit dem hohen Pegel bis auf das Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer Ton von dem Zeitpunkt, zu dem die ansteigende Flanke erneut (letztmalig) in dem Ausgangssignal So1 des Komparators 32 auftritt, erstreckt. Wenn irgendeine der ECUs 1 bis 4 eine Übertragung durchführen, verbleibt dementsprechend das Ausgangssignal So2 des Multivibrators 33 weiterhin auf dem hohen Pegel, so dass die Energiequellenspannung Vs fortgesetzt der Unterdrückungsschaltung 25 zugeführt wird.
Hinsichtlich der vorbestimmten Zeitdauer Ton, während der der Multivibrator 33 das Ausgangssignal So2 auf den hohen Pegel einstellt, wird, wenn irgendeine der ECUs 1 bis 4 eine Kommunikation durchführt, die vorbestimmte Zeitdauer Ton auf länger als der Maximalwert des Zeitintervalls eingestellt, mit dem die wirksame Flanke in dem Eingangssignal des Multivibrators 33 auftritt. Das Zeitintervall, mit dem die wirksame Flanke in dem Eingangssignal des Multivibrators 33 auftritt, ist ein Zeitintervall, in dem eine Änderung von dem rezessiven Pegel (mit anderen Worten dem nicht dominanten Pegel) in den dominanten Pegel der differentiellen Spannung Vdif erfolgt. Dann wird eine Änderung von dem rezessiven Pegel in den dominanten Pegel der differentiellen Spannung Vdif von dem Komparator 32 und dem Multivibrator 33 erfasst.
Anschließend wird, wie es bei dem Zeitpunkt t5 der 3 gezeigt ist, die Übertragung, die von sämtlichen ECUs 1 bis 4, die mit der Busleitung 11 verbunden sind, durchgeführt wird, beendet, und dann ändert sich der Zustand der Busleitung 11 von dem aktivierten Zustand in den Schlafzustand.
In dieser Situation ändert der Multivibrator 33 das Ausgangssignal So2 von dem hohen Pegel in den niedrigen Pegel zu dem Zeitpunkt t6 nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer Ton ab dem Zeitpunkt t4, zu dem die Änderung der differentiellen Spannung Vdif in den dominanten Pegel aufgetreten ist. Somit wird der Schalter 31 ausgeschaltet und dann wird die Zufuhr der Energiequellenspannung Vs zu der Unterdrückungsschaltung 25 gestoppt.
Die ECU 1 der vorliegenden Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, enthält außerdem eine Energiesteuerschaltung 27 zum Steuern der Zufuhr oder das Unterbrechen der Zufuhr der Energiequellenspannung Vs zu der Unterdrückungsschaltung 25 als Reaktion auf eine Änderung der differentiellen Spannung Vdif.
Wenn es eine Änderung der differentiellen Spannung Vdif anschließend an die Übertragung, die von irgendeiner der ECUs, die ECU 1 enthalten, durchgeführt wird, auftritt, wird die Zufuhr der Energiequellenspannung Vs zu der Unterdrückungsschaltung 25 durchgeführt. Wenn keine Änderung der differentiellen Spannung Vdif nach der Übertragung auftritt, wird die Zufuhr der Energiequellenspannung Vs zu der Unterdrückungsschaltung 25 unterbrochen.
Sogar wenn der Unterdrückungsschaltung 25 die Energiequellenspannung Vs nicht konstant zugeführt wird, kann die Unterdrückungsschaltung 25 dementsprechend weiterhin nach Bedarf betrieben werden. Als Ergebnis kann sowohl eine Verringerung des Energieverbrauches als auch eine Unterdrückung einer Wellenformverzerrung erzielt werden.
Die Unterdrückungsschaltung 25 kann beispielsweise sogar in einer Situation betrieben werden, in der in Bezug auf einen Teil der anderen ECUs 2 bis 4 die ECUs, in denen die Betriebsenergiequelle eine Batterieenergiequelle ist, eine Kommunikation durchführen, nachdem die Zufuhr der Spannung der Zündenergiequelle als Betriebsquelle zu der ECU 1 unterbrochen wurde. Dementsprechend kann die Kommunikationsqualität zwischen den ECUs verbessert werden. Dann kann die Wirkung der Verbesserung der Kommunikationsqualität sogar ohne die Konfiguration erzielt werden, bei der die Energiequellenspannung Vs konstant der Unterdrückungsschaltung 25 zugeführt wird.
Die Energiequellensteuerschaltung 27 enthält den Schalter 31, der einen Wechsel zwischen der Zufuhr und der Unterbrechung der Zufuhr der Energiequellenspannung Vs zu der Unterdrückungsschaltung 25 durchführt, und den Multivibrator 33. Wenn der Multivibrator 33 eine Änderung des Pegels der differentiellen Spannung Vdif in den dominanten Pegel erfasst, wird das Ausgangssignal So2 mit dem hohen Pegel zum Einschalten des Schalters 31 nur für die vorbestimmte Zeitdauer Ton ausgegeben. Wenn der Multivibrator 33 erneut eine Änderung der differentiellen Spannung Vdif in den dominanten Pegel während der Ausgabe des Ausgangssignals So2 mit dem hohen Pegel erfasst, wird die Ausgabe des Ausgangssignals So2 mit dem hohen Pegel bis auf nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer Ton ab dem Zeitpunkt, zu dem die Änderung erneut erfasst wurde, erstreckt.
Sogar wenn die Energiequellenspannung Vs nicht konstant der Unterdrückungsschaltung 25 zugeführt wird, kann dementsprechend der Betrieb der Unterdrückungsschaltung 25 in einem Fall, in dem irgendeine der ECUs 1 bis 4 eine Kommunikation durchführt, bewirkt werden. Man beachte, dass der Multivibrator 33 der Signalausgabeschaltung entspricht.
Außerdem enthält die Energiequellensteuerschaltung 27 einen Komparator 32 als Vergleichsschaltung. Der Multivibrator 33 erfasst eine Änderung der differentiellen Spannung Vdif über das Ausgangssignal So1 des Komparators 32. Dementsprechend erfasst der Multivibrator 33 auf einfache Weise eine Änderung des Wertes der differentiellen Spannung Vdif von einem Wert, der kleiner als der vorbestimmte Wert Vb ist, auf einen Wert, der größer oder gleich dem vorbestimmten Wert Vb ist, mit anderen Worten, eine Änderung in den dominanten Pegel.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine ECU gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Für die Komponenten, die identisch mit denjenigen sind, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, werden dieselben Bezugszeichen verwendet. Dasselbe gilt für die weiteren später beschriebenen Ausführungsformen.
Wie es in 4 gezeigt ist, enthält eine ECU 51 gemäß der zweiten Ausführungsform eine Energiequellensteuerschaltung 57, die die Energiequellensteuerschaltung 27 ersetzt, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird.
Im Vergleich zu der Energiequellensteuerschaltung 27 enthält die Energiequellensteuerschaltung 57 den Komparator 32 nicht, und es wird ein Empfangssignal RxD, das von dem Transceiver 23 ausgegeben wird, als ein Eingangssignal in den Multivibrator 33 eingegeben. Mit anderen Worten, der Multivibrator 33 erfasst eine Änderung der differentiellen Spannung Vdif über das Empfangssignal RxD.
Außerdem ist das Empfangssignal RxD ein Signal, das den Pegel des Ausgangssignals des Komparators 32 der ersten Ausführungsform invertiert. Dementsprechend ist in Bezug auf das Eingangssignal des Multivibrators 33 die wirksame Flanke eine abfallende Flanke, die den Pegel von dem hohen Pegel in den niedrigen Pegel ändert.
Die oben beschriebene ECU 51 erzielt ähnliche Wirkungen wie die ECU 1 der ersten Ausführungsform. Außerdem können durch das Weglassen des Komparators 32 die Kosten und der Installationsraum verringert werden.
Dritte Ausführungsform
Wie es in 5 gezeigt ist, enthält eine ECU 61 gemäß der dritten Ausführungsform eine Energiequellensteuerschaltung 67, die die Energiequellensteuerschaltung 57 ersetzt, die in der ECU 51 der zweiten Ausführungsform verwendet wird.
Außerdem enthält die Energiequellensteuerschaltung 67 im Vergleich zu der Energiequellensteuerschaltung 57 eine AUS-Schaltung 34.
Das Ausgangssignal So2 des Multivibrators 33 und ein Wartesteuersignal Ssc, das von dem Mikrocomputer 21 als einer Verarbeitungseinheit ausgegeben wird, werden in die AUS-Schaltung 34 eingegeben.
Das Wartesteuersignal Ssc ist ein Signal, das einen Wechsel des Zustands des Transceivers 23 zwischen einem aktivierten Zustand für einen gewöhnlichen Betrieb und einem Wartezustand, in dem der Betrieb gestoppt wird, um den Energieverbrauch zu verringern, durchführt. In der vorliegenden Ausführungsform ändert sich der Zustand des Transceivers 23 in den Wartezustand, wenn das Wartesteuersignal Ssc einen hohen Pegel aufweist, und ändert sich in den aktivierten Zustand, wenn das Wartesteuersignal Ssc den niedrigen Pegel ausweist. Man beachte, dass, wenn sich die Transceiver 23 in sämtlichen ECUs in dem Kommunikationssystem in dem Wartezustand befinden, die Busleitung 11 in den Schlafzustand versetzt wird. Wenn sich der Transceiver 23 in dem aktivierten Zustand befindet, führt er einen Betrieb, der die differentielle Spannung Vdif an der Busleitung 11 in das Empfangssignal RxD umwandelt, und einen Betrieb, der das Signal eines dominanten Pegels und das Signal eines rezessiven Pegels als Reaktion auf das Sendesignal TxD an die Busleitung ausgibt, aus.
Anschließend gibt die AUS-Schaltung 34 ein ODER-Signal aus dem Ausgangssignal So2 des Multivibrators 33 und dem invertierten Signal des Wartesteuersignals Ssc aus.
Außerdem wird der Schalter 31 während einer Zeitdauer, während der das Ausgangssignal So3 der AUS-Schaltung einen hohen Pegel aufweist, eingeschaltet, und dementsprechend wird die Energiequellenspannung Vs der Unterdrückungsschaltung 25 zugeführt.
Dementsprechend führt die Energiequellensteuerschaltung 67 die Energiequellenspannung Vs der Unterdrückungsschaltung 25 unabhängig von einer Änderung der differentiellen Spannung Vdif in einem Fall zu, in dem das Wartesteuersignal Ssc von dem Mikrocomputer 21 den hohen Pegel aufweist, mit anderen Worten in einem Fall, in dem der Mikrocomputer 21 den Transceiver 23 in den aktivierten Zustand versetzt.
In der oben beschriebenen ECU 61 wird, wenn der Mikrocomputer 21 ein Aufwachen der Busleitung 11 von dem Schlafzustand in den aktivierten Zustand ermöglicht, das Wartesteuersignal Ssc von dem hohen Pegel in den niedrigen Pegel versetzt, um den Transceiver 23 zu aktivieren. Wenn dann das Wartesteuersignal Ssc auf den hohen Pegel eingestellt ist, wird die Zufuhr der Energiequellenspannung Vs zu der Unterdrückungsschaltung 25 sogar ohne Änderung der differentiellen Spannung Vdif gestartet.
Wenn der Mikrocomputer 21 in der ECU 61 ein Aufwachen der Busleitung 11 ermöglicht, kann dementsprechend die Zufuhr der Energiequellenspannung Vs zu der Unterdrückungsschaltung 25 vor dem Zeitpunkt gestartet werden, zu dem die differentielle Spannung Vdif anfänglich geändert wird (mit anderen Worten dem Zeitpunkt, zu dem ein Anfangssignal an die Busleitung 11 ausgegeben wird).
Man beachte, dass die Konfiguration mit der zusätzlichen AUS-Schaltung 34 auch für die ECU 1 der ersten Ausführungsform verwendet werden kann.
Vierte Ausführungsform
In Bezug auf die ECUs 1, 51, 61, die zuvor bei den ersten bis dritten Ausführungsformen beschrieben wurden, können die Energiequellensteuerschaltungen 27, 57, 67 jeweils derart ausgebildet sein, dass der Transceiver 23 in derselben integrierten Schaltung angeordnet ist. Dementsprechend können eine Miniaturisierung und eine Verringerung der Kosten der ECUs 1, 51, 61 erzielt werden.
Oben wurden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann verschiedene Modi annehmen. Außerdem sind die obigen numerischen Werte nur Beispiele. Es können andere numerische Werte gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die Energiequellensteuerschaltungen 27, 57, 67 in den ersten bis dritten Ausführungsformen sind beispielsweise ausgelegt, eine Änderung von dem rezessiven Pegel in den dominanten Pegel als eine Änderung der differentiellen Spannung Vdif zu erfassen. Es kann jedoch auch eine Änderung von dem dominanten Pegel in den rezessiven Pegel der differentiellen Spannung Vdif ein Änderungserfassungsziel sein. Außerdem kann eine Änderung des zu erfassenden Ziels eine Änderung von dem rezessiven Pegel in den dominanten Pegel oder eine Änderung von dem dominanten Pegel in den rezessiven Pegel sein.
Die Energiequellensteuerschaltungen 27, 57, 67 können beispielsweise bestimmen, ob die differentielle Spannung Vdif den dominanten Pegel aufweist, um die Energiequellenspannung Vs zuzuführen, wenn bestimmt wird, dass die differentielle Spannung Vdif den dominanten Pegel aufweist, oder während der vorbestimmten Zeitdauer Ton von dem Zeitpunkt an, zu dem bestimmt wird, dass die differentielle Spannung Vdif nicht den dominanten Pegel aufweist. Wenn sich dementsprechend der Pegel der differentiellen Spannung Vdif von 0 Volt in den dominanten Pegel nach Aktivierung der Busleitung 11 aus dem Schlafzustand ändert, beginnt die Zufuhr der Energiequellenspannung zu der Unterdrückungsschaltung 25. Wenn anschließend eine Periode, während der die differentielle Spannung Vdif nicht den dominanten Pegel aufweist, länger oder gleich der vorbestimmten Zeitperiode Ton ist, wird die Zufuhr der Energiequellenspannung zu der Unterdrückungsschaltung 25 gestoppt.
Für die Unterdrückungsschaltung 25 kann auch eine Schaltung, die eine andere Konfiguration als die Konfiguration, die in 2 dargestellt ist, aufweist, verwendet werden, beispielsweise die Ringing-Unterdrückungsschaltung, die in der JP 2012-244220 A beschrieben ist. Wenn die Steuerschaltung 49 in der Unterdrückungsschaltung 25 eine Änderung der differentiellen Spannung Vdif von dem rezessiven Pegel in den dominanten Pegel erfasst, können die MOSFETs 41, 42 gleichzeitig für eine vorbestimmte Zeitdauer eingeschaltet werden. Außerdem kann beispielsweise eine Schaltung zum Unterdrücken einer Wellenformverzerrung durch Ändern der Kapazität oder Impedanz zwischen den Signalleitungen 12, 13 als Unterdrückungsschaltung 25 verwendet werden.
In der ECU, bei der die Betriebsenergiequelle eine Batterieenergiequelle als Teil der ECUs, die das Kommunikationssystem 10 bilden, ist, kann die Energiequellenspannung Vs, die von der Batteriespannung erzeugt wird, konstant der Unterdrückungsschaltung 25 zugefügt werden.

Claims

Elektronische Vorrichtung (1, 51, 61), die einen Transceiver (23) aufweist, der mit einer Differentiellsignalübertragungsleitung (11) zum Übertragen eines differentiellen Signals über ein Paar Signalleitungen (12, 13) verbunden ist, um mit einer oder mehreren anderen Vorrichtungen (2 bis 4), die mit der Differentiellsignalübertragungsleitung verbunden sind, zu kommunizieren, wobei die elektronische Vorrichtung aufweist: eine Unterdrückungsschaltung (25), die mit einer Energiequellenspannung betrieben wird, um eine Wellenformverzerrung in dem differentiellen Signal zu unterdrücken, das über die Differentiellsignalübertragungsleitung übertragen wird; eine Energiequellensteuerung (27, 57, 67), die eine Zufuhr oder eine Unterbrechung der Zufuhr der Energiequellenspannung zu der Unterdrückungsschaltung als Reaktion auf eine Änderung einer differentiellen Spannung zwischen dem Paar Signalleitungen steuert, und eine Verarbeitungseinheit (21), die einen Zustand des Transceivers zwischen einem Aktivierungszustand für einen gewöhnlichen Betrieb und einem Wartezustand zum Stoppen des gewöhnlichen Betriebs, um einen Energieverbrauch zu verringern, schaltet, wobei die Energiequellensteuerung (67) die Energiequellenspannung der Unterdrückungsschaltung unabhängig von einem Vorhandensein oder einer Abwesenheit der Änderung der differentiellen Spannung zuführt, wenn die Verarbeitungseinheit den Transceiver in den aktivierten Zustand versetzt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Energiequellensteuerung enthält: einen Schalter (31), der der Unterdrückungsschaltung die Energiequellenspannung zuführt, wenn der Schalter eingeschaltet ist; und eine Signalausgabeschaltung (33), die ein Ausgeben eines Ansteuersignals zum Einschalten des Schalters in einer vorbestimmten Zeitdauer nach einem Erfassen der Änderung der differentiellen Spannung durchführt und das Ausgeben des Ansteuersignals bis zu einem Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer seit einem Zeitpunkt, zu dem die Änderung der differentiellen Spannung erneut während des Ausgebens des Ansteuersignals erfasst wurde, ausdehnt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Signalausgabeschaltung die Änderung der differentiellen Spannung durch ein Empfangssignal von dem Transceiver erfasst.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Energiequellensteuerung (27) eine Komparatorschaltung (32) zum Empfangen von Spannungen von dem Paar Signalleitungen und zum Schalten eines Ausgangssignals zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel auf der Grundlage dessen, ob eine Differenz zwischen den Spannungen von dem Paar Signalleitungen größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, enthält; und die Signalausgabeschaltung die Änderung der differentiellen Spannung durch das Ausgangssignal der Komparatorschaltung erfasst.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Energiequellensteuerung und der Transceiver sich in derselben integrierten Schaltung befinden.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Unterdrückungsschaltung enthält: ein erstes Schaltelement (41) und ein zweites Schaltelement (42), die in Serie zwischen das Paar Signalleitungen geschaltet sind; und eine Steuerschaltung (49), die eine Impedanz zwischen dem Paar Signalleitungen durch gleichzeitiges Einschalten des ersten Schaltelementes und des zweiten Schaltelementes in einer vorbestimmten Zeitdauer verringert, wenn die Änderung der differentiellen Spannung erfasst wird.