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GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Kommunikationseinrichtung für Kommunikationen eines Unterschiedssignals.
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HINTERGRUND
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In zurückliegenden Jahren wird ein CAN-FD-Protokoll, welches auf der Grundlage des CAN (Markenzeichen) (Controller Area Network) entwickelt wurde, verbreitet verwendet. CAN-FD (CAN mit Flexibler Datenrate) ist ein serielles Bussystem mit flexibler Datenrate. Im CAN-FD-Protokoll wird ein Rahmen, welcher übertragen und empfangen wird, mit einem Arbitrierungs- bzw. Entscheidungsbereich, der zur Bus Arbitration bzw. Buszugriffssteuerung verwendet wird, und einem Nichtarbitrierungs- bzw. Nichtentscheidungsbereich zur Datenspeicherung versehen. In dem Nichtentscheidungsbereich erfolgt eine Datenübertragung schneller als in dem Entscheidungsbereich.
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Zum Unterdrücken einer Wellenformstörung in dem Nichtentscheidungsbereich, in welchem schnelle Kommunikationen durchgeführt werden, schlägt die Druckschrift
US 2014/0330996 (Patentdokument) vor, einen Treiber so zu betreiben, dass eine differentielle Spannung bzw. Unterschiedsspannung mit einer zu der einer Dominanten entgegengesetzten Polarität in einem Kommunikationsnetzwerk zu einer Zeit des Ausgebens einer Rezessiven entwickelt wird. Da ein Fehlerrahmen in dem Nichtentscheidungsbereich in diesem Fall nicht erfasst werden kann, wird vorgeschlagen, den Fehlerrahmen auf der Grundlage eines Spannungspegels des Kommunikationsnetzwerks zu erfassen.
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Im konventionellen CAN ist jedoch eine Ausgangsimpedanz eines Übertragers bzw. Senders/Empfängers nicht normalisiert, das heißt, nicht geregelt. In dem in dem Patentdokument vorgeschlagenen konventionellen System werden daher bei einer Kollision entsprechend Eigenschaften von mit dem Kommunikationsnetzwerk verbundenen Übertragern unterschiedliche Potenziale erzeugt. Es ist folglich unmöglich, den Fehlerrahmen stabil zu erfassen.
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KURZBESCHREIBUNG
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Der Erfindung liegt daher als eine Aufgabe zugrunde, eine Kommunikationseinrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, einen Fehlerrahmen stabil zu erfassen.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt umfasst eine Kommunikationseinrichtung, die mit einem Kommunikationsnetzwerk verbindbar ist, mit einem Paar von Signalleitungen zum Übertragen eines Unterschiedssignals, einen ersten Übertragungsteil, einen zweiten Übertragungsteil, Stromüberwachungsteile und einen Prüfteil. Der erste Übertragungsteil ist dazu konfiguriert, das Unterschiedssignal entsprechend einem in zwei Werten ausgedrückten Übertragungssignal durch Umschalten eines Zustands des Kommunikationsnetzwerks zwischen einem angesteuerten Zustand zum Zuführen von Leistung zu dem Kommunikationsnetzwerk und einem nicht angesteuerten Zustand zum Abschalten einer Leistungszufuhr zu dem Kommunikationsnetzwerk in Entsprechung zu dem Übertragungssignal an das Kommunikationsnetzwerk zu übertragen. Zeitspannen des angesteuerten Zustands und des nicht angesteuerten Zustands des ersten Übertragungsteils werden als jeweils eine dominante Zeitspanne und eine rezessive Zeitspanne angenommen. Der zweite Übertragungsteil ist dazu konfiguriert, in der dominanten Zeitspanne in einem nicht angesteuerten Zustand und in der rezessiven Zeitspanne in einem angesteuerten Zustand zu sein, und Leistung derart an das Kommunikationsnetzwerk zu liefern, dass eine Polarität des Unterschiedssignals in der rezessiven Zeitspanne der des Unterschiedssignals in der dominanten Zeitspanne entgegengesetzt ist. Die Stromüberwachungsteile sind dazu konfiguriert, Größen von Leistungszufuhrströmen, die von dem zweiten Übertragungsteil an jede des Paars von Signalleitungen geliefert werden, zu überwachen. Der Prüfteil prüft, ob eine Signalkollision in dem Kommunikationsnetzwerk vorliegt, auf der Grundlage von Überwachungsergebnissen der Stromüberwachungsteile.
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In Übereinstimmung mit der wie vorstehend beschriebenen Kommunikationseinrichtung wird der Leistungsversorgungsstrom des zweiten Übertragungsteils erfasst, welche Eigenschaften andere, mit dem Kommunikationsnetzwerk verbundene Kommunikationseinrichtungen auch haben. Der erfasste Leistungsversorgungsstrom wird mit einem Leistungsversorgungsstrom verglichen, welcher normalerweise zugeführt wird, um eine Abnormalität des erfassten Leistungsversorgungsstroms, wie beispielsweise einen exzessiven bzw. zu hohen Strom, zu erfassen. Da der exzessive Strom auftritt, wenn eine Signalkollision, das heißt, ein Fehlerrahmen, in dem Kommunikationsnetzwerk vorliegt, ist es möglich, den Fehlerrahmen stabil zu erfassen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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2 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Übertragungsschaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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3A und 3B sind erklärende Diagramme, die äquivalente Schaltungen jeweils eines dominanten Ansteuerungsteils und eines rezessiven Ansteuerungsteils in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigen;
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4 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Stromüberwachungsschaltung, welche einen Leistungsversorgungsstrom zu CANL überwacht, in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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5 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Stromüberwachungsschaltung, welche einen Leistungsversorgungsstrom zu CANH überwacht, in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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6 ist ein Zeitverlaufsdiagramm, das einen Betriebsablauf der Übertragungsschaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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7 ist ein Schaltungsdiagramm, das die andere Konfiguration einer Stromüberwachungsschaltung zeigt, welche einen Leistungsversorgungsstrom zu CANL überwacht, in einem Modifikationsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
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8 ist ein Schaltungsdiagramm, das die andere Konfiguration einer Stromüberwachungsschaltung, welche einen Leistungsversorgungsstrom zu CANH überwacht, in dem Modifikationsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
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9 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Übertragungsschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
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10 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Stromüberwachungsschaltung, welche einen Leistungsversorgungsstrom zu CANL überwacht, in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
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11 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Stromüberwachungsschaltung, welche einen Leistungsversorgungsstrom zu CANH überwacht, in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt; und
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12 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Übertragungsschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Nachstehend wird eine Kommunikationseinrichtung unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsbeispiele beschrieben.
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[1. Erstes Ausführungsbeispiel]
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[1-1. Konfiguration]
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Bezug nehmend auf 1 ist ein Kommunikationssystem aus mehreren elektronischen Steuereinheiten (ECUs) 3, welche in einem Fahrzeug montiert bzw. verbaut sind, und einem Kommunikationsnetzwerk 7, das die mehreren ECUs 3 wechselseitig verbindet, gebildet.
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Jede ECU 3 führt Kommunikationen über das Kommunikationsnetzwerk 7 in Übereinstimmung mit einem CAN-FD-Protokoll aus, um verschiedenartige Information bereitzustellen oder zu beschaffen, und führt verschiedenartige Verarbeitungen auf der Grundlage von beschaffter Information zur Durchführung zugewiesener Funktionen aus.
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Ein in dem CAN-FD-Protokoll verwendeter Kommunikationsrahmen(CAN-FD-Rahmen) hat einen Arbitrationsbereich bzw. Entscheidungsbereich und einen Nichtarbitrationsbereich bzw. Nichtentscheidungsbereich. Eine Bitrate des Entscheidungsbereichs ist auf dieselbe Bitrate (zum Beispiel 500 Kbps) wie diejenige des konventionellen CAN festgelegt. Eine Bitrate des Nichtentscheidungsbereichs ist bis zu einem Maximum von 5 Mbps, welche höher ist als diejenige des Entscheidungsbereichs, wählbar. In dem Entscheidungsbereich wird eine Entscheidung bzw. Buszugriffssteuerung durchgeführt, wenn Sende- bzw. Übertragungssignale von den mehreren ECUs 3 in dem Kommunikationsnetzwerk 7 kollidieren. In dem Nichtentscheidungsbereich werden Daten der ECU 3, welche sich in der Arbitrierung bzw. Zugriffssteuerung durchsetzten, übertragen. In der folgenden Beschreibung werden der Entscheidungsbereich und der Nichtentscheidungsbereich als jeweils ein Niedriggeschwindigkeitsbereich und ein Hochgeschwindigkeitsbereich bezeichnet.
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[1-2. Kommunikationsnetzwerk]
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Das Kommunikationsnetzwerk 7 ist ein busartiges Netzwerk, das aus einem Paar von Signalleitungen 71 und 72 gebildet ist, welche dazu bereitgestellt sind, ein differentielles Signal bzw. Differenzsignal bzw. Unterschiedssignal ausgehend von jeder ECU 3 zu übertragen. Das Kommunikationsnetzwerk 7 weist Abschlussschaltungen 73 und 74 an seinen beiden Enden auf, um eine Reflexion von Signalen zu unterdrücken. In der folgenden Beschreibung werden die eine und die andere des Paars von Signalleitungen 71 und 72 als jeweils die Leitungen CANH und CANL bezeichnet.
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[1-3. ECU]
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Jede ECU 3 beinhaltet einen Steuerteil 4 und einen Transceiver bzw. Sender/Empfänger bzw. Übertrager 5, welcher als eine Kommunikationseinrichtung bereitgestellt ist. Der Steuerteil 4 besteht hauptsächlich aus einem konventionellen Mikrocomputer, welcher eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 41 und einen Halbleiterspeicher 42 wie beispielsweise ein RAM, ein ROM und einen Flashspeicher, beinhaltet. Der Steuerteil 4 beinhaltet eine Kommunikationssteuereinrichtung 43, welche Kommunikationen in Übereinstimmung mit dem CAN-FD-Protokoll ausführt.
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Die Kommunikationssteuereinrichtung 43 liefert Sende- bzw. Übertragungsdaten TxD, welche einen CAN-FD-Rahmen angeben, und ein Freigabesignal EN, welches in synchronisierter Beziehung mit den Übertragungsdaten TxD in dem Niedriggeschwindigkeitsbereich auf einen niedrigen Pegel und in dem Hochgeschwindigkeitsbereich auf einen hohen Pegel festgelegt ist, an den Übertrager 5. Die Kommunikationssteuereinrichtung 43 empfängt Empfangsdaten RxD von dem Übertrager 5 und extrahiert dann, wenn die Empfangsdaten RxD ein dem CAN-FD-Protokoll entsprechender normaler CAN-FD-Rahmen sind, Daten aus dem Datenbereich. Die hohen Signalpegel der Übertragungsdaten TxD und der Empfangsdaten RxD werden als rezessiv bezeichnet. Die niedrigen Signalpegel der Übertragungsdaten TxD und der Empfangsdaten RxD werden als dominant bezeichnet.
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Die Kommunikationssteuereinrichtung 43 ist dazu konfiguriert, das Übertragen der Übertragungsdaten TxD als ein Auftreten einer Signalkollision, das heißt, eines Fehlerrahmens, zu beenden, wenn die Empfangsdaten RxD für eine vorbestimmte obere Grenzzeitspanne oder mehr weiter dominant bleiben.
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Die CPU 41 führt zumindest eine Übertragungsverarbeitung zum Liefern von Daten, welche anderen ECUs 3 zuzuführen sind, an die Kommunikationssteuereinrichtung 43 und eine Empfangsverarbeitung zum Ausführen verschiedenartiger Verarbeitungen unter Verwendung von von der Kommunikationssteuereinrichtung 43 empfangenen Daten aus.
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[1-4. Übertrager]
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Der Übertrager 5 beinhaltet eine Sende- bzw. Übertragungsschaltung 50 und eine Empfangsschaltung 60.
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[1-4-1. Empfangsschaltung]
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Die Empfangsschaltung 60 beinhaltet einen Empfänger 62 und eine Torschaltung 64. Der Empfänger 62 gibt einen hohen Pegel und einen niedrigen Pegel aus, wenn der Signalpegel des über das Kommunikationsnetzwerk 7 empfangenen Unterschiedssignals größer bzw. kleiner ist als ein vorbestimmter Empfangsschwellenwert Vth.
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Die Torschaltung 64 versorgt die Kommunikationssteuereinrichtung 43 mit der Ausgabe bzw. dem Ausgangssignal selbst des Empfängers 62 als den Empfangsdaten RxD, wenn das von der Übertragungsschaltung 50 ausgegebene Fehlersignal ER auf dem niedrigen Pegel liegt. Die Torschaltung 64 versorgt die Kommunikationssteuereinrichtung 43 mit dem Niedrigpegelsignal (das heißt, dominant) als den Empfangsdaten RxD, wenn das Fehlersignal ER auf dem hohen Pegel liegt.
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[1-4-2. Übertragungsschaltung]
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Die Übertragungsschaltung 50 beinhaltet, wie in 2 im Einzelnen gezeigt, einen ersten Übertragungsteil 51 und einen zweiten Übertragungsteil 52.
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Der erste Übertragungsteil 51 beinhaltet eine erste Treiber- bzw. Ansteuerschaltung 511, Transistoren T11, T12 und Dioden D11, D12. Der Transistor T11 ist ein P-Kanal-Feldeffekttransistor, dessen Source-Anschluss mit einer Strom- bzw. Leistungsversorgungsleitung 53 einer Gleichspannung VDD verbunden ist. Der Transistor T12 ist ein N-Kanal-Feldeffekttransistor, dessen Source-Anschluss mit einer Erd- bzw. Masseleitung 54 verbunden ist. Eine Anode und eine Kathode D11 sind mit jeweils einem Drain-Anschluss des Transistors T11 und der CANH-Leitung verbunden. Eine Anode und eine Kathode der Diode D12 sind jeweils mit der CANL-Leitung und einem Drain-Anschluss des Transistors T12 verbunden.
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Die erste Ansteuerschaltung 511 erzeugt im Ansprechen auf die Übertragungsdaten TxD ein nichtinvertiertes Ausgangssignal S11, welches auf demselben Signalpegel liegt wie die Übertragungsdaten TxD, und ein invertiertes Ausgangssignal S12, welches der invertierte Signalpegel der Übertragungsdaten TxD ist. Die erste Ansteuerschaltung 511 kann, wie in 3A gezeigt ist, mit zum Beispiel einer Pufferschaltung L1 und einer Invertierschaltung L2 konfiguriert sein. Das nichtinvertierte Ausgangssignal S11 wird an einen Gate-Anschluss des Transistors T11 angelegt, und das invertierte Ausgangssignal S12 wird an einen Gate-Anschluss des Transistors T12 angelegt.
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Das heißt, wenn sich die Übertragungsdaten TxD auf dem hohen Pegel befinden, schalten die Transistoren T11 und T12 beide aus, das heißt, verbleiben in Zuständen hoher Impedanz. Infolge dessen wird dem Kommunikationsnetzwerk 7 von dem ersten Übertragungsteil 51 keine Leistung zugeführt. Wenn sich die Übertragungsdaten TxD auf dem niedrigen Pegel befinden, schalten die Transistoren T11 und T12 beide ein. Infolge dessen wird Leistung von dem ersten Übertragungsteil 51 an das Kommunikationsnetzwerk 7 geliefert.
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Der zweite Übertragungsteil 52 beinhaltet eine zweite Ansteuerschaltung 521, Transistoren T21, T22, Dioden D21, D22. Der zweite Übertragungsteil 52 beinhaltet ferner Stromüberwachungsschaltungen 522, 523, eine Gate- bzw. Torschaltung 524 und ein Filter 525, von welchen alle oder manche außerhalb des zweiten Übertragungsteils 52 bereitgestellt sein können. Der Transistor T21 ist ein P-Kanal-Feldeffekttransistor, dessen Source-Anschluss über die Stromüberwachungsschaltung 522 mit der Leistungsversorgungsleitung 53 der Gleichspannung VDD verbunden ist. Der Transistor T22 ist ein N-Kanal-Feldeffekttransistor, dessen Source-Anschluss über die Stromüberwachungsschaltung 523 mit der Masseleitung 54 verbunden ist. Eine Anode und eine Kathode der Diode D21 sind mit jeweils einem Drain-Anschluss des Transistors T21 und der CANL-Leitung verbunden. Eine Anode und eine Kathode der Diode D22 sind jeweils mit der CANH-Leitung und einem Drain-Anschluss des Transistors T22 verbunden.
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Die zweite Treiber- bzw. Ansteuerschaltung 521 erzeugt im Ansprechen auf die Übertragungsdaten TxD und das Freigabesignal EN ein invertiertes Treiber- bzw. Ansteuerausgangssignal S21 und ein nichtinvertiertes Treiber- bzw. Ansteuerausgangssignal S22. Spezieller ist dann, wenn sich das Freigabesignal EN auf dem hohen Pegel befindet, das invertierte Ausgangssignal S21 dasselbe wie die pegelinvertierten Übertragungsdaten TxD, und ist das nichtinvertierte Ausgangssignal S22 dasselbe wie der Signalpegel der Übertragungsdaten TxD. Wenn sich das Freigabesignal EN auf dem niedrigen Pegel befindet, befindet sich das invertierte Ausgangssignal S21 auf dem hohen Pegel, und befindet sich das nichtinvertierte Ausgangssignal S22 auf dem niedrigen Pegel. Die zweite Ansteuerschaltung 521 kann, wie in 3B gezeigt ist, mit zum Beispiel einer NAND- bzw. NICHT-UND-SchaltungL3 und einer AND- bzw. UND-Schaltung L4 konfiguriert sein. Das nichtinvertierte Ausgangssignal S21 wird an einen Gate-Anschluss des Transistors T21 angelegt, und das invertierte Ausgangssignal S22 wird an einen Gate-Anschluss des Transistors T22 angelegt.
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Die Überwachungsschaltung 522 beinhaltet, wie in 4 gezeigt ist, Widerstände R11, R12 und einen Transistor Tr1. Der Transistor Tr1 ist ein PNP-Bipolartransistor. Der Widerstand R11 ist zwischen einer Basis und einem Emitter des Transistors Tr1 verbunden. Der Emitter und die Basis des Transistors Tr1 ist mit jeweils der Leistungsversorgungsleitung 53 und einem Source-Anschluss des Transistors T21 verbunden. Ein Kollektor des Transistors Tr1 ist über den Widerstand R12 mit der Masseleitung 54 verbunden, und ist ein Ausgangsanschluss eines ersten Ermittlungssignals J1.
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Die Stromüberwachungsschaltung 523 beinhaltet, wie in 5 gezeigt ist, Widerstände R21, R22, R23 und Transistoren Tr2, Tr3. Der Transistor Tr2 ist ein NPN-Bipolartransistor. Der Widerstand R21 ist zwischen einer Basis und einem Emitter des Transistors Tr2 verbunden. Der Emitter und die Basis des Transistors Tr2 sind jeweils mit der Masseleitung 54 und einem Source-Anschluss des Transistors T22 verbunden. Der Transistor Tr3 ist ein PNP-Bipolartransistor. Der Transistor Tr3 und die Widerstände R22, R23 sind ähnlich zu dem Transistor Tr1 und den Widerständen R11, R12 der Stromüberwachungsschaltung 522 verbunden bzw. verschaltet. Eine Basis des Transistors Tr3 ist jedoch mit einem Kollektor des Transistors Tr2 verbunden. Ein Kollektor des Transistors Tr3 ist ein Ausgangsanschluss eines zweiten Ermittlungssignals J2.
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Es sei hier angenommen, dass zu den Leitungen CANL und CANH über den zweiten Übertragungsteil 53 fließende Leistungsversorgungsströme jeweils Irec1 und Irec2 sind. Die Leistungsversorgungsströme Irec1 und Irec2, welche fließen, wenn die Transistoren T21 und T22 unter normaler Übertragung über das Kommunikationsnetzwerk 7 einschalten, werden jeweils als normale Ströme bezeichnet. Die Leistungsversorgungsströme Irec1 und Irec2, welche fließen, wenn die Transistoren T21 und T22 unter einer Signalkollision in dem Kommunikationsnetzwerk, das heißt, unter Auftreten des Fehlerrahmens, einschalten, und die größer sind als die normalen Ströme, werden jeweils als Fehlerströme bezeichnet.
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Widerstandswerte der Widerstände R11 und R21 sind derart festgelegt, dass die Transistoren Tr1 und Tr2 einschalten, wenn die Fehlerströme in den Widerständen R11 und R21 fließen, und dass die Transistoren Tr1 und Tr2 in Aus-Zuständen verbleiben, wenn die normalen Ströme in den Widerständen R11 und R21 fließen. Das heißt, Stromschwellenwerte zum Umschalten von Ein- und Aus-Zuständen der Transistoren Tr1 und Tr2 sind so festgelegt, dass sie größer sind als der normale Strom und kleiner sind als der Fehlerstrom.
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In der wie vorstehend beschrieben konfigurierten Stromüberwachungsschaltung 522 schaltet dann, wenn der Leistungsversorgungsstrom Irec1 der normale Strom ist, der Transistor Tr1 aus, und befindet sich das erste Ermittlungssignal J1 auf dem niedrigen Pegel. Wenn der Leistungsversorgungsstrom Irec1 der Fehlerstrom ist, schaltet der Transistor Tr1 ein, und befindet sich das erste Ermittlungssignal J1 auf dem hohen Pegel.
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In der wie vorstehend beschrieben konfigurierten Stromüberwachungsschaltung 523 schaltet dann, wenn der Leistungsversorgungsstrom Irec2 der normale Strom ist, beide der Transistoren Tr2 und Tr3 aus, und befindet sich das zweite Ermittlungssignal J2 auf dem niedrigen Pegel. Wenn der Leistungsversorgungsstrom Irec2 der Fehlerstrom ist, schalten beide der Transistoren Tr2 und Tr3 ein und befindet sich das zweite Ermittlungssignal J2 auf dem hohen Pegel.
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Die Torschaltung 524 ist eine konventionelle UND-Schaltung, welche das Fehlersignal ER hohen Pegels ausgibt, wenn sich sowohl das erste Ermittlungssignal J1 als auch das zweite Ermittlungssignal J2 auf den hohen Pegeln befinden, das heißt, die Fehlerströme auf beiden der Leitungen CANH und CANL erfasst werden.
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Das Filter 525 ist ein Tiefpassfilter, welches nach dem Ausfiltern von Funkfrequenzsignalen die Kommunikationssteuereinrichtung 43 mit dem Fehlersignal ER beliefert. Das heißt, das Filter 525 ist bereitgestellt, um zu verhindern, dass die Kommunikationssteuereinrichtung 43 aufgrund von in dem Fehlersignal ER überlagertem Rauschen fehlerhaft arbeitet.
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[1-5. Betrieb]
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In der folgenden Beschreibung werden eine Zeitspanne, während welcher die Übertragungsdaten TxD auf dem hohen Pegel und dem niedrigen Pegel liegen, als eine rezessive Zeitspanne bzw. eine dominante Zeitspanne bezeichnet.
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[1-5-1. Betrieb im Entscheidungsbereich]
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Nachstehend wird ein Betriebsablauf der Kommunikationssteuereinrichtung 43 in dem Entscheidungsbereich, in welchem das Freigabesignal EN niedrigen Pegels ausgegeben wird, beschrieben. In dem Fall, in dem sich das Freigabesignal EN auf dem niedrigen Pegel befindet, schalten beide Transistoren T21 und T22 des zweiten Übertragungsteils 52 unabhängig von dem Signalpegel der Übertragungsdaten TxD aus. Aus diesem Grund werden die Signalpegel auf den Leitungen CANH und CANL, und damit der Signalpegel des über das Kommunikationsnetzwerk 7 übertragenen Unterschiedssignals, durch den ersten Übertragungsteil 51 bestimmt bzw. ermittelt.
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Das heißt, Kommunikationen in Übereinstimmung mit CAN-Standards, welche konventionell sind und nicht im Einzelnen beschrieben werden, werden durchgeführt.
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[1-5-2. Betrieb im Nichtentscheidungsbereich]
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Nachstehend wird ein Betriebsablauf der Kommunikationssteuereinrichtung 43 in dem Nichtentscheidungsbereich, in welchem das Freigabesignal EN hohen Pegels ausgegeben wird, beschrieben. In dem Nichtentscheidungsbereich arbeiten nicht nur der erste Übertragungsteil 51, sondern auch der zweite Übertragungsteil 52 in Entsprechung zu dem Signalpegel der Sende- bzw. Übertragungsdaten TxD.
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In der normalen Zeit, in welcher kein Fehlerrahmen erzeugt wird, wird der folgende Betriebsablauf durchgeführt. Das heißt, in der rezessiven Zeitspanne, in welcher sich die Übertragungsdaten TxD auf dem hohen Pegel befunden, schalten beide Transistoren T11 und T12 aus, und schalten beide Transistoren T21 und T22 ein. Aus diesem Grund werden die Potenziale auf den Leitungen CANH und CANL in Entsprechung zu der Leistungsversorgung bzw. Stromzufuhr von dem zweiten Übertragungsteil 52 zu dem Kommunikationsnetzwerk 7 bestimmt. In dieser Situation fließen, wie in 6 gezeigt ist, normale Ströme in den Transistoren T21 und T22. Mit den normalen Strömen liegen beide des ersten Ermittlungssignals J1 und des zweiten Ermittlungssignals J2 auf den niedrigen Pegeln, und befindet sich infolgedessen das Fehlersignal ER auf dem niedrigen Pegel. In der dominanten Zeitspanne, in welcher die Übertragungsdaten TxD auf dem niedrigen Pegel liegen, schalten beide Transistoren T11 und T12 ein, und schalten beide Transistoren T21 und T22 aus. Aus diesem Grund werden die Potenziale auf den Leitungen CANH und CANL in Entsprechung zu der Leistungsversorgung von dem ersten Übertragungsteil 51 zu dem Kommunikationsnetzwerk 7 bestimmt. In dieser Situation fließen, obwohl nicht gezeigt, normale Ströme in den Transistoren T11 und T12.
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In der Fehlerzeit, in welcher der Fehlerrahmen erzeugt wird, wird der folgende Betriebsablauf durchgeführt. Das heißt, die Übertragungsdaten TxD befinden sich auf dem hohen Pegel, und nicht nur die Transistoren T21 und T22 in der betreffenden ECU 3, sondern auch die Transistoren T11 und T12 in der anderen ECU 3, welche den niedrigen Pegel ausgibt, schalten ein. Aus diesem Grund werden die Potenziale auf den Leitungen CANH und CANL in Entsprechung zu der Charakteristik des Transistors, welcher eingeschaltet ist, bestimmt, und nicht festgelegt bestimmt. Infolge dessen ist das Ausgangssignal des die Empfangsschaltung 60 bildenden Empfängers 62 instabil. Da beide der Leitungen CANH und CANL leitend mit der Leistungsversorgungsleitung 53 und der Masseleitung 54 verbunden sind, fließt ein exzessiver Fehlerstrom. Der Fehlerstrom hat einen oberen Grenzwert, der durch die Schaltungskonfiguration bestimmt wird. Mit dem Fehlerstrom liegen beide des ersten Ermittlungssignals J1 und des zweiten Ermittlungssignals J2 auf den hohen Pegeln. Ferner liegt das Fehlersignal ER ebenfalls auf dem hohen Pegel. Infolge dessen wird der Signalpegel der Empfangsdaten RxD, der an die Kommunikationssteuereinrichtung 43 angelegt wird, auf dem niedrigen Pegel (das heißt dominant) gehalten.
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Bei Erfassung, dass der Signalpegel der Empfangsdaten RxD für eine vorbestimmte Zeitspanne oder mehr bzw. länger weiter auf dem niedrigen Pegel bleibt, ermittelt die Kommunikationssteuereinrichtung 43, dass ein Fehler vorliegt und, obwohl nicht gezeigt, beendet das Übertragen der Übertragungsdaten TxD: Es ist folglich möglich, eine Kollision von Signalen in dem Kommunikationsnetzwerk 7 zu vermeiden und Fehlerrahmen zu eliminieren.
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Wenn sich die Übertragungsdaten TxD auf dem niedrigen Pegel befinden, ist der zweite Übertragungsteil 52 irrelevant im Hinblick auf das Treiben bzw. Ansteuern der Leitungen CANH und CANL. Der Betriebsablauf ist derselbe wie in dem Fall, in dem sich das Freigabesignal EN auf dem niedrigen Pegel befindet.
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[1-6. Vorteil]
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Das vorstehend beschriebene Kommunikationssystem 1 stellt die folgenden Vorteile bereit.
- (1a) In dem Nichtentscheidungsbereich wird auch dann, wenn sich die Übertragungsdaten TxD auf dem hohen Pegel befinden, in der rezessiven Zeitspanne die Leistung dem Kommunikationsnetzwerk 7 durch den zweiten Übertragungsteil 52 zugeführt. Infolge dessen ist es möglich, eine Impedanz des Kommunikationsnetzwerks 7 in der rezessiven Zeitspanne zu senken und daher ein Überschwingen zu unterdrücken, welches andernfalls zur Zeit des Wechsels von der dominanten Zeitspanne zu der rezessiven Zeitspanne auftritt.
- (1b) In der Betriebszeit des zweiten Übertragungsteils 52 erfassen die Stromüberwachungsschaltungen 522 und 523 die Fehlerströme und erfassen dadurch den Fehlerrahmen. Infolge dessen ist es möglich, die Erzeugung des Fehlerrahmens auch in dem Fall stabil zu erfassen, in dem die Ausgangsimpedanz des Übertragers 5 keinerlei Regelungen unterworfen ist und der Spannungspegel des Unterschiedssignals auf dem Kommunikationsnetzwerk 7 zur Zeit der Erzeugung des Fehlerrahmens instabil ist.
- (1c) Die Kommunikationssteuereinrichtung 43 erkennt den Fehler durch Beibehalten der der Kommunikationssteuereinrichtung 43 zugeführten Empfangsdaten RxD als dominant, wenn der Fehlerrahmen erfasst wird. Infolge dessen ist es möglich, das Ausgeben der Übertragungsdaten TxD zu beenden und den Fehlerrahmen zu eliminieren, indem die bestehende, in der Kommunikationssteuereinrichtung 43 bereitgestellte Antifehlerfunktion verwendet wird.
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[1-7. Modifikationsbeispiel]
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In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Stromüberwachungsschaltung 522 durch den Transistor Tr1 und die Widerstände R11 und R12 gebildet. Sie kann jedoch unterschiedlich konfiguriert sein. Zum Beispiel kann, wie in 7 gezeigt ist, eine Stromüberwachungsschaltung 522a unter Verwendung eines Operationsverstärkers OP1, der als ein Komparator verwendet wird, anstelle des Transistors Tr1 und des Widerstands R12 gebildet werden. In dieser Konfiguration ist ein invertierender Eingang des Operationsverstärkers OP1 mit dem Source-Anschluss des Transistors T21 verbunden, und ist ein nichtinvertierender Eingang des Operationsverstärkers OP1 dazu verschaltet, einen Schwellenwert Vref1 zu empfangen, welcher dem vorstehend beschriebenen Stromschwellenwert entspricht. Ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP1 wird als das erste Ermittlungssignal J1 verwendet.
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Ferner besteht in dem ersten Ausführungsbeispiel die Stromüberwachungsschaltung 523 aus den Transistoren Tr2, Tr3 und den Widerständen R21 bis R23. Sie kann jedoch auch unterschiedlich konfiguriert sein. Zum Beispiel kann, wie in 8 gezeigt ist, eine Stromüberwachungsschaltung 523a unter Verwendung eines Operationsverstärkers OP2, der als ein Komparator verwendet wird, anstelle der Transistoren Tr2, Tr3 und der Widerstände R22, R23 gebildet werden. In dieser Konfiguration ist ein nichtinvertierender Eingang des Operationsverstärkers OP2 mit dem Source-Anschluss des Transistors T22 verbunden, und ist ein invertierender Eingang des Operationsverstärkers OP2 dazu verschaltet, einen Schwellenwert Vref2 zu empfangen, welcher dem vorstehend beschriebenen Stromschwellenwert entspricht. Ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP2 wird als das erste bzw. zweite Ermittlungssignal J2 verwendet.
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[2. Zweites Ausführungsbeispiel]
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[2-1. Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel]
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Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in seiner Grundkonfiguration ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel und wird nachstehend unter Bezugnahme bzw. in Bezug auf Unterschiede beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche strukturelle Teile wie in dem ersten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist die Stromüberwachungsschaltung 522 des zweiten Übertragungsteils 52 zwischen dem Source-Anschluss des Transistors T21 und der Leistungsversorgungsleitung 53 bereitgestellt, und ist die Stromüberwachungsschaltung 523 des zweiten Übertragungsteils 52 zwischen dem Source-Anschluss des Transistors T22 und der Masseleitung 54 bereitgestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass, wie in 9 gezeigt ist, eine Stromüberwachungsschaltung 526 eines zweiten Übertragungsteils 52a zwischen einem Gate-Anschluss des Transistors T21 und der Leistungsversorgungsleitung 53 bereitgestellt ist, und eine Stromüberwachungsschaltung 527 des zweiten Übertragungsteils 52a zwischen einem Gate-Anschluss des Transistors T22 und der Masseleitung 54 bereitgestellt ist.
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[2-2. Stromüberwachungsschaltung]
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Die Stromüberwachungsschaltung 526 beinhaltet, wie in 10 gezeigt, einen Transistor T21m, einen Widerstand R14 und einen Operationsverstärker OP3. Der Transistor T21m ist ein P-Kanal-Feldeffekttransistor ähnlich zu dem Transistor T21. Ein Gate-Anschluss, ein Source-Anschluss und ein Drain-Anschluss des Transistors T21m sind über den Widerstand R14 mit jeweils dem Gate-Anschluss des Transistors T21, der Leistungsversorgungsleitung 53 und der Masseleitung 54 verbunden. Das heißt, der Transistor T21m bildet zusammen mit dem Transistor T21 eine Stromspiegelschaltung. Ein nichtinvertierender Eingang des Operationsverstärkers OP3 ist mit einem Drain-Anschluss des Transistors T21m verbunden, und ein invertierender Eingang des Operationsverstärkers OP3 ist dazu verschaltet, einen Schwellenwert Vref3 zu empfangen, welcher dem vorstehend beschriebenen Stromschwellenwert entspricht. Der Operationsverstärker OP3 wird als ein Komparator verwendet. Ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP3 wird als das erste Ermittlungssignal J1 verwendet.
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In der Stromüberwachungsschaltung 526 ist der Transistor T21m so bereitgestellt, dass ein Referenzstrom, welcher dieselbe Größe bzw. Stärke hat wie der in dem Transistor T21 fließende Leistungsversorgungsstrom Irec1, in dem Widerstand R14 fließt. Auf der Grundlage eines durch den Widerstand R14 verursachten Spannungsabfalls wird der in dem Transistor T21 fließende Leistungsversorgungsstrom Irec1 bestimmt.
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Die Stromüberwachungsschaltung 527 beinhaltet, wie in 11 gezeigt ist, einen Transistor T22m, einen Widerstand R24 und einen Operationsverstärker OP4. Der Transistor T22m ist ein N-Kanal-Feldeffekttransistor ähnlich zu dem Transistor T22. Ein Gate-Anschluss, ein Source-Anschluss und ein Drain-Anschluss des Transistors T22m sind über den Widerstand R24 mit jeweils dem Gate-Anschluss des Transistors T22, der Masseleitung 53 und der Leistungsversorgungsleitung 53 verbunden. Das heißt, der Transistor T22m bildet zusammen mit dem Transistor T22 eine Stromspiegelschaltung. Ein invertierender Eingang des Operationsverstärkers OP4 ist mit dem Drain-Anschluss des Transistors T22m verbunden, und ein nichtinvertierender Eingang des Operationsverstärkers OP4, um einen Schwellenwert Vref4 zu empfangen, welcher dem vorstehend beschriebenen Stromschwellenwert entspricht. Der Operationsverstärker OP4 wird als ein Komparator verwendet. Ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP4 wird als das zweite Ermittlungssignal J2 verwendet.
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In der Stromspiegelschaltung 527 ist der Transistor T22m so bereitgestellt, dass ein Referenzstrom, welcher dieselbe Größe hat wie der in dem Transistor T22 fließende Leistungsversorgungsstrom Irec2, in dem Widerstand R24 fließt. Auf der Grundlage eines durch den Widerstand R24 verursachten Spannungsabfalls wird der in dem Transistor T22 fließende Leistungsversorgungsstrom Irec2 bestimmt.
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[2-3. Vorteil]
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Das vorstehend beschriebene zweite Ausführungsbeispiel stellt ebenfalls dieselben Vorteile (1a) bis (1c) des ersten Ausführungsbeispiels bereit.
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[3. Drittes Ausführungsbeispiel]
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[3-1. Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel]
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Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in seiner grundlegenden Konfiguration ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel und wird nachstehend unter Bezugnahme auf Unterschiede beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind dieselben strukturellen Teile wie in dem ersten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Übertrager 5 dazu konfiguriert, den Signalpegel der Empfangsdaten RxD, welche der Kommunikationssteuereinrichtung 43 zugeführt werden, durch das Fehlersignal ER zu steuern. Ein Übertrager 5b in dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass er, wie in 12 gezeigt ist, dazu konfiguriert ist, den Signalpegel des Freigabesignals EN, welches von der Kommunikationssteuereinrichtung 43 dem zweiten Übertragungsteil 52 zugeführt wird, durch das Fehlersignal ER zu steuern.
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[3-2. Übertrager]
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Der Sender/Empfänger bzw. Übertrager 5b beinhaltet eine Übertragungsschaltung 50b und eine Empfangsschaltung 60b. Die Empfangsschaltung 60b beinhaltet einen Empfänger 62 und ist dazu konfiguriert, die Kommunikationssteuereinrichtung 43 direkt mit der Ausgabe des Empfängers 62 als die Empfangsdaten RxD zu versorgen bzw. beliefern. Das heißt, die Torschaltung 64 in dem ersten Ausführungsbeispiel ist aus der Empfangsschaltung 60 entfernt.
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Die Übertragungsschaltung 50b beinhaltet eine Torschaltung 55 zusätzlich zu dem ersten Übertragungsteil 51 und dem zweiten Übertragungsteil 52. Der erste Übertragungsteil 51 und der zweite Übertragungsteil 52 werden nicht mehr weiter beschrieben. Die Torschaltung 55 ist dazu konfiguriert, das Freigabesignal EN, welches von der Kommunikationssteuereinrichtung 43 zugeführt wird, direkt an den zweiten Übertragungsteil 52 auszugeben, wenn sich das von dem zweiten Übertragungsteil 52 ausgegebene Fehlersignal ER auf dem niedrigen Pegel befindet. Die Torschaltung 55 ist dazu konfiguriert, das Freigabesignal EN, welches auf dem niedrigen Pegel gehalten wird, an den zweiten Übertragungsteil 52 auszugeben, wenn sich das Fehlersignal ER auf dem hohen Pegel befindet.
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[3-3. Vorteil]
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Das vorstehend beschriebene dritte Ausführungsbeispiel stellt die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen (1a) und (1b) des ersten Ausführungsbeispiels bereit.
- (3a) Wenn der Fehlerrahmen durch den bzw. in dem zweiten Übertragungsteil 52 erfasst wird, das heißt, das Fehlersignal ER auf den hohen Pegel geändert wird, wird das dem zweiten Übertragungsteil 52 zugeführte Freigabesignal EN zwangsweise auf den niedrigen Pegel geändert, um dadurch den Betriebsablauf des zweiten Übertragungsteils 52 zu anzuhalten. Es ist folglich möglich, eine Kollision von in der rezessiven Zeitspanne produzierten Signalen zu vermeiden, so dass nur das von anderen Knoten übertragene Fehlerrahmensignal in dem Kommunikationsnetzwerk 7 verbleibt. Infolge dessen wird die Kommunikationssteuereinrichtung 43 in die Lage versetzt, den Fehlerrahme über die Empfangsschaltung 60b korrekt zu erkennen und geeignet auf bzw. gegen den Fehlerrahmen anzusprechen.
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[4. Anderes Ausführungsbeispiel]
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Die Übertragungsschaltung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann wie nachstehend beispielhaft aufgezeigt mit verschiedenartigen Modifikationen implementiert werden.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die UND-Schaltung als die Torschaltung 524 verwendet, welche das Fehlersignal ER aus dem ersten Ermittlungssignal J1 und dem zweiten Ermittlungssignal J2 erzeugt. Alternativ kann eine OR- bzw. ODER-Schaltung anstelle der UND-Schaltung verwendet werden. In dem Fall, in dem die UND-Schaltung verwendet wird, ist es möglich, fehlerhafte Betriebsabläufe stärker zu unterdrücken. In dem Fall, in dem die ODER-Schaltung verwendet wird, ist es möglich, die Ansprechcharakteristik auf den Fehlerrahmen stärker zu verbessern.
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Die vorstehend beschriebenen Übertragungsschaltungen 50 und 50b können in beliebigen Einrichtungen, welche sich von den Übertragern 5, 5b, der ECU 3, dem Kommunikationssystem 1 und dergleichen unterscheiden, verwendet werden.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, schalten dann, wenn ein Freigabesignal EN auf einem hohen Pegel liegt und ein Übertragungsdatum TxD auf einem hohen Pegel liegt, das heißt, in einer rezessiven Zeitspanne, beide Transistoren (T11 und T12) aus und schalten beide Transistoren (T21 und T22) aus. Daher werden Potenziale von Signalleitungen CANH und CANL durch eine Leistungsversorgung von einem zweiten Übertragungsteil (52) zu einem Kommunikationsnetzwerk (7) bestimmt. Wenn in diesem Zustand ein Fehlerrahmen auftritt, das heißt, Transistoren (T11 und T12) in der anderen elektronischen Steuereinheit einschalten, fließen exzessive Ströme in CANH und CANL. Wenn Stromüberwachungsschaltungen (522 und 523) Fehlerströme erfassen, wird ein Fehlersignal ER auf einen hohen Pegel geändert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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