DE69526314T2

DE69526314T2 - Verfahren und Vorrichtung für serielle Übertragung

Info

Publication number: DE69526314T2
Application number: DE69526314T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Kobayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2015-10-26
Also published as: DE69526314D1; EP0717525B1; US5726638A; JP3486990B2; EP0717525A2; EP0717525A3; JPH08163151A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine serielle Kommunikationsvorrichtung in einem Kommunikationssystem zur Durchführung von Diagnosedatenkommunikationen zwischen vielfältigen Arten an elektronischen Controllern, die an Fahrzeugen montiert sind, wie beispielsweise einem elektronischen Maschinen-Controller, einem elektronischen Getriebe-Controller und ähnlichem, und ein Diagnosewerkzeug (Diagnosevorrichtungen), die extern an diese anschließbar sind, und wobei die Erfindung in solcher Weise ausgelegt ist, um die Konstruktion einer Kommunikationsvorrichtung zu verbessern, um den Datenempfangswirkungsgrad in diesen elektronischen Controllern zu erhöhen.
Es hat ein ausgeprägter Fortschritt bei der Verwendung einer elektronischen Ausrüstung für Fahrzeuge in den letzten Jahren stattgefunden, der mit Hilfe von Mikrocomputern, der elektronischen Steuerung von Vorrichtungen auf einem hohen Niveau, die an verschiedenen Teilen von Fahrzeugen montiert werden, inklusive Maschinen, Getriebe und ähnlichem realisiert wurden. Als ein Ergebnis wurde die Steuerungsfähigkeit oder Regelbarkeit dieser Vorrichtungen schlagartig und sprungartig verbessert. Auf der anderen Seite wurde jedoch der Diagnosevorgang hinsichtlich Störungen und Fehlfunktionen dieser Vorrichtungen komplizierter.
Unter diesen Umständen wurden vielfältige Maßnahmen getroffen, um die Diagnose eines Fahrzeugsystems in den Griff zu bekommen, welches zunehmend komplexer wird. Die Maßnahmen, die insofern unternommen wurden, enthalten Verbesserungen bei einer Anzahl von am Fahrzeug mitgeführten elektronischen Controllern, indem diese mit Selbstdiagnosefunktionen ausgestattet wurden, die eine Diagnose von Störungen bei der am Fahrzeug mitgeführten Ausrüstung und gleichzeitig bei den Controllern ermöglichen, wenn die Ausrüstung gesteuert wird, umfassen die Auslegung eines Systems, welches an externe Diagnosevorrichtungen anschließbar ist, die als Diagnosewerkzeug bezeichnet werden und eine Diagnose hinsichtlich einer Störung auf hohem Niveau durchführen können und auch eine Analyse von Diagnosedaten durchführen können mit Unterstützung des Diagnosewerkzeugs und ähnlichem. Speziell wurde kürzlich eine erhöhe Aufmerksamkeit einem Verfahren zum Diagnostizieren eines Fahrzeugsystems mit vielfältigen, am Fahrzeug befindlichen elektronischen Controllern mit Unterstützung eines externen Diagnosewerkzeugs dahingehend geschenkt, daß durch dieses Verfahren vorbestimmte optionale Diagnosedaten flexibel mit Hilfe des Diagnosewerkzeugs extern spezifiziert werden können und eine hochzuverlässige Analyse basierend auf den dabei empfangenen Diagnosedaten durchgeführt werden kann.
Wenn ein Fahrzeugsystem unter Verwendung des externen Diagnosewerkzeugs diagnostiziert wird, werden Datenübermittlungen zwischen dem Diagnosewerkzeug und den elektronischen Controllern durchgeführt, und zwar üblicherweise basierend auf einer Systemkonstruktion, die durch den internationalen Standard ISO-9141 spezifiziert ist, ähnlich demjenigen, der in Fig. 6 gezeigt ist.
Gemäß diesem Standard werden serielle Datenübermittlungen für eine Diagnose durchgeführt, und zwar unter Verwendung von lediglich einer Zwei-Wege-Leitung oder Zwei-Richtungs-Kommunikationsleitung, die als K-Leitung bezeichnet wird, oder unter Verwendung von zwei Kommunikationsleitungen, die dadurch realisiert werden, indem eine Einrichtungskommunikationsleitung oder unidirektionale Kommunikationsleitung, die als L-Leitung bezeichnet wird, zu dieser K-Leitung hinzugefügt wird.
Die K-Leitung wird üblicherweise dann verwendet, wenn eine Datenverkettung zwischen dem Diagnosewerkzeug und den elektronischen Controllern hergestellt werden soll. Spezifischer ausgedrückt, wird diese Leitung zusammen mit der L-Leitung dann verwendet, wenn Adresseninformationen von dem Diagnosewerkzeug zu den elektronischen Controllern übermittelt werden, die für eine Diagnose ausgewählt sind und initialisiert werden und wobei dann, wenn diese Initialisierung vervollständigt worden ist, diese Leitung einzeln als ein Kommunikationskanal verwendet wird, durch den vielfältige Nachrichten zwischen dem Diagnosewerkzeug und den elektronischen Controllern ausgetauscht werden.
Andererseits wird die L-Leitung, die eine Einweg-Kommunikationsleitung von Seiten des Diagnosewerkzeugs darstellt, als ein Kommunikationskanal verwendet, um Befehle für den Start der Kommunikation mit den elektronischen Controllern lediglich dann zu erteilen, wenn Adresseninformationen von dem Diagnosewerkzeug zu den elektronischen Controllern übermittelt werden, die für eine Diagnose ausgewählt wurden und initialisiert wurden, und wobei in anderen Fällen diese Leitung in einem Leerlaufzustand gehalten wird (auf einem logischen H-(hohen)-Pegel).
Im Hinblick auf ein exaktes Einleiten des Startvorgangs der Übermittlungen ist es daher zu bevorzugen, daß die elektronischen Controller mit zwei Kommunikationsanschlüssen TM1 und TM2 entsprechend diesen K- und L-Leitungen ausgestattet werden. In der Realität sind jedoch, wie in Fig. 6 gezeigt ist, all die elektronischen Controller nicht notwendigerweise mit zwei solchen Kommunikationsanschlüssen ausgerüstet.
Bei einer in dieser Form gegebenen Situation reguliert der oben beschriebene Standard, daß das Kommunikationssystem selbst dann erstellt oder realisiert werden kann, wenn lediglich eine K-Leitung verwendet wird, und es sind die Kommunikationsspezifikationen und -prozeduren so ausgelegt, um einen normalen Datenaustausch selbst in solch einem Fall zuzulassen. Fig. 7 zeigt ein Beispiel der Kommunikationsprozeduren, die gemäß dem Standard ISO-9141 ausgelegt sind und über die K-Leitung ausgeführt werden.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, folgt die Datenkommunikation in Einklang mit dem Standard zum Zwecke einer Diagnose der folgenden Prozedur:
(1) Es werden "Adressen"-Informationen bei oder in dem elektronischen Controller-Objekt als Daten D1 von dem Diagnosewerkzeug zu dem für die Diagnose vorgesehenen elektronischen Controller gesendet. Die Übermittlung dieser "Adressen"- Informationen wird mit einer niedrigen Geschwindigkeit von 5 bps (Bit/Sekunde) usw. durchgeführt, um dadurch in sicherer Weise eine Datenverkettung zwischen diesen Vorrichtungen herzustellen.
(2) Nachdem die Adresseninformationen empfangen worden sind und eine Identifizierung durchgeführt worden ist, daß diese die eigene Adresse angeben, sendet der elektronische Controller "ein Synchronisiersignal", "ein Schlüsselwort 1" und "ein Schlüsselwort 2" in Form von Daten D2, D3 und D4 in einer Sequenz zu dem Diagnosewerkzeug. Die Datenkommunikation, die danach stattfinden, umfassen die Übermittlung dieser Daten D2 bis D4, indem diese auf eine hohe Geschwindigkeit von 10,4 Kbps usw. geschaltet werden.
(3) Nachdem die Daten D2 bis D4 empfangen worden sind, führt das Diagnosewerkzeug zum Zwecke einer Bestätigung eine Datenumkehr durch gemäß "/Schlüsselwort 2" durch Umkehren der Logik des "Schlüsselwortes 2" in Form von Daten D5 und sendet diese Daten zu dem elektronischen Controller.
(4) Nach dem Empfang der Daten gemäß "/Schlüsselwort 2", die aus der Umkehrung der Logik von "Schlüsselwort 2" bestehen, bildet der elektronische Controller zum Zwecke einer weiteren Bestätigung Daten "/Adresse" durch Umkehren der Logik von "Adresse" seiner eigenen Adresse in Form von Daten D6 und sendet diese Daten zu dem Diagnosewerkzeug.
(5) Nach der Bestätigung des in Betracht stehenden elektronischen Controllers, der für die Diagnose durch die Datenaustauschvorgänge in (1) bis (4) ausgewählt wurde, vervollständigt das Diagnosewerkzeug die Initialisierung und sendet "eine erste Anfragenachricht" in Form von Daten 7 aus, um die spezifizierte Diagnose an dem elektronischen Controller zu beginnen.
(6) Nach dem Empfang der "ersten Anfragenachricht" bildet der elektronische Controller "eine Antwortnachricht" in Form von Daten D8, um auf die Anfrage zu antworten, und sendet diese Daten zu dem Diagnosewerkzeug.
(7) Nach dem Empfang der "Antwortnachricht" sendet das Diagnosewerkzeug zweite, dritte, ... "Anfragenachrichten" zu dem elektronischen Controller, wenn dies erforderlich ist, und beendet die Kommunikation, welche die Diagnose betrifft, und zwar durch Empfangen von wenigstens der "Antwortnachricht", die durch den elektronischen Controller im Ansprechen auf die letzte "Anfragenachricht" geliefert wurde.
(8) Das Diagnosewerkzeug wiederholt die Übermittlung der "Adressen"-Informationen mit einer Geschwindigkeit von 5 bps (Daten D10), wenn dies erforderlich ist, inklusive einer Wiederausführung bzw. erneuten Ausführung der Diagnose, wobei die Diagnose erneut durchgeführt wird, wenn die Kommunikation fehlgeschlagen hat und bei ähnlicher Situation.
Ein 8-Bit-NRZ-(Non-Return Zero)-System wie dasjenige, welches in Fig. 8 gezeigt ist, ist für ein Bitformat von jedem Datenbyte ausgelegt bzw. angepaßt, welches die oben erläuterten Daten und Nachrichten bildet. Ein Startbit mit einem logischen Pegel L (niedrig) wird zum Datenkopf desselben hinzuaddiert, während ein Stoppbit mit einem logischen Pegel H (hoch) dem Ende desselben hinzugefügt wird, wodurch das Erkennen des Vorhandenseins eines Datenbytes ermöglicht wird.
Somit werden bei der asynchronen Kommunikation, die keine eigene oder exklusive Synchronleitung erfordert, Daten dadurch eingefangen, indem die Startbitflanke der Daten detektiert wird, die auf die Signalleitung übertragen werden und dann lediglich eine spezifizierte Bitlänge nach jeder Zeit von 1 Bit gesampelt wird.
Dies bedeutet mit anderen Worten, daß, solange der Samplingvorgang einer spezifizierten Bitlänge nicht beendet worden ist, und zwar nachdem die Startbitflanke detektiert worden ist, wobei Kommunikationsfehlschläge, die auftreten, nicht dt4 werden können. Wenn Kommunikationsfehlschläge oder Fehler detektiert werden, wird die Kommunikationsprozedur von dem Start an wiederholt, und zwar mit den "Adressen"- Informationsaustauschen und der Initialisierung, und es wird auf der Empfangsseite die Prozedur vom Samplingvorgang an bei der niedrigen Geschwindigkeit von 5 bps wiederholt, um die "Adressen"-Informationen zu empfangen.
Auf der anderen Seite werden in dem Protokoll, welche die Koexistenz von Datenkommunikationen basierend auf niedrigen und hohen Übertragungsgeschwindigkeiten jedes Mal dann, wenn Serien von Kommunikationen durchgeführt werden, gemäß dem Protokoll nach dem internationalen Standard ISO-9141 für ein Fahrzeugdiagnosekommunikationssystem Verschiebungen in der Kommunikationssynchronisation auf Grund von Störsignalen usw. erzeugt, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, daß Daten, die mit einer hohen Geschwindigkeit übermittelt werden, mit einer niedrigen Samplinggeschwindigkeit empfangen werden.
Wenn diese Situation auftritt, so finden die folgenden Unannehmlichkeiten statt, und zwar zusammen mit den oben beschriebenen Eigenschaften der asynchronen Kommunikation:
(1) Die Detektion von Kommunikationsfehlschlägen oder -fehlern ist lediglich möglich, nachdem ein Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit gemäß der spezifizierten Bitlänge durchgeführt worden ist. Das heißt, es wird eine lange Zeit dafür benötigt, um einen Kommunikationsfehler zu detektieren.
(2) Aus diesem Grund wird die Wiederherstellung der Kommunikationssynchronisation verzögert und es wird die Zeitperiode zum Diagnostizieren eines Fahrzeugs selbst verlängert.
Dies wird im folgenden in weiteren Einzelheiten unter Hinweis auf die Fig. 9(a) und 9(b) beschrieben.
Es sei hier angenommen, daß in bezug auf die Daten, die durch das Diagnosewerkzeug in einer Betriebsart übermittelt werden, die in Fig. 9(a) gezeigt ist, ein Fehler E während des Operationsprozesses P1 der Empfangsdaten D11 auf der Seite des elektronischen Controllers erzeugt wird, wie in Fig. 9(b) gezeigt ist. Da in diesem Fall die Verarbeitung erneut von dem Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit auf der Seite des elektronischen Controllers gestartet wird, wird ein Empfangsoperationsprozeß P2 durch den Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit gestartet, begleitet von der Detektion der Startbitflanke der Daten D12, die mit einer hohen Geschwindigkeit übermittelt werden. Wenn solch ein Empfangsoperationsprozeß P2 durch den Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit gestartet worden ist, kann der Fehler solange nicht detektiert werden, bis der Samplingvorgang einer spezifizierten Bitlänge beendet worden ist (in diesem Fall 200 ms · 10 Bit = 2 s Länge). Als ein Ergebnis wird auf der Seite des elektronischen Controllers ein Empfangsoperationsprozeß P3 durch den Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit erneut in bezug auf die Daten D13 mit niedriger Geschwindigkeit ausgeführt, wie in Fig. 9(b) gezeigt ist, nachdem der Operationsprozeß P2 vorüber ist. In Einklang mit dem Standard ISO-9141 wird die maximale Zeit, die dem Diagnosewerkzeug zur Verfügung steht, und zwar vom Detektieren der Kommunikationsfehler bis zum Beginn der erneuten Übermittlung von Daten ("Adressen"-Informationen) mit einer niedrigen Geschwindigkeit von 5 bps usw. auf 300 ms eingestellt. Es ist daher im schlechtesten Fall möglich, daß ohne Korrektur solcher Synchronisationsverschiebungen die Datenaustauschvorgänge mit der niedrigen Geschwindigkeit endlos wiederholt werden.
In herkömmlicher Weise wurde der Schaltvorgang der Geschwindigkeiten, mit denen die Empfangsdaten auf Seiten des elektronischen Controllers gesampelt werden, dadurch ermöglicht, indem Empfangsregister ersetzt werden, in denen exklusive Samplinggeschwindigkeiten eingestellt sind.
Bei der vorangegangenen Beschreibung wurde der Übersichtlichkeit halber lediglich auf Datenkommunikationen zwischen dem Diagnosewerkzeug und verschiedenen am Fahrzeug mitgeführten elektronischen Controllern auf der Grundlage des internationalen Standards ISO-9141 Bezug genommen. Jedoch treffen die oben beschriebenen Situationen allgemein auf eine Umgebung zu, bei der bei asynchronen seriellen Kommunikationen Daten, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten übermittelt werden, koexistieren und ausgetauscht werden.
Die DE-A-42 30 796 offenbart ein serielles Kommunikationsverfahren für die asynchrone Übermittlung von seriellen Daten, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zwischen einer Vielzahl von Vorrichtungen übertragen werden. Es werden Daten bei einer Vorrichtung von einer anderen Vorrichtung mit einer ersten Samplinggeschwindigkeit empfangen und danach mit einer zweiten Samplinggeschwindigkeit.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf den oben beschriebenen Hintergrund realisiert und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine serielle Kommunikation zu schaffen, welche die Fähigkeit haben, zeitliche Verluste auf eine bevorzugte Weise zum Zeitpunkt des Auftretens von Fehlern selbst in einer asynchronen seriellen Kommunikationsumgebung zu beseitigen, bei der Daten, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten übermittelt werden, koexistieren und ausgetauscht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein serielles Kommunikationsverfahren für ein asynchrones Übermitteln von seriellen Daten geschaffen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten übertragen werden, und zwar zwischen einer Vielzahl von Vorrichtungen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Empfangen von ersten Daten an einer Vorrichtung von einer anderen Vorrichtung mit einer ersten Samplinggeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner die Schritte aufweist:
Bestimmen eines Übermittlungsfehlers, wenn zweite Daten mit einer zweiten Samplinggeschwindigkeit bei einem ersten Datenempfangsschritt empfangen werden; und
erneutes Starten des ersten Datenempfangsschrittes nach Bestimmung des Übermittlungsfehlers.
Es können Flankendetektiereinrichtungen und Fehlerverarbeitungseinrichtungen vorgesehen sein. Zum Zeitpunkt des Empfangs von Daten mit der niedrigen Samplinggeschwindigkeit wird ein Kommunikationsfehler identifiziert, der erzeugt wird, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Flankendetektionszeitpunkt und dem nächsten Flankendetektionszeitpunkt durch die Flankendetektoreinrichtung kürzer ist als die Zeit von 1 Bit der Daten, die mit einer niedrigen Geschwindigkeit übermittelt werden und wobei der Datenempfang erneut mit niedriger Samplinggeschwindigkeit wiederholt wird, basierend auf der Zeitlage, in der die Flankendetektoreinrichtung weiter die nächste Flanke detektiert. Diese Fehlerverarbeitung schafft die Möglichkeit, in exakter Weise die Existenz des Übermittlungsfehlers zu detektieren, und zwar "in der Zeitlage oder Zeitsteuerung, in welcher die Flankendetektoreinrichtung ferner die nächste Flanke detektiert", und zwar selbst während des Empfangs der Daten mit der niedrigen Samplinggeschwindigkeit. Indem auch der Datenempfangsvorgang mit der niedrigen Samplinggeschwindigkeit basierend auf dieser Zeitlage oder Zeitsteuerung wiederholt wird, kann die Kommunikationssynchronisation derselben mit dieser Zeitlage oder Zeitsteuerung in kürzester Weise wieder hergestellt werden. Kurz gesagt, indem diese Fehlerverarbeitung durchgeführt wird, können Zeitverluste zum Zeitpunkt, wenn die Fehler auftreten, in einer bevorzugten Weise beseitigt werden, wobei die Kommunikationssynchronisation in einer kürzeren Zeit wiederhergestellt wird und dies auch sicher bzw. verläßlich.
Wenn die Flankendetektoreinrichtung getrennt von einem Kommunikationsanschluß für den Austausch von seriellen Daten vorgesehen ist und ein Flankendetektionsanschluß speziell für den Zweck vorgesehen ist, um die Schwellenwerte der Änderungen in den logischen Pegeln der seriellen Daten zu identifizieren, das heißt, wenn die Einrichtung als Hardware konstruiert ist, um eine Flankendetektion durchzuführen, kann die Flanke der seriellen Daten zuverlässig detektiert werden, und zwar ungeachtet der Übermittlungsgeschwindigkeit derselben und ungeachtet der Empfangs-Samplinggeschwindigkeit.
Die Flankendetektoreinrichtung kann auch als Software konstruiert sein, um die Flanke zu detektieren, wenn Daten, die von dem Kommunikationsanschluß eingespeist werden, um die seriellen Daten zu empfangen, in vorbestimmten Zeitintervallen gesampelt werden und die Signale der gesampelten Daten eine spezifische Differenz in den Pegeln zwischen jeweils zwei zeitigen. Das heißt, da die Fehlerverarbeitung basierend auf dieser Flankendetektion ausgeführt wird, wenn die Daten gemäß der niedrigen Samplinggeschwindigkeit empfangen werden, ist selbst bei solch einer Konstruktion, die als Software zum Detektieren der Flanke der seriellen Daten strukturiert ist, diese Verarbeitung in Ausdrücken der Geschwindigkeit ausreichend. Darüber hinaus wird in diesem Fall die Verwendung einer speziellen Hardware überflüssig und es kann die Flankendetektoreinrichtung einfacher realisiert werden.
Die seriellen Datenkommunikationen mit Hilfe der Asynchronisation werden innerhalb eines Kommunikationssystems ausgeführt, bei dem eine Vielzahl der im Fahrzeug befindlichen elektronischen Controller als Slave-Vorrichtungen und eine externe Vorrichtung als Mastervorrichtung verbunden sind oder einer der Controller und die externe Vorrichtung über einen Kommunikationskanal verbunden sind. Die Daten, die mit der niedrigen Geschwindigkeit übermittelt werden, bestehen aus den Adressendaten der Slave-Vorrichtung, die als erste von der Mastervorrichtung dorthin übertragen werden, wenn eine Datenverkettung zwischen der Mastervorrichtung und der Slave-Vorrichtung aufgebaut werden soll. Bei der seriellen Kommunikationsvorrichtung empfängt die Slave-Vorrichtung die Adressendaten mit Hilfe des Samplingvorgangs mit niedriger Geschwindigkeit.
Wenn die Vorrichtung auf diese Weise konstruiert ist, wird selbst im Falle von Datenkommunikationen zwischen einem Diagnosewerkzeug und verschiedenen am Fahrzeug befindlichen elektronischen Controllern die Zeit für die Diagnostizierung von Fehlern eines Fahrzeugs nicht unnötigerweise verlängert, und zwar auf Grund von Fehlern in den Kommunikationen, und es kann die Gesamtdiagnosezeit sogar verkürzt werden.
In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches eine bevorzugte Ausführungsform einer seriellen Kommunikationsvorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild, welches eine Anschlußstruktur einer Kommunikationsschaltung zeigt, die in Fig. 1 dargestellt ist;
Fig. 3 ein Flußdiagramm, welches eine Kommunikationsverarbeitungsprozedur in jedem elektronischen Controller veranschaulicht;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches in Einzelheiten eine Kommunikationsverarbeitung, insbesondere eine Empfangsverarbeitung bei einer Geschwindigkeit von 5 bps zeigt;
Fig. 5(a) bis 5(c) graphische Zeitdiagramme, die jeweils in erster Linie Empfangsverarbeitungsbetriebsarten zeigen, wenn in der Vorrichtung bei der bevorzugten Ausführungsform Fehler auftreten;
Fig. 6 ein Blockschaltbild, welches die Konstruktion eines herkömmlichen Kommunikationssystems zeigt, und zwar zwischen einem Diagnosewerkzeug und am Fahrzeug befindlichen elektronischen Controllern;
Fig. 7 einen Zeitplan, der eine Kommunikationsprozedur basierend auf dem internationalen Standard ISO-9141 für das Kommunikationssystem zeigt;
Fig. 8 einen Zeitplan, der das Bitformat des Datenbytes zeigt; und
Fig. 9(a) und 9(b) Zeitpläne, die Empfangsverarbeitungsbetriebsarten wiedergeben, wenn in der herkömmlichen Kommunikationsvorrichtung Fehler auftreten.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens und einer Vorrichtung für die Realisierung einer seriellen Kommunikation gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung in Form eines asynchronen seriellen Kommunikationssystems konstruiert, um Datenkommunikationen für Diagnosezwecke zwischen verschiedenen am Fahrzeug befindlichen elektronischen Controllern und einem Diagnosewerkzeug durchzuführen, welches extern daran angeschlossen ist, speziell, um den Datenempfangswirkungsgrad der Controller auf einem hohen Wert zu halten.
Zuerst wird eine Erläuterung der Konstruktionen des Kommunikationssystems und der Kommunikationsvorrichtung bei der bevorzugten Ausführungsform geliefert.
Bei dem Kommunikationssystem umfaßt eine Vielzahl am Fahrzeug mitgeführten elektronischen Controller beispielsweise einen Maschinen-Controller 1 und einen Getriebe-Controller 2, die über eine Kommunikationsleitung 3 verbunden sind (äquivalent der oben erwähnten K-Leitung), und es ist an diese am Fahrzeug mitgeführten elektronischen Controller ein Diagnosewerkzeug in Form einer externen einer Diagnosevorrichtung über die Kommunikationsleitung 3 und einen Diagnosestecker 4 angeschlossen. Als ein Kommunikationssystem zwischen diesem externen Diagnosewerkzeug 5 und den am Fahrzeug mitgeführten elektronischen Controllern, die miteinander verbunden sind, werden beispielsweise der Maschinen-Controller 1 und der Getriebe-Controller 2 ein Multiplex-Kommunikationssystem, welches als SCI (Serial Communication Interface) bezeichnet wird, verwendet. Als Kommunikationsprotokoll für die Multiplex- Kommunikationen wird ein solches verwendet, welches in Einklang mit dem Standard ISO-9141 steht, der von einer internationalen Standardorganisation in Europa stammt.
Jedes dieser Elemente wird im folgenden in Einzelheiten beschrieben.
Hier wird als ein Beispiel für die am Fahrzeug mitgeführten elektronischen Controller die Konstruktion und Funktion des Maschinen-Controllers 1 erläutert.
Der Maschinen-Controller 1 ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, durch eine CPU 11, einen ROM 12, einen RAM 13, eine Eingangsschaltung 14, eine Ausgangsschaltung 15 und eine AD-Umsetzschaltung 16 (ADC), eine Kommunikationsschaltung (cm) 17 usw. konstruiert.
Die Kommunikationsschaltung 17 besteht aus einer Schaltung mit Funktionen, um hauptsächlich das ISO-9141-Signalformat der Diagnoseanfragenachricht von dem Diagnosewerkzeug 5, das heißt das 10-Bit-Format des SCI (siehe Fig. 8) in ein digitales Signal umzuwandeln, welches durch die CPU 11 gelesen wird, um eine Antwortnachricht, die von der CPU 11 in dem ISO-9141-Nachrichtenformat ausgegeben wird, in das 10-Bit-Format von SCI rückzuverwandeln usw. Diese Bitformatumsetzfunktionen können mit Hilfe einer Hardware realisiert werden, die als UART (An Asynchonous Communication Circuit = eine asynchrone Kommunikationsschaltung) bezeichnet wird, und es kann der Inhalt einer Nachricht, die auf der Grundlage des 10-Bit-Formats von SCI aufgebaut ist, durch Software verarbeitet werden.
Es werden in die Eingangsschaltung 14, welche den Maschinen-Controller 1 darstellt, Sensorsignale eingespeist, die hauptsächlich aus Impulssignalen bestehen, welche von solchen Sensoren wie einem Kurbelwinkelsensor 21 zum Detektieren einer Maschinendrehzahl, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 und ähnlichem ausgegeben werden und wobei in die AD-Umsetzschaltung 16 Sensorsignale eingespeist werden, die aus Analogsignalen bestehen, die von solchen Sensoren ausgegeben werden, die an den jeweiligen Teilen eines Fahrzeugs, wie beispielsweise ein Drosselklappensensor 23, ein Luftströmungsmeßgerät 24, ein Wassertemperatursensor 25, eine O&sub2;- (Sauerstoff)-Sensor 26 und ähnliches vorgesehen sind. Diese Sensorsignale werden in einem Datenbereich in dem RAM 13 als Sensordaten gespeichert, entsprechend den detektierten Werten derselben, und werden als Operationswerte verwendet, auf deren Grundlage die CPU 11 eine Brennstoffeinspritzmenge und einen Zündzeitpunkt berechnet.
Die CPU 11 berechnet eine Brennstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt jedes Mal, indem eine spezifische Operation durchgeführt wird, und zwar basierend auf den Sensordaten, die von dem RAM 13 abgegriffen werden, in Einklang mit einem Steuerprogramm, welches in dem ROM 12 vorinstalliert ist, basierend auf Austauschvorgängen vom Kommunikationsnachrichten (werden später beschrieben) mit dem Diagnosewerkzeug 5 und Ausführen einer Diagnoseverarbeitung, die durch die Nachrichten spezifiziert wird.
Die auf diese Weise durch die CPU 11 berechnete Brennstoffeinspritzmenge wird an die Ausgangsschaltung 15 geliefert und es wird ein Signal entsprechend der erhaltenen Brennstoffeinspritzmenge durch diese Ausgangsschaltung 15 an die Maschinensteuervorrichtung 27 ausgegeben. Als Maschinensteuervorrichtung 27 kann beispielsweise ein Brennstoffeinspritzventil verwendet werden.
Wenn die Diagnoseverarbeitung durchgeführt wird, werden die Sensordaten, die aus dem RAM 13 ausgelesen werden, sequentiell durch die CPU 11 in Einklang mit einem Befehl gelesen, der durch das Diagnosewerkzeug 5 geliefert wird, um die RAM- Werte zu lesen, und es werden die auf diese Weise gelesenen Daten als Diagnosedaten auf die Kommunikationsleitung 3 über die Kommunikationsschaltung 17 ausgegeben.
Darüber hinaus ist das Diagnosewerkzeug 5 elektrisch an die am Fahrzeug mitgeführten elektronischen Controller (in diesem Fall dem Maschinen-Controller 1, dem Getriebe-Controller 2 usw.) über den Diagnosestecker 4 anschließbar, wenn die im Fahrzeug mitgeführten elektronischen Controller oder das Fahrzeugsystem, die bzw. welches dadurch diagnostiziert werden sollen bzw. soll, die Daten liest, die als Diagnosedaten ausgelesen wurden und den Diagnosevorgang dieser Daten unterstützen bzw. unterstützt.
Das Diagnosewerkzeug 5 erzeugt gewöhnlich einen Bericht über die Existenz von Fehlern in den Daten an solche Personen, die den Diagnosevorgang durchführen, indem die gelesenen Diagnosedaten alle zusammen auf einem Anzeigeabschnitt dargestellt werden oder diese graphisch dargestellt werden.
Es wird von einer Batterie 19 elektrische Energie zu dem Diagnosestecker 4 über einen Zündschalter 18 zugeführt und die Energie wird auch dem Diagnosewerkzeug 5 über den Diagnosestecker 4 zugeführt, wenn das Werkzeug 5 elektrisch mit den am Fahrzeug befindlichen elektronischen Controllern verbunden wird.
Als nächstes folgt eine Erläuterung der Anschlußstruktur der Kommunikationsschaltung 17, welche die Kommunikationsvorrichtung bei der bevorzugten Ausführungsform darstellt, und zwar unter Hinweis auf Fig. 2.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Kommunikationsschaltung 17 mit Hilfe von Datenübertragungs- und -empfangsanschlüssen (TxD) 171 und (RxD) 172 und einem Flankendetektionsanschluß (Port) 173 konstruiert, die spezifisch für die Identifikation von Schwellenwerten von Änderungen in den logischen Pegeln eingestellt sind, wenn die Daten mit einer niedrigen Geschwindigkeit (Sampling) empfangen werden.
Hierbei sind die Übertragungs- und Empfangsanschlüsse (TxD) und RxD) 171 und 172 äquivalent dem Kommunikationsanschluß TM 1 entsprechend der K-Leitung in Fig. 6 und sind als Teil der UART (asynchronen Kommunikationsschaltung) konstruiert, um die Bitformatumsetzfunktion in der Kommunikationsschaltung 17 zu realisieren.
Der Flankendetektionsanschluß (Port) 173 besteht aus einem Anschluß äquivalent einem Porteingang, der gewöhnlich in einer CPU vorgesehen ist, und es werden in der Kommunikationsvorrichtung bei der Ausführungsform die Flankenteile der empfangenen seriellen Daten (Zeitlagen) über diesen Flankendetektionsanschluß 173 überwacht.
Ferner ist bei der Kommunikationsvorrichtung dieser Ausführungsform die Geschwindigkeit des Datensamplingvorganges durch diesen Flankendetektionsanschluß 1.73 auf 5 bps fixiert, während jedoch die Geschwindigkeit der Datenübertragung durch den Übertragungsanschluß 171 und diejenige des Datensamplingvorganges durch den Empfangsanschluß 172 bei 10,4 Kbps fixiert sind.
Wie bereits an früherer Stelle beschrieben wurde, folgen die Datenkommunikationen zwischen dem Diagnosewerkzeug und der Kommunikationsvorrichtung bei der Ausführungsform (Controller 1 oder 2), die basierend auf dem internationalen Standard ISO-9141 ausgeführt werden, der herkömmlichen Prozedur, die in Fig. 7 gezeigt ist.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Prozeduren, die durchgeführt werden müssen, wenn die asynchronen seriellen Datenkommunikationen hauptsächlich durch die CPU 11 und die Kommunikationsschaltung 17 bei der Kommunikationsvorrichtung der Ausführungsform durchgeführt werden. Als nächstes folgt eine detaillierte Erläuterung der Betriebsweise der Kommunikationsvorrichtung bei der bevorzugten Ausführungsform unter Hinweis auf die Fig. 3 und 4.
Zuerst wird die gesamte Kommunikationsverarbeitungsprozedur unter Hinweis auf Fig. 3 beschrieben, die durch die Kommunikationsvorrichtung der Ausführungsform ausgeführt wird.
Wenn bei dieser Kommunikationsverarbeitung die "Adressen"-Informationen von dem Diagnosewerkzeug 5 in einem Modus, der in Fig. 7 in Form der Daten D1 gezeigt ist, übertragen werden, führt die CPU 11 zuerst eine Empfangsverarbeitung mit Hilfe eines Niedriggeschwindigkeitssamplingvorganges durch, z. B. bei 5 bps, und zwar über den Flankendetektionsanschluß 173 bei einem Schritt 110. Einzelheiten der Empfangsverarbeitung mit der Geschwindigkeit von 5 bps werden an späterer Stelle unter Hinweis auf Fig. 4 beschrieben.
Nachdem die Empfangsoperation mit der Geschwindigkeit von 5 bps beendet worden ist, schaltet die CPU 11 die Übertragungs- und Samplinggeschwindigkeit der Kommunikationsschaltung 17 von den 5 bps auf eine hohe Geschwindigkeit von 10,4 Kbps, was bei einem Schritt 120 erfolgt. Das heißt, der Kommunikationsanschluß der Schaltung 17 wird von dem Flankendetektionsanschluß (Port) 173 auf die Übertragungs- und Empfangsanschlüsse (TxD und RxD) 171 und 172 geschaltet.
Dann tauscht die CPU 11 verschiedene Daten, die als Daten D2 bis D8 in Fig. 7 gezeigt sind, mit dem Diagnosewerkzeug 5 dadurch aus, indem die Operationen bei den Schritten 130, 140, 170 und 180 wiederholt werden.
Wenn keine weiteren Anfragen von dem Diagnosewerkzeug 5 auftreten, wird die Bedingung "Zeit überschritten" bei einem Schritt 150 befriedigt. Nachdem diese "Zeit überschritten"-Bedingung befriedigt worden ist, schaltet die CPU 11 letztendlich die Übertragungs- und Samplinggeschwindigkeiten der Kommunikationsschaltung 17 von 10,4 Kbps auf 5 bps um, das heißt sie schaltet den Kommunikationsanschluß der Schaltung 17 von den Übertragungs- und Empfangsanschlüssen (TxD und RxD) 171 und 172 auf den Flankendetektionsanschluß (Port) 173 um und es endet dann die Kommunikationsverarbeitung.
In einem Fall, bei dem SCI-Formatfehler z. B. ein Stop-Bit-Fehler, der in Fig. 8 gezeigt ist, detektiert werden, wenn die Daten mit dem Diagnosewerkzeug 5 bei dem Schritt 180 ausgetauscht werden, oder in einem Fall, bei dem Nachrichtenformatfehler z. B. als Fehler in dem Überprüfungskode der empfangenen Nachricht (Prüfsumme usw.) detektiert werden, wird die Verarbeitung zwangsweise zu einem Schritt 160 bewegt und, nachdem die Übertragungsgeschwindigkeit umgeschaltet worden ist, wird die Kommunikationsverarbeitung zwangsweise beendet. Um dies spezifischer auszudrücken, selbst wenn einige Daten von dem Diagnosewerkzeug 5 danach übertragen werden, wird in der Kommunikationsvorrichtung die Verarbeitung erneut von "empfangen mit der Geschwindigkeit von 5 bps" bei dem Schritt 110 gestartet.
Als nächstes folgt eine detaillierte Erläuterung von "empfangen mit der Geschwindigkeit von 5 bps" bei dem Schritt 110 unter Hinweis auf Fig. 4.
Bei dieser Empfangsoperation führt die CPU 11 zuerst eine Initialisierung bei einem Schritt 111 durch. Diese Initialisierung enthält eine solche eines Empfangsregisters in dem RAM 13, der in Fig. 1 gezeigt ist, eine solche von Flankendetektionszählwerten und ähnlichem.
Nachdem die Initialisierung vorbei ist, identifiziert die CPU 11 die Vervollständigung des Empfangs der Daten ("Adressen"-Informationen), die mit der Geschwindigkeit von 5 bps bei einem Schritt 112 übertragen werden. Wenn die Vervollständigung des Datenempfangs identifiziert worden ist (10 Bits wurden empfangen), beendet die CPU 11 diese Operation und kehrt zu der Kommunikationsverarbeitung zurück, die in Fig. 3 gezeigt ist. Wie bereits an früherer Stelle beschrieben wurde, wird nach der Initialisierung den Daten erlaubt, mit einer niedrigen Geschwindigkeit über dem Flankendetektionsanschluß 173 der Kommunikationsschaltung 17 gesampelt zu werden.
Auf der anderen Seite identifiziert die CPU 11 in einem Fall, bei dem eine noch nicht stattgefundene Vervollständigung des Datenempfangs identifiziert wird, und zwar enthaltend den ersten Abruf der Daten mit der Geschwindigkeit von 5 bps bei dem Schritt 112, ferner die Existenz der Flankendetektion durch den Flankendetektionsanschluß 173, was bei einem Schritt 113 erfolgt. Bei der Empfangsverarbeitung werden diese Identifizierungsoperationen in den Schritten 112 und 113 solange wiederholt, bis eine Vervollständigung des Datenempfangs oder der Detektion der Datenflanke erfolgt ist.
Wenn nun die Flanke der Daten detektiert wird, und zwar inklusive dem Startbit der 5bps-Daten, wird der Detektionszeitpunkt in einem spezifizierten Bereich in dem RAM 13 gespeichert, was bei einem nächsten Schritt 114 erfolgt. Wenn es sich dabei um die erste Flanke der Daten handelt, bei der der Flankendetektionszählwert "1" lautet, das heißt es liegt eine Abfallflanke des Startbits vor, werden die Operationen in den Schritten 112, 113 und 114 solange wiederholt, bis eine nächste Flanke detektiert wird.
Wenn dann eine zweite Flanke detektiert wird, wird bei einem Schritt 116 die Differenz zwischen dem momentanen Flankendetektionszeitpunkt und dem früheren Flankendetektionszeitpunkt (dem ersten) berechnet und diese berechnete Zeitdifferenz wird mit der Zeit von "150 ms (Millisekunden)" verglichen, was bei einem nächsten Schritt 1.17 erfolgt.
Hierbei stellt die Zeit "150 ms" einen Wert dar, der durch Einbeziehen des Randes oder der Grenze von "50 ms" in "200 ms" erhalten wird, was einer Zeit von 1 Bit der 5bps-Daten entspricht. Bei der Kommunikationsvorrichtung der Ausführungsform werden in einem Fall, bei dem die Zeitdifferenz sich als gleich mit "150 ms" oder höher durch den Vergleichsvorgang beim Schritt 117 herausgestellt hat, die Operationen bei den Schritten 112 bis 117 wiederholt, indem bestimmt wird, daß ein normaler Datenempfang aufrecht erhalten ist.
Ferner beendet die Kommunikationsvorrichtung bei der Ausführungsform in einem Fall, bei dem sich durch den Vergleich beim Schritt 117 herausgestellt hat, daß die Zeitdifferenz unter der Zeit von "150 ms" liegt, die Empfangsverarbeitung, indem bestimmt wird, daß Kommunikationsfehler aufgetreten sind. Dann führt die Vorrichtung die Operation erneut durch, und zwar beginnend von der Initialisierung bei dem Schritt 111.
Um dies spezifischer zum Ausdruck zu bringen, beträgt die maximale Flankenintervallzeit der Daten, die mit einer hohen Geschwindigkeit übertragen werden, beispielsweise mit 10,4 Kbps, die Zeit von 9 Bit von der ersten Anstiegsflanke des Startbits derselben zu der ersten Anstiegsflanke des Stopbits, das heißt etwa "1 ms". Auf der anderen Seite ist die minimale Flankenintervallzeit der 5bps-Daten bei den "200 ms", was eine Zeit von 1 Bit in der oben beschriebenen Weise bedeutet, ausreichend größer, und zwar verglichen mit "1 ms". Aus diesem Grund handelt es sich bei einer Flanke mit einem Zeitintervall kürzer als die Zeit von "150 ms" (200 ms - 50 ms (Grenzwert))" um die eine der 10,4Kbps-Daten oder sie entsteht auf Grund von Störsignalen und bei der Kommunikationsvorrichtung der Ausführungsform werden in einem Fall, bei dem eine Flanke existiert, die einen solch kurzen Zeitintervall besitzt, Kommunikationsfehler identifiziert.
Die Fig. 5(a) bis 5(c) zeigen einen Empfangsverarbeitungsmodus bei der Kommunikationsvorrichtung der bevorzugten Ausführungsform im Vergleich mit demjenigen bei einer herkömmlichen Vorrichtung. Im folgenden wird diese Empfangsoperation in der Kommunikationsvorrichtung bei der Ausführungsform in Einzelheiten unter Hinweis auf die Fig. 5(a) bis 5(c) beschrieben.
In herkömmlicher Weise folgt in bezug auf die Daten, die durch das Diagnosewerkzeug in einem Modus übertragen wurden, der in Fig. 5(a) gezeigt ist, und zwar angezeigt durch P11 bis P13 in Fig. 5(b), entsprechend P1 bis P3 in Fig. 9(b), auf die Empfangsoperation die folgenden Modi:
(1) In einem Fall, bei dem ein gewisser Fehler E bei der Empfangsverarbeitung P11 der Daten D11 erzeugt wird, wird, da die Operation von dem Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit auf der Seite des elektronischen Controllers wieder gestartet wird, die Empfangsverarbeitung P12 mit Hilfe des Samplingvorganges mit niedriger Geschwindigkeit gestartet, und zwar begleitet von der Detektion der Startbitflanke der Daten D12, die mit einer hohen Geschwindigkeit übertragen werden;
(2) wenn einmal die Empfangsverarbeitung P12 anhand des Samplingvorgangs mit niedriger Geschwindigkeit gestartet wurde, können Fehler dieser Verarbeitung solange nicht detektiert werden, bis der Samplingvorgang der spezifizierten Bitlänge (200 m · 10 Bits = 2 s) vorüber ist;
(3) als ein Ergebnis wird auf der Seite des elektronischen Controllers, nachdem diese Empfangsverarbeitung P12 vorüber ist, die Empfangsverarbeitung P13 mit niedriger Samplinggeschwindigkeit ausgeführt, und zwar in bezug auf die Daten D13 in dem Modus, der in Fig. 5(b) gezeigt ist; und
(4) in Einklang mit dem oben beschriebenen Standard ISO-9141 wird die maximale Zeit, die vom Zeitpunkt der Identifizierung der Kommunikationsfehler durch das Diagnosewerkzeug bis zum Startvorgang einer erneuten Übertragung der Daten ("Adressen"-Informationen) mit der niedrigen Geschwindigkeit von 5 bps auf 300 ms eingestellt. Es ergibt sich somit für den schlechtesten Fall eine Möglichkeit, daß die Datenaustauschvorgänge mit der niedrigen Geschwindigkeit endlos wiederholt werden, während jedoch die Verschiebungen in der Synchronisation intakt gelassen werden.
Um die Fehler der Empfangsoperation bei der herkömmlichen Vorrichtung zu zählen, was in Fig. 5(c) gezeigt ist, durchläuft die Kommunikationsvorrichtung bei der bevorzugten Ausführungsform die folgenden Modi:
(1) In einem Fall, bei dem ein Fehler E aus irgendeinem Grund erzeugt wird oder ein anderer Fehler bei der Empfangsverarbeitung P21 der Daten D11 zum Zeitpunkt 17 erzeugt wird, wird auf der Seite des elektronischen Controllers die Operation erneut von dem Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit gestartet, und zwar nach der Ankunft der Daten D12 zu dem Zeitpunkt t2. Somit wird, wie im Falle der herkömmlichen Vorrichtung die Empfangsverarbeitung P22 mit Hilfe des Samplingvorgangs mit niedriger Geschwindigkeit gestartet, und zwar nachfolgend der Detektion der Startbitflanke der Daten D12, die mit einer hohen Geschwindigkeit übertragen werden;
(2) bei der Kommunikationsvorrichtung nach der Ausführungsform werden jedoch durch die 5bps-Empfangsverarbeitung, die in Fig. 4 gezeigt ist, Fehler in der Empfangsverarbeitung P22 zu dem Zeitpunkt t3 detektiert, und zwar basierend auf der Bestimmung (Zeit t3 - Zeit t2 < 150 ms), und es wird die Verarbeitung P22 unterbrochen; und
(3) nach der Ankunft der Niedriggeschwindigkeitsdaten D13 von dem Diagnosewerkzeug 5 zu dem Zeitpunkt t4 wird als Empfangsverarbeitung P23 der Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit erneut zu dem Zeitpunkt t4 durchgeführt und zu dem Zeitpunkt t5 endet die Verarbeitung P23 durch den Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit auf normale Weise.
Gemäß der seriellen Kommunikationsvorrichtung bei der bevorzugten Ausführungsform können selbst während des Datenempfangs gemäß dem Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit Kommunikationsfehler unmittelbar und verläßlich detektiert werden.
Es erfolgt mit der Fehlerdetektionszeitsteuerung, daß der Datenempfangsvorgang durch den Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit erneut durchgeführt wird (um exakt zu sein, wird die Operation in den Standby-Modus gesetzt, und zwar für die Übertragung von neuen Daten von dem Diagnosewerkzeug 5 aus). In dem kürzesten Fall wird die Kommunikationssynchronisation mit dieser Zeitsteuerung wieder hergestellt. Es können somit gemäß dieser Fehlerverarbeitung zeitliche Verluste zu dem Zeitpunkt des Auftretens von Fehlern beseitigt werden und es kann die Kommunikationssynchronisation innerhalb einer kurzen Zeit zuverlässig wieder hergestellt werden.
Ferner wird bei der Kommunikationsvorrichtung nach der Ausführungsform als eine Einrichtung zum Detektieren der Flanken zu dem Zeitpunkt des Samplingvorgangs mit niedriger Geschwindigkeit (5 bps Empfangsverarbeitung) der spezielle Flankendetektionsanschluß 173, der in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet. Es ist somit möglich, in zuverlässiger Weise die Flanke der Daten ungeachtet der Datenübertragungs- und -empfangs-Samplinggeschwindigkeiten zu detektieren.
Es kann jedoch im Hinblick auf die Tatsache, daß die Fehlerverarbeitung basierend auf dieser Flankendetektion zu dem Zeitpunkt des Datenempfangs gemäß dem Samplingvorgang mit niedriger Geschwindigkeit ausgeführt wird, ratsam sein, eine Flankendetektionseinrichtung in Form einer Software vorzusehen, um die relevante Flanke zu detektieren, wenn Daten, die von dem Empfangsanschluß (RxD) 172 eingespeist werden, in spezifischen Zeitintervallen gesampelt werden und die Signalpegel dieser gesampelten Daten eine spezifische Differenz jeweils zwischen zwei zeigen.
Selbst wenn die Vorrichtung so konstruiert ist, daß sie als die genannte Einrichtung eine Software enthält, um die Flanke der seriellen Daten zu detektieren, wie dies oben dargelegt wurde, können Fehler in ausreichender Weise in Ausdrücken der Geschwindigkeiten behandelt oder berücksichtigt werden. Darüber hinaus wird in diesem Fall der spezielle Flankendetektionsanschluß 173 unnötig, wodurch es einfacher wird, die Flankendetektionseinrichtung zu realisieren.
Bei der vorausgegangenen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform wurde auf einen Fall eingegangen, bei dem die serielle Kommunikationsvorrichtung, die durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird, bei einem System für die Datenkommunikation angewendet wird, die zwischen dem Diagnosewerkzeug 5 und den elektronischen Controllern 1 oder 2 durchgeführt wird, und zwar in Einklang mit dem internationalen Standard ISO-9141. Diese Vorrichtung kann auch bei einem Kommunikationssystem angewendet werden, in welchem ein Kommunikationskanal unter einer Vielzahl von am Fahrzeug mitgeführten elektronischen Controllern ausgebildet wird, von denen einer als Master dient und andere als Slaves dienen.
Ferner ist auch das Datenkommunikationsprotokoll unter diesen Vorrichtungen nicht auf dasjenige beschränkt, welches durch den internationalen Standard ISO-9141 spezifiziert ist. Vielmehr kann hier eine optionale Auswahl getroffen werden. Tatsache ist, daß, solange ein serielles Kommunikationssystem verwendet wird, bei dem serielle Daten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten asynchron übermittelt werden, die gleichen Wirkungen wie im Falle der bevorzugten Ausführungsform erhalten werden können, indem die Kommunikationsvorrichtung der Erfindung angepaßt wird.
Die Übertragungsgeschwindigkeiten der Daten sind auch nicht auf die zwei Geschwindigkeiten gemäß einer niedrigen Geschwindigkeit und einer hohen Geschwindigkeit beschränkt. Zum Beispiel ist es selbst dann, wenn drei Datenübertragungsgeschwindigkeiten, eine niedrige, eine mittlere und eine hohe, koexistieren, grundsätzlich möglich, die oben beschriebene Empfangsverarbeitung in bezug auf die Niedriggeschwindigkeitsdaten oder Daten mit mittlerer Geschwindigkeit durchzuführen. Selbst wenn darüber hinaus in diesem Fall Kommunikationsfehler während des Empfangsvorganges der Daten erzeugt werden, können zeitliche Verluste effektiv eliminiert werden, indem die Empfangsverarbeitung entsprechend angepaßt wird.
Wie vorangehend in Einzelheiten erläutert wurde, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung selbst in einer Umgebung gemäß einer asynchronen seriellen Kommunikation, bei der die Daten, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten übertragen werden, koexistieren und ausgetauscht werden, möglich, effektiv Zeitverluste zu beseitigen, wenn Kommunikationsfehler erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarte Ausführungsform und deren Ausgestaltungen beschränkt, sondern es sind Abwandlungen in vielfältiger Weise möglich.

Claims

1. Serielles Kommunikationsverfahren zum asynchronen Übermitteln von seriellen Daten zwischen einer Vielzahl von Vorrichtungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Empfangen (110) von ersten Daten an einer ersten Vorrichtung (1, 2) von einer anderen Vorrichtung (5) mit einer ersten Abtastgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner die Schritte aufweist:

Bestimmen (111-117) eines Übermittlungsfehlers, wenn zweite Daten mit einer zweiten Abtastgeschwindigkeit bei einem ersten Datenempfangsschritt empfangen werden; und

Erneutes Starten des ersten Datenempfangsschritt nach Bestimmung des Übermittlungsfehlers.

2. Serielles Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erste Abtastgeschwindigkeit für ein Empfangen der ersten Daten da ist, die übermittelt werden sollen, wenn eine Datenübertragung gestartet wird.

3. Serielles Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die erste Abtastgeschwindigkeit niedriger als die zweite Abtastgeschwindigkeit ist.

4. Serielles Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 1, 2, oder 3, wobei der Bestimmungsschritt die Zeitdifferenz zwischen Erfassungszeiten einer ersten Flanke und der nächsten Flanke von jedem Bit der ersten Daten mißt und bestimmt, ob die Differenz kleiner als ein vorbestimmter 1-Bit-Zeit der ersten Daten ist.

5. Serielles Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Flankenerfassung durch einen speziellen Flankenerfassungsanschluß (173) an der einen Vorrichtung (1, 2), der ein anderer als der zum Empfangen der zweiten Daten bestimmte Anschluß ist, durchgeführt wird.

6. Serielles Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Flankenerfassung mittels einer Software für Daten durchgeführt wird, die mit einer bestimmten Zeitsteuerung in Bezug auf eine bestimmte Differenz bei den Signalpegeln abgetastet worden sind.

7. Serielles Kommunikationsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Vorrichtungen (1, 2) eine fahrzeuginterne elektronische Steuervorrichtung ist und die ersten Daten die Adressdaten sind, die als erstes zu übertragen sind, wenn eine Datenverbindung aufgebaut werden soll.

8. Serielles Kommunikationsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Länge der zweiten Daten, die nach den ersten Daten übertragen werden, kleiner als eine 1-Bit-Zeit der ersten Daten ist.

9. Serielle Kommunikationsvorrichtung um asynchronen Empfangen der seriellen Daten bei verschiedenen Übertragungsgeschwindigkeiten, wobei die Vorrichtung aufweist:

Flankenerfassungsvorrichtung (17, 173) zum Erfassen von ansteigenden und fallenden Flanken der seriellen Daten; und

Fehlerverarbeitungsvorrichtung (110-117) zum Bestimmen eines Übermittlungsfehlers, wenn die Zeitdifferenz zwischen einer Erfassung einer ersten Flanke und der nächsten Flanke durch die Flankenerfassungsvorrichtung (17, 173) kleiner als eine 1-Bit-Zeit der Daten einer niedrigen Übertragungsgeschwindigkeit zur Zeit eines Datenempfangs durch eine Abtastung mit einer niedrigeren Geschwindigkeit ist, und ein erneutes Starten eines Datenempfangs durch eine Datenabtastung mit einer niedrigen Geschwindigkeit zur Zeit einer weiteren Flankenerfassungszeit durch die Flankenerfassungsvorrichtung (17, 173).

10. Serielle Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Flankenerfassungsvorrichtung enthält:

einen Flankenerfassungsanschuß (173), der ausschließlich und getrennt von dem für eine Übertragung der seriellen Daten vorgesehenen Kommunikationsanschluß (171, 172) vorgesehen ist.

11. Serielle Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Flankenerfassungsvorrichtung (17, 173) die durch einen Kommunikationsanschluß (171, 172) eingegebenen Daten mit einem vorbestimmten Zeitintervall zum Empfangen der seriellen Daten abtastet und durch eine Software die Flanke erfaßt, wenn jeder Signalpegel der abgetasteten Daten eine Änderung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalpegeln aufweist.

12. Serielle Kommunikationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei:

die asynchrone serielle Kommunikation in einem Kommunikationssystem zwischen einer Slave-Vorrichtung (1, 2) und einer Master-Vorrichtung (5) durchgeführt wird, wobei die Slave-Vorrichtung (1, 2) eine Vielzahl von in einem Fahrzeug montierten elektronischen Steuervorrichtungen enthält und wobei die Mastervorrichtung (5) eine externe Vorrichtung oder eine der in dem Fahrzeug montierten elektronischen Steuervorrichtungen enthält;

die Daten einer niedrigen Übertragungsgeschwindigkeit Adressdaten der Slave- Vorrichtung (1, 2) sind, die zuerst von der Master-Vorrichtung (5) zu der Slave- Vorrichtung (1, 2) zur Zeit der Datenverbindungserstellung zwischen der Master- Vorrichtung (5) und der Slave-Vorrichtung (1, 2) übertragen werden sollen; und

die Slave-Vorrichtung (1, 2) die Adressdaten durch die Abtastung mit einer niedrigen Geschwindigkeit empfängt.

13. Serielles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 1 für ein asynchrones Übermitteln von seriellen Daten, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zwischen einer Vielzahl von Vorrichtungen durch eine Kommunikationsleitung übertragen werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Empfangen von ersten Daten an einer ersten Vorrichtung (1, 2) von einer anderen Vorrichtung (5) durch die Kommunikationsleitung mit einer ersten fest eingestellten Abtastgeschwindigkeit;

Bestimmen eines Übermittlungsfehlers, wenn zweite Daten, welche mit einer zweiten fest eingestellten Abtastgeschwindigkeit, die sich von der ersten Abtastgeschwindigkeit unterscheidet, übermittel werden sollen, während des ersten Datenempfangsschritts empfangen werden; und

erneutes Starten des ersten Datenempfangsschritts nach Bestimmung des Übermittlungsfehlers, wodurch ein Umschalten der Abtastgeschwindigkeiten von der ersten Abtastgeschwindigkeit zu der zweiten Abtastgeschwindigkeit gesperrt ist.

14. Serielle Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 9 zum asynchronen Empfangen erster und zweiter serieller Daten durch eine Kommunikationsleitung mit unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten, wobei die Vorrichtung aufweist:

Flankenerfassungsvorrichtung (17, 173) zum Erfassen von ansteigenden und fallenden Flanken der ersten seriellen Daten;

Fehlerverarbeitungsvorrichtung (110-117) zum Bestimmen eines ersten Datenübermittlungsfehlers, wenn die Zeitdifferenz zwischen einer Erfassung einer ersten Flanke und der nächsten Flanke durch die Flankenerfassungsvorrichtung kleiner als eine 1-Bit-Zeit der Daten einer niedrigen Datenübertragungsgeschwindigkeit zur Zeit eines Empfangens der ersten seriellen Daten durch ein Abtasten mit einer niedrigen Geschwindigkeit ist, und erneutes Starten eines Empfangens der ersten seriellen Daten durch die Datenabtastung mit einer niedrigen Geschwindigkeit zur Zeit einer Erfassung einer weiteren Flanke durch die Flankenerfassungsvorrichtung (13, 173).

15. Serielle Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Vorrichtung eine Geschwindigkeitsschaltvorrichtung zum Umschalten von einem Abtasten mit einer niedrigen Geschwindigkeit zu einem Abtasten mit einer hohen Geschwindigkeit enthält, um die Übermittlung der zweiten seriellen Daten freizugeben, wenn kein Fehler beim Empfang der ersten seriellen Daten bestimmt worden ist.