DE3942661A1

DE3942661A1 - Einrichtung und verfahren zur kommunikation zwischen datenverarbeitungsstationen, insbesondere anwendbar fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3942661A1
Application number: DE3942661A
Authority: DE
Inventors: Hideo Takai; Tohru Futami
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1990-07-05
Also published as: US5132905A; DE3942661C2; GB2229298A; GB8929049D0; GB2229298B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Kommunikation zwischen Datenverarbeitungsstationen, insbesondere für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung und ein Verfahren zur Kommunikation zwischen Datenverarbeitungsstationen, wie z. B. einer Hauptstation, z. B. einer Fahrzeugdiagnostik- oder Prüfvorrichtung, und verschiedenen Unterstationen, z. B. elektronischen Steuereinheiten, die in einem Kraftfahrzeug installiert sind, um Schwierigkeiten oder Fehler in den elektronischen Steuereinheiten festzustellen, die Fahrzeugelemente, wie z. B. einen Fahrzeugmotor steuern.

Gemeinsam mit neueren technologischen Entwicklungen in der Halbleitertechnik und für Halbleitervorrichtungen sind wesentliche Teile von Kraftfahrzeugen schnell mehr und mehr elektronisch gesteuert worden und eine große Zahl von Mikroprozessoren hat ihren Weg in die meisten Kraftfahrzeuge gefunden, um als elektronische Steuereinheiten (ECU's), wie z. B. für die Motorsteuerung etc. verwendet zu werden.

Obwohl derartige elektronisch gesteuerte Systeme eine hohe Leistungsfähigkeit erreichen und für komfortablere Fahrzeuge sorgen, ist die Prüfung und Diagnose von Fehlfunktionen bzw. Fehlern in den Steuereinheiten sehr komplex. Dies rührt daher, daß es häufig schwierig ist, die kausale Beziehung zwischen einem festgestellten Phänomen und seiner Ursache herauszufinden und es ist ein hohes Maß an technologischen Kenntnissen erforderlich, um solche kausalen Beziehungen zu analysieren, wobei solch kleine elektrischen Signale empfindlich gegenüber äußeren Störungen ebenso wie gegenüber intermittierenden Unterbrechungen oder Stromkreisunterbrechungen sind.

Obwohl viele elektronische Steuereinheiten Selbstdiagnostikfunktionen enthalten, solche Feststellungen bzw. Diagnosen jedoch auf fahrzeuginterner Grundlage ausgeführt werden und die Mikroprozessoren der meisten Steuereinheiten sehr klein sind, sind jedoch ihre Verarbeitungskapazitäten und -fähigkeiten beschränkt. Als Antwort hierauf ist daher eine Hauptstation entwickelt worden, die eine außerhalb des Fahrzeuges etablierte Diagnostikvorrichtung bildet, die Diagnosen außerhalb des Fahrzeuges ausführt und in der Lage ist, eine sehr genaue, hochqualitative Diagnose und Feststellung zu treffen. In einem Fall, in dem jede elektronische Steuereinheit, die in dem Fahrzeug installiert ist, von der Hauptstation außerhalb des Fahrzeuges aus untersucht und geprüft wird, wählt die Hauptstation eine gewünschte elektronische Steuereinheit aus der Mehrzahl der elektronischen Steuereinheiten, die in dem Fahrzeug installiert sind, aus, überträgt einen diagnostischen Steuerbefehl zu der ausgewählten, elektronischen Steuereinheit und nimmt rückübermittelte Daten bzw. Gegendaten von der ausgewählten elektronischen Steuereinheit in Abhängigkeit von dem diagnostischen Steuerbefehl auf.

Bei einer Datenverbindung der vorbeschriebenen Art überträgt die Hauptstation anfänglich einen Befehl, um jede elektronische Steuereinheit über eine Kommunikationsschaltung zu setzen, die zwischen der Hauptstation und der Mehrzahl der elektronischen Steuereinheiten angeordnet ist, um die Steuereinheiten in einen Aufnahme-Vorbereitungszustand für einen Systemaufrufbefehl zu versetzen, der die gewünschte elektronische Steuereinheit unter der Vielzahl elektronischer Steuereinheiten auswählt.

In Verbindung mit der Übertragung des Befehles, durch den die Verbindungsschaltung jede elektronische Steuereinheit in den Aufnahme-Vorbereitungszustand für einen Systemaufrufbefehl versetzt, überträgt die Hauptstation den Systemaufrufbefehl, um nur eine gewünschte elektronische Steuereinheit auszuwählen, so daß eine Datenverbindung von der externen Hauptstation zu der ausgewählten, fahrzeugimmanenten elektronischen Steuereinheit etabliert wird.

Wenn die Datenverbindung zwischen der Hauptstation und der ausgewählten elektronischen Steuereinheit hergestellt ist, überträgt die Hauptstation einen Steuerbefehl, wie z. B. einen Parameter-Setzbefehl, wobei der Steuerbefehl ausgegeben wird, um die ausgewählte elektronische Steuereinheit zu veranlassen, einen gewünschten Steuerungsvorgang auszuführen. Nach einer bestimmten Zeitspanne folgen dem Steuerbefehl zwei Informationsbytes, die im Anschluß an den Steuerbefehl nacheinander übertragen werden. Zwischen den beiden Informationsbytes ist auch ein bestimmtes Zeitintervall vorgesehen. Der Gegenstand, der gesteuert werden soll, wird durch den ersten Informationsbyte gesetzt bzw. festgelegt und die gesteuerte Veränderliche desselben wird durch den nachfolgenden, zweiten Informationsbyte gesetzt bzw. festgelegt. Anschließend überwacht die Hauptstation die Antwortcharakteristik des Fahrzeugsystems, das durch die ausgewählte Steuereinheit gesteuert wird, um zu vergleichen, ob bzw. daß die Antwortcharakteristik des Fahrzeuges in Korrelation mit dem Parameter der Steuereinheit steht, welche durch den Steuerbefehl spezifiziert wurde. Auf diese Weise wird eine Feststellung bzw. Diagnose einer Fehlfunktion in der elektronischen Steuereinheit ausgeführt.

In der Kommunikation zwischen der Hauptstation und einer elektronischen Steuereinheit können jedoch die nachfolgenden Schwierigkeiten auftreten, nachdem die Hauptstation den Auslösungsbefehl an jede elektronische Steuereinheit über die Kommunikationsschaltung übertragen hat und eine spezielle Steuereinheit zur Herstellung einer Datenverbindung ausgewählt ist:

Infolge der begrenzten Kombinationen von 1 und 0, die in einem einzigen Byte zugelassen bzw. möglich sind und der großen Anzahl von Steuerparametern, die durch die Hauptstation verwendet werden, ist es möglich, daß das erste Informationsbyte, das nach einem Steuerbefehl übertragen wird, dieselbe Bitkombination enthält wie der anfängliche Initialisierungsbefehl und der zweite Informationsbyte kann die gleiche Bitkombination wie ein Systemaufrufbefehl für eine elektronische Steuereinheit, die von der ausgewählten elektronischen Steuereinheit verschieden ist, enthalten, wobei dann die andere, nicht ausgewählte elektronische Steuereinheit fehlerhaft auf den falschen anfänglichen bzw. Initialisierungsbefehl, gebildet durch den ersten Informationsbyte und den Systemrufbefehl, gebildet durch den zweiten Informationsbyte, antworten würde.

Im einzelnen würde ein normales Echo-Rücksignal von der ausgewählten, elektronischen Steuereinheit infolge des neuen Echo-Rücksignales von der anderen elektronischen Steuereinheit, die auf den fehlerhaften Systemrufbefehl antwortet, zerstört. Infolgedessen würde eine normale Kommunikation zwischen der Hauptstation und der ausgewählten elektronischen Steuereinheit nicht erreicht.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Kommunikation zwischen jeder Datenverarbeitungsstation zu schaffen, durch die eine fehlerhafte Antwort von einer nicht ausgewählten elektronischen Steuereinheit vermieden wird und die eine ordnungsgemäße Kommunikation mit der ausgewählten elektronischen Steuereinheit sicherstellen.

Das vorbeschriebene Ziel kann erfindungsgemäß durch eine Kommunikationseinrichtung erreicht werden, die aufweist: (a) eine Mehrzahl von nachgeordneten Datenverarbeitungsstationen (Unterstationen), (b) eine Hauptdatenverarbeitungsstation, (c) eine Kommunikationsschaltung, die zwischen die Hauptstation und die Unterstation geschaltet ist, (d) eine erste Einrichtung zur Übertragung eines Auswahlbefehles über die Kommunikationsschaltung, um eine bestimmte gewünschte der Unterstationen auszuwählen, die in Kommunikationsverbindung mit der Hauptstation kommen soll, um einen vorgegebenen Befehl an die ausgewählte Unterstation zu übertragen, um einen bestimmten Datenbehandlungsvorgang auszuführen und um zumindest zwei Informationssignale, die zu dem vorgegebenen Befehl Bezug haben, zu übertragen und (e) eine zweite Einrichtung zum Übertragen von Initialisierungsbefehlen über die Kommunikationsschaltung an jede Unterstation, um jede Unterstation in einen Aufnahme-Vorbereitungszustand für den Auswahlbefehl zu versetzen, wobei der Initialisierungsbefehl mehrfach wiederholt wird, wobei die Anzahl der Wiederholungen der Anzahl der Informationssignale entspricht, die abfolgend in einem vorgesehenen, vorgegebenen Zeitintervall für den vorgegebenen Befehl übertragen werden.

Das obenbeschriebene Ziel kann auch durch eine Einrichtung zur Kommunikation zwischen jeder Datenverarbeitungsstation erreicht werden, die aufweist: (a) eine Mehrzahl von elektronischen Steuereinheit (ECU's), wobei jede Steuereinheit einen vorgegebenen Steuervorgang an einem gesteuerten Objekt ausführt, (b) eine externe Diagnostikvorrichtung außerhalb des Fahrzeuges, (c) eine Kommunikationsschaltung, die zwischen die Diagnostikvorrichtung und die Steuereinheiten geschaltet ist, (d) eine erste Einrichtung zur Übertragung eines Auswahlbefehles über die Kommunikationsschaltung, um eine bestimmte gewünschte der Unterstationen, die mit der Diagnostikvorrichtung in Kommunikationsverbindung gelangen soll, auszuwählen und um einen Steuerbefehl an die ausgewählte Steuereinheit zu übertragen, um einen bestimmten Steuervorgang auszuführen und anschließend zumindest zwei Informationssignale, die sich auf den vorgegebenen Befehl beziehen, zu übertragen, wobei die Informationssignale die Inhalte des vorgegebenen Steuervorganges repräsentieren und (e) eine zweite Einrichtung zum Übertragen von Initialisierungsbefehlen über die Kommunikationsschaltung an jede Steuereinheit, um jede Steuereinheit in einen Aufnahme-Vorbereitungszustand zur Aufnahme eines Auswahlbefehles zu versetzen, wobei der Initialisierungsbefehl mehrfach wiederholt wird, wobei die Anzahl der Wiederholungen derjenigen der Informationssignale entspricht, die abfolgend in einem bestimmten Zeitintervall für den Steuerbefehl übertragen werden.

Das obenbeschriebene Ziel kann erfindungsgemäß auch durch ein Kommunikationsverfahren erreicht werden, mit den Verfahrensschritten: (a) Vorsehen einer Mehrzahl von nachgeordneten Datenverarbeitungsstationen, (b) Vorsehen einer Hauptdatenverarbeitungsstation, (c) Vorsehen einer Kommunikationsschaltung, die zwischen die Hauptstation und die Unterstationen geschaltet ist, (d) Übertragen von Initialisierungsbefehlen über die Verbindungsschaltung an jede Unterstation, um jede Unterstation in einen Aufnahme-Vorbereitungszustand für einen Auswahlbefehl zu versetzen, wobei der Initialisierungsbefehl mehrfach übertragen wird, wobei die Anzahl der Übertragungen der Anzahl der Informationssignale entspricht, die abfolgend übertragen werden, wobei zwischen den Informationssignalen eine bestimmte Zeitspanne vorgesehen ist, und (e) Übertragen eines Auswahlbefehls über die Kommunikationsschaltung, um eine bestimmte gewünschte Unterstation unter den Unterstationen auszuwählen, die mit der Hauptstation verbunden werden soll, Übertragen eines vorgegebenen Befehles an die ausgewählte Unterstation, um einen vorgegebenen Datenbehandlungsvorgang auszuführen, und Übertragen von zumindest zwei Informationssignalen in bezug auf den vorgegebenen Befehl.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Einrichtung zur Kommunikation zwischen Datenstationen, anwendbar auf ein Fahrzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung des Datenformates, das in der Kommunikationseinrichtung nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wird, das in Fig. 1 gezeigt ist,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, das die zeitliche Abfolge für die Arbeitsweise der Kommunikationseinrichtung zeigt, die in Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 4 eine Tabelle, die eine Arbeitsweise der Kommunikationseinrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, und die Schritte der Abarbeitung eines Programmes der Kommunikationseinrichtung zeigt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und der auf dieses bezogenen Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Kommunikation zwischen Datenverarbeitungsstationen, anwendbar auf ein Kraftfahrzeug.

In Fig. 1 sind eine Mehrzahl von Steuereinheiten 1, 3, die elektronische Steuereinheiten (ECU's), wie z. B. eine Motorsteuereinheit 7, eine Automatik-Getriebesteuer- Einheit usw. enthalten und die einen Steuerabschnitt des Fahrzeuges bilden, mit einer Signalleitung 5 verbunden, wobei die Signalleitung 5 eine Steuereinrichtungs-Datenübertragungsleitung Tx, eine Steuereinrichtungs-Datenaufnahmeleitung Rx und eine Zeitgeberleitung CLK aufweist. Eine Hauptstation 9 ist über die Signalleitung 5 und den Verbinder 7 mit der Mehrzahl Steuereinheiten 1, 3 verbunden.

Die Hauptstation 9 bildet eine außerhalb des Fahrzeuges vorgesehene, externe Diagnostikvorrichtung, die den Steuerabschnitt des Fahrzeuges untersucht, der eine Mehrzahl von Steuereinheiten 1, 3 etc. aufweist.

Die Hauptstation 9 enthält eine Zehner-Tastatur 11 zur Eingabe von verschiedenen Arten von Informationen, ein Display 13 zum Anzeigen von Untersuchungsinformationen, einen Energieschalter 15 und eine Endtaste 17 zum Beenden einer Reihe von Diagnostikuntersuchungen, die nachfolgend erläutert werden.

Es wird darauf hingewiesen, daß, obwohl Fig. 1 nur zwei Steuereinheiten 1 und 3 zeigt (eine erste und eine zweite Steuereinheit) verschiedene Arten von anderen Steuereinheiten ebenfalls installiert sein können.

Die Hauptstation 9 wählt eine gewünschte unter der Mehrzahl von Steuereinheiten 1 und 3 aus und überträgt verschiedene Befehle zur Diagnose bzw. Untersuchung der ausgewählten Steuereinheit und nimmt Informationen in Abhängigkeit von den Befehlen auf, um so die Diagnose bzw. Untersuchungen für jeweilige Steuereinheiten auszuführen.

In der Datenverbindung zwischen der Hauptstation 9 und den verschiedenen Steuereinheiten, an die die Hauptstation 9 Befehle überträgt, wird ein NRZ-Verfahren (Nicht-auf-Null-zurückkehrendes Verfahren) als Übertragungskanal-Codierungsform verwendet, ein sogenanntes Datenmodulationssystem, ein UART (Universal-Asynchron-Empfänger/Übertrager) ist eingebaut und wird als Kommunikationsschaltung verwendet, um die Steuereinheit-Datenübertragung und -Aufnahme zu erleichtern. Außerdem ist als Datenformat ein Ein-Bit Startbit ("0") zu einem Kopfabschnitt addiert und anschließend wird ein Acht-Bit-Datenwert in einen Abschnitt nach dem Start-Bit eingesetzt und abschließend wird ein Ein-Bit Stop-Bit ("1") nach dem Acht-Bit-Datenwert hinzugefügt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Jeder Befehl bzw. jedes Befehlssignal und jedes Informationssignal, das in der Kommunikationseinrichtung verwendet wird, verwendet dieses Format. Außerdem wird ein Abruf/Auswahl-Verfahren als Übertragungssteuerverfahren zwischen der Hauptstation und jeder Steuereinheit verwendet, wobei die Haupt- oder Masterstation 9 eine Hauptstation und jede Steuereinheit eine Unterstation ist. Da das Abruf/Auswahl-Verfahren eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen der externen Diagnostikvorrichtung (Hauptstation) und der ausgewählten Steuereinheit anwendet, hat dies den Vorteil einer einfacheren Protokoll- und Steuereinheit-Software als ein Multimasterverfahren.

Die Hauptstation 9 wählt eine gewünschte Steuereinheit unter der Mehrzahl der Steuereinheiten 1 und 3 auf der Grundlage des Modulationsverfahrens und des Übertragungssteuerverfahrens aus und überträgt die zur Ausführung verschiedener Diagnosen in der ausgewählten Steuereinheit und nimmt ein Echo-Rücksignal auf, das auf die Diagnostikbefehle antwortet, wobei hierdurch der Untersuchungs- bzw. Diagnostikvorgang ausgeführt wird.

Steuervorgänge, um die Auswahl und den Diagnostikvorgang auszuführen, sind in vier Phasen 0 bis 3 unterteilt, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.

Phase
Kontrollinhalte
0
Schaltung (Bus) Initialisierung und Verbindungsbeendigung
1	Auswahl der Steuereinheit und Herstellung der Verbindung
2	Festlegen der Diagnostikart
3	Ausführen der Diagnose und Beendigung

Als nächstes wird eine Arbeitsweise des bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung nachfolgend unter Bezugnahme auf die vorbeschriebene Tabelle, das Zeitdiagramm, das in Fig. 3 gezeigt ist und die Betriebstabelle nach Fig. 4 erläutert, für einen Fall, bei dem eine Motordrehzahl diagnostiziert bzw. überwacht oder festgestellt und verändert wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß jede Phase 0 bis 3, die in der vorbeschriebenen Tabelle definiert ist, auf einer Zeitachse in Seitenrichtung des Zeitdiagrammes nach Fig. 3 aufgezeichnet ist und die Steuerungsvorgänge durch die Haupt- oder Masterstation 9 abfolgend in Übereinstimmung mit jeder Phase abgearbeitet werden.

Um eine Diagnose einer Steuereinheit unter Verwendung der Hauptstation auszuführen, verbindet zuerst der Anschlußverbinder 7 die Hauptstation 9 mit jeder Steuereinheit 1 und 3, wie dies in der Bediener-Eingangsspalte (Maschinenbetätigung) nach Fig. 4 dargestellt ist und anschließend werden die Energieversorgungen sowohl für die Hauptstation als auch für die Steuereinheiten 1 und 3 eingeschaltet, um so die Einrichtung zur Kommunikation zwischen jeder Station in Betrieb zu setzen.

Zuerst wird ein Initialisierungsbefehl, der an alle Steureinheiten anlegbar ist, abgegeben.

Wenn Echo-Rücksignale von sämtlichen Steuereinheiten 1, 3 zu der Haupt- oder Masterstation 9 als Antwortsignal zurückgeführt werden, könnte die Hauptstation 9 nicht in der Lage sein, sämtliche Echo-Rückdaten zu lesen. Daher wird ein Echo-Rücksignal nur von einer Steuereinheit zurückgeführt, nachdem eine Datenverbindung mit dieser Einheit hergestellt worden ist.

Wenn die Energieversorgung eingeschaltet ist und die Einrichtung in Betrieb ist, tritt die Hauptstation 9 in die Phase 0 ein. Anschließend wird "erste Steuereinheit", "zweite Steuereinheit" angezeigt, um sämtliche Steuereinheiten anzugeben, die gerade mit der Hauptstation 9 verbunden sind, wie dies mit 41 in Fig. 4 dargestellt ist. Außerdem überträgt die Hauptstation abfolgend zweimal Initialisierungsbefehle INIT mit einem bestimmten Zeitabstand, wie dies in Zeitpunkten t 1 und t 2 in Fig. 3 dargestellt ist. Jede Steuereinheit 1 und 3 tritt nach Empfang der aufeinanderfolgenden Initialisierungsbefehle INIT in einen Aufnahme-Vorbereitungszustand für einen Systemaufrufbefehl ein, der später erläutert wird. Die Signalleitung 5, insbesondere ihre Datenübertragungsleitung Tx tritt in einen unbenutzten bzw. unbelegten Zustand ein, so daß die Schaltung, die durch die Signalleitung 5 gebildet wird, angeregt ist.

Wenn zu diesem Zeitpunkt die Steuereinheit, mit der die Datenverbindung gerade hergestellt wird, angeschlossen ist (on line), beendet die Steuereinheit die Verbindung und tritt in einen Aufnahme-Vorbereitungszustand für einen Systemaufrufbefehl ein.

Wie oben erläutert, beginnt dann, wenn die Kommunikationsschaltung, gebildet durch die Signalleitung 5, initialisiert bzw. angeregt ist und die Steuereinheiten 1 und 3 in den jeweiligen Vorbereitungszustand für einen Systemaufrufbefehl eintreten, die Hauptstation 9 mit der Phase 1. In dieser Phase wird die Hauptstation 9 bestätigt, um die gewünschte Steuereinheit, die durch die Bedienungsperson untersucht werden soll, unter den Steuereinheiten 1 und 3 auszuwählen. Daher wird eine Zehner-Tastatur 11 an der Hauptstation 9 verwendet, um die Zahl auszuwählen, mit der die gewünschte Steuereinheit bezeichnet ist.

Einer der Systemrufbefehle SC (i), der der gewünschten Steuereinheit entspricht, wird übertragen, wie dies durch t 3 in Fig. 3 verdeutlicht ist. Es wird darauf hingewiesen, daß Fig. 3 einen Fall zeigt, bei dem die erste Steuereinheit 1 ausgewählt ist, und der Systemrufbefehl oder -aufrufbefehl SC (i) von der Hauptstation 9 auf die erste Steuereinheit 1 übertragen wird.

Wenn der Systemrufbefehl CD (i), übertragen von der Hauptstation 9, durch die ausgewählte erste Steuereinheit 1 aufgenommen wird, überträgt die ausgewählte erste Steuereinheit 1 ihr Echo-Rücksignal , welches das umgekehrte oder Gegensignal zu dem entsprechenden Systemrufbefehl SC (i) ist (logischer Gegensatz, um die Hauptstation 9 von der Aufnahme des Systemauswahlbefehls SC (i) zu einem Zeitpunkt, der in Fig. 3 mit t 4 bezeichnet ist, zu informieren). Die Hauptstation 9 nimmt das Gegenecho-Rücksignal auf, wenn die Hauptstation 9 bestätigt, daß das umgekehrte oder Gegenecho-Rücksignal von der ersten Steuereinheit 1 abgeleitet ist, wird die Datenverbindung zwischen der Hauptstation 9 und der ersten Steuereinheit 1 eingerichtet. Es wird darauf hingewiesen, daß zu diesem Zeitpunkt die anderen Steuereinheiten, d. h. die zweite Steuereinheit 3, die ausgewählt sind, in den jeweiligen Aufnahme-Vorbereitungszustand zurückgeführt werden und in diesem Zustand gehalten werden, bis die nachfolgenden Initialisierungs- oder Auslösebefehle (INITs) zweimal empfangen sind. So wird es in der Kommunikation möglich, daß nur die erste Steuereinheit 1, die für die Herstellung einer Datenverbindung ausgewählt ist, mit der Hauptstation 9 verbunden wird. Wenn auf diese Weise die Datenverbindung zwischen der ausgewählten ersten Steuereinheit 1 und der Hauptstation 9 hergestellt ist, tritt die Hauptstation in Phase 2 ein, um einen Untersuchungs- oder Diagnostikbetrieb aufzunehmen. In dieser Phase wird eine Liste von diagnostischen Funktionen, die durch die Hauptstation 9 ausgeführt werden können, durch die Anzeigeeinheit 13 der Hauptstation 9 angezeigt, wie dies mit 42 in Fig. 4 bezeichnet ist. Um den Diagnostikbetrieb in Phase 2 einzurichten, überträgt die Hauptstation 9 den die Diagnostikbetriebsweise setzenden Befehl. Verschiedene Befehle sind in diesem Funktionsbestimmungsbefehl enthalten, z. B. Direktbefehle und Steuerbefehle, wie z. B. Parameter-Setzbefehle PS, die z. B. Informationsbytes im Anschluß an den Steuerbefehl haben.

Der Parameter-Setzbefehl PS ist z. B. ein Befehl, der die Motorsteuereinheit 1 veranlaßt, den Motor in einen bestimmten bzw. besonderen Zustand zu versetzen und es werden z. B. zwei Informationsbytes im Anschluß an den Befehl mit einem bestimmten Zeitintervall zwischen den Informationsbytes übertragen. Im Falle, daß z. B. eine Motorleerlaufdrehzahl auf 1500 U/min festgelegt ist, überträgt die Hauptstation 9 die beiden Informationsbytes derart, daß der erste Informationsbyte angibt "Motorleerlaufdrehzahl" und der zweite Informationsbyte angibt "1500 U/min".

Es wird nunmehr angenommen, daß eine Bedienungsperson im Rahmen eines Falles tätig wird, bei dem die Motorleerlaufdrehzahl auf 1500 U/min festgelegt werden soll, wie dies bei dem vorerläuterten Diagnostik- bzw. Untersuchungsverfahren der Fall ist. Die Bedienungsperson wählt das Diagnostikverfahren für den Parameter-Festlegungsbefehl oder -Setzbefehl von dem Display 13 der Hauptstation 9 über das Zehner-Tastenfeld 11 aus.

Anschließend spezifiziert die Bedienungsperson die Größen "Drehzahl" und "1500 U/min" als die Informationsbytes zu dem Parameter-Setzbefehl, wobei diese Spezifizierung durch das Zehner-Tastenfeld 11 erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt zeigt die Anzeige 13 der Hauptstation 9 "Drehzahl" und "1550 U/min" an, wie dies bei 43 in Fig. 4 dargestellt ist. Anschließend wird der Parameter-Setzbefehl PS von der Hauptstation 9 an die erste Steuereinheit 1 übertragen, wie dies für den Zeitpunkt t 5 in Fig. 3 dargestellt ist. Die erste Steuereinheit 1 gibt nach Empfang des Parameter-Setzbefehls PS von der Hauptstation 9 das Echo-Rücksignal zurück, das das umgekehrte oder Gegensignal des Parameter-Setzbefehles PS ist, um den Empfang des Parameter-Setzbefehles PS zu einem Zeitpunkt zu bestätigen, der in Fig. 3 mit t 6 bezeichnet ist, so daß die erste Steuereinheit 1 den Informationsbyte-Wartezustand annimmt. Wenn die Hauptstation 9 bestätigt, daß das Rücksignal oder Echo-Signal, das von der ersten Steuereinheit 1 übertragen wird, das inverse oder umgekehrte Datensignal des vorher übertragenen Parameter-Setzbefehles PS ist, überträgt die Hauptstation 9 den ersten Informationsbyte-Gegenstand "Motordrehzahl" an die erste Steuereinheit 1 zu einem Zeitpunkt, der in Fig. 3 mit t 7 bezeichnet ist. Wenn die erste Steuereinheit 1 den Gegenstand des ersten Informationsbytes empfängt, gibt die erste Steuereinheit 1 ein Rück- oder Echosignal der gleichen Datenkonfiguration bzw. mit gleichem Datenaufbau wie der erste Informationsbyte zurück, d. h. ein nicht-invertiertes Echo-Rücksignal an die Hauptstation 9, wobei dieser Zeitpunkt in Fig. 3 mit t 8 bezeichnet ist. Wenn die Hauptstation 9 bestätigt, daß das Echo-Rücksignal von der ersten Steuereinheit 1 das gleiche ist, wie der vorher übertragene, erste Informationsbyte, wird der Gegenstand des zweiten Informationsbyts "1500 U/min" zum Zeitpunkt t 9 in Fig. 3 zu der ersten Steuereinheit 1 übertragen. Die erste Steuereinheit 1 nimmt den Gegenstand des zweiten Informationsbytes auf und gibt anschließend ein Echo-Rücksignal mit dem gleichen Datenaufbau wie das Datensignal des zweiten Informationsbytes, das vorher übertragen wurde, an die Hauptstation 9 zurück, wobei dieser Zeitpunkt mit t 10 in Fig. 3 bezeichnet ist, um den Parameter-Setzbefehl PS zu beenden. Jeder Informationsbyte kann willkürlich auf irgendeinen von verschiedenen Gegenständen und Steuerwerten festgelegt werden, die innerhalb einer bestimmten Datenlänge durch die erste Steuereinheit steuerbar sind.

Die Hauptstation 9 beendet den Diagnostikbetrieb durch den Parameter-Setzbefehl PS, wie oben erläutert. Zu diesem Zeitpunkt tritt die Hauptstation 9 in Phase 3 ein, so daß ein Untersuchungs- oder Diagnostik-Ausführungsbefehl Ex zu einem Zeitpunkt, der in Fig. 3 mit t 11 bezeichnet ist, an die erste Steuereinheit 1 übertragen wird. Die erste Steuereinheit 1 nimmt den Diagnostik-Ausführungsbefehl Ex von der Hauptstation 9 auf. Anschließend für die erste Steuereinheit 1 eine Steuerung des Steuerungsgegenstandes auf den Steuerwert aus, der in dem vorherigen Parameter-Setzbefehl PS spezifiziert wurde, wie z. B. zu "Motordrehzahl" und "1500 U/min". Der Diagnostikdatenwert der Motordrehzahl wird, wenn die Abarbeitung bzw. Ausführung erfolgt, wiederholt von der ersten Steuereinheit 1 an die Hauptstation 9 gelegt, bis ein Diagnostik-Beendigungsbefehl STP von der Hauptstation 9 zu der ersten Steuereinheit 1 übertragen wird. Der Diagnostik-Datenwert wird in einem Datenformat, welches durch einen Ein-Byte-Kopfteil einer Ein-Byte-Datenlänge und Daten von 254 Bytes oder weniger, gebildet wird, zurückübermittelt.

Der Diagnostikdatenwert, der von der ersten Steuereinheit 1 zurückübermittelt wird, wird durch die Hauptstation 9 aufgenommen und der empfangene Diagnostikdatenwert wird durch die Anzeige 13 der Hauptstation 9 angezeigt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Der Steuerwert wird modifiziert, wie vorgeschrieben, und eine normale Arbeitsweise des Motors in Bezug auf die Steuereinheit wird bestätigt. Es wird festgestellt, daß der Diagnostikdatenwert für die Motordrehzahl der auf dem Display 13 angezeigt wird, 1502 U/min ist und dies im wesentlichen der Normalwert ist.

Wenn der diagnostische Datenwert wie oben erhalten wird, drückt die Bedienungsperson eine Endtaste 17 an der Hauptstation 9. Bei Niederdrücken der Endtaste 17 überträgt die Hauptstation 9 den Diagnostik-Beendigungsbefehl STP an die erste Steuereinheit 1 zu einem Zeitpunkt, der in Fig. 1 mit t 14 bezeichnet ist. Nach Empfang des Diagnostik-Beendigungsbefehles löscht die erste Steuereinheit 1 die Steuerbefehle, die gerade gesetzt bzw. festgelegt sind und übermittelt das Echo-Rücksignal zurück an die Hauptstation 9, welches die Umkehrung des empfangenen Diagnostik-Beendigungs-Befehlssignales STP ist, wobei dieser Zeitpunkt mit t 15 in Fig. 3 bezeichnet ist. Nach Empfang des umgekehrten Echo-Rücksignales von der ersten Steuereinheit 1 ist die Diagnose bzw. Untersuchung der ersten Steuereinheit 1 beendet. Obwohl in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zwei Informationsbytes übertragen werden und die Initiierungsbefehle INITs entsprechend zweimal übertragen werden, können die Initialisierungsbefehle auch dreimal übertragen werden, in einem Fall, in dem die Informationsbytes eines Steuerbefehles ebenfalls drei aufeinanderfolgende Bytes sind. Das heißt, eine Anzahl von Initialisierungsbefehlen INIT entprechend der Anzahl der Informationsbytes kann übertragen werden. Daher werden z. B. in einem Falle, in dem zwei Informationssignale übertragen werden, Initialisierungssignale bzw. Anregungssignale INIT zweimal an jede Steuereinheit übertragen. Jedoch wird, obwohl sogar beide Informationsbytes die gleiche Information wie die Initiierungsbefehle haben können, der Befehl, der sich an die Informationsbytes anschließt, stets durch einen Code gebildet, der sich von dem System-Aufrufbefehl unterscheidet. Somit können nicht ausgewählte Steuereinheiten nicht fälschlicherweise antworten bzw. aktiviert werden und eine richtige Kommunikation zwischen den Stationen kann normalerweise ausgeführt werden. Obwohl die obige Erläuterung der Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels desselben erfolgte, ist für den Fachmann deutlich, daß verschiedenartige Abweichungen und Modifikationen ausgeführt werden können, ohne daß das Wesen der Erfindung verlassen wird, wie es insbesondere in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren, die bzw. das auf ein Fahrzeug anwendbar sind, zur Kommunikation zwischen Datenverarbeitungsstationen, wobei abfolgende Anregungs- oder Initialisierungsbefehle (INIT) durch eine Hauptstation 9, die durch eine Diagnostikvorrichtung gebildet ist, an alle nachgeordneten oder untergeordneten elektronischen Steuereinheiten übertragen werden, die Datenverarbeitungsstationen sind, wobei diese Übertragung mit einem bestimmten Zeitabstand erfolgt. Die Anzahl der Initialisierungsbefehle, die übertragen wird, entspricht der Anzahl der Informationssignale, die an eine ausgewählte Steuereinheit übertragen werden, nachdem ein Steuerbefehl an die ausgewählte Steuereinheit ausgeführt bzw. abgegeben worden ist. In einem Falle, in dem z. B. zwei Informationssignale übertragen werden, werden zwei aufeinanderfolgende Initialisierungsbefehle an jede Steuereinheit übertragen. In diesem Fall unterscheidet sich der Signalcode bzw. Befehlscode, der von der Hauptstation vor den Informationssignalen übertragen wird, von einem System-Rufbefehlscode bzw. dem Signalcode eines System-Aufrufbefehles, selbst dann, wenn beide Informationssignale die gleiche Information haben wie die Anregungs- oder Initialisierungsbefehle. Daher kann keine fehlerhafte Verbindung hergestellt werden und keine fehlerhafte Antwort auf die Informationssignale durch eine nicht ausgewählte Steuereinheit erfolgen.

Claims

1. Kommunikationseinrichtung, gekennzeichnet durch

a) eine Mehrzahl von Datenverarbeitungs-Unterstationen (1, 3),
b) eine Hauptdatenverarbeitungsstation (9),
c) eine Kommunikationsschaltung (5), die zwischen die Hauptstation (9) und die Unterstationen (1, 3) geschaltet ist,
d) eine erste Einrichtung zur Übertragung eines Auswahlbefehles über die Kommunikationsschaltung (5), um eine gewünschte Unterstation (1) unter den Unterstationen (1, 3) auszuwählen, die mit der Hauptstation (9) verbunden werden soll, um einen vorgegebenen Befehl an die ausgewählte Unterstation (1) zu übertragen, um einen bestimmten Datenverarbeitungsvorgang auszuführen, und um zumindest zwei Informationssignale in Bezug auf den vorgegebenen Befehl zu übertragen und
e) eine zweite Einrichtung zum Übertragen von Anregungs- bzw. Initialisierungsbefehlen über die Kommunikationsschaltung (5) an jede Unterstation (1, 3), um jede Unterstation (1, 3) in einen Empfangs-Vorbereitungszustand für den Auswahlbefehl zu versetzen, wobei der Initialisierungsbefehl mehrfach wiederholt wird, wobei die Wiederholungen der Anzahl der Informationssignale entspricht, die aufeinanderfolgend mit einem bestimmten, vorgegebenen Zeitabstand für den vorgegebenen Befehl übertragen werden.

2. Datenkommunikationseinrichtung, gekennzeichnet durch:

a) eine Mehrzahl von elektronischen Steuereinheiten (ECU), wobei jede Steuereinheit (1, 3) einen bestimmten Steuervorgang an einem gesteuerten Gegenstand ausführt,
b) eine außerhalb einer die Steuereinheit tragenden Einrichtung befindlichen, externen Diagnostikvorrichtung (9),
c) einer Kommunikationsschaltung (5), die zwischen die Diagnostikvorrichtung (9) und die Steuereinheiten (1, 3) geschaltet ist,
e) eine erste Einrichtung zum Übertragen eines Auswahlbefehls über die Kommunikationsschaltung (5), um eine gewünschte Unterstation (1) unter den Unterstationen (1, 3) auszuwählen, die mit der Diagnostikvorrichtung (9) verbunden werden soll und zum Übertragen eines Steuerbefehls an die ausgewählte Steuereinheit (1), um einen vorgegebenen Steuerungsvorgang auszuführen und anschließend zumindest zwei Informationssignale bezüglich des vorgegebenen Befehles zu übertragen, wobei die Informationssignale die Inhalte des vorgegebenen Steuerungsvorganges angeben, und
f) eine zweite Einrichtung zum Übertragen von Anregungs- bzw. Initialisierungsbefehlen über die Kommunikationsschaltung (5) an jede Steuereinheit (1, 3), um jede Steuereinheit (1, 3) in einen Empfangs-Vorbereitungszustand zum Empfang eines Auswahlbefehles zu versetzen, wobei der Initialisierungsbefehl mehrfach wiederholt wird und die Anzahl der Wiederholungen derjenigen der Informationssignale entspricht, die nacheinander mit einem bestimmten Zeitabstand für den vorgegebenen Steuerbefehl übertragen werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl elektronischer Steuereinheiten eine Motorsteuereinheit zur Steuerung der Arbeitsweise eines Motors eines Kraftfahrzeuges enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung in der Diagnostikvorrichtung (9) installiert sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationsschaltung (5) ein Datenmodulationssystem (UART) enthält.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenwert, der in der Kommunikationsschaltung (5) übertragen wird, in einem "Nicht-Zurück-auf-Null"-Verfahren moduliert wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnostikvorrichtung (9) den Auswahlbefehl an die Motorsteuereinheit (1) überträgt, nachdem die Initialisierungsbefehle zweimal an die Motorsteuereinheit (1) übertragen wurden.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit (1) ein Echo-Rücksignal an die Diagnostikvorrichtung (9) überträgt, wobei das Echo-Rücksignal die Umkehrung des Auswahlbefehlssignales ist und eine Datenverbindung zwischen der Diagnostikvorrichtung (9) und der Motorsteuereinheit (1) herstellt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnostikvorrichtung (9) einen Parameter-Bestimmungsbefehl an die Motorsteuereinheit (1) überträgt und anschließend die Motorsteuereinheit ein Echo-Rücksignal überträgt, welches die Umkehrung des Parameterfestlegungs-Befehlssignales ist, an die Diagnostikvorrichtung (9) zurücküberträgt, um den Empfang des Parameter-Bestimmungsbefehles zu bestätigen.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationssignale Daten sind, die einen Gegenstand bzw. Sachverhalt oder Verhalten enthalten, der bzw. das durch die Motorsteuereinheit (1) gesteuert werden soll und den gesteuerten Wert dieses Gegenstandes bzw. Sachverhaltes oder Verhaltens enthält.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit (1) Echo-Rücksignale an die Diagnostikvorrichtung (9) von gleichem Inhalt wie die Informationssignale zurücküberträgt, die von der Diagnostikvorrichtung (9) empfangen wurden.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnostikvorrichtung (9) einen Diagnose-Ausführungsbefehl an die Motorsteuereinheit (1) überträgt, nachdem sie die Echo-Rücksignale von der Motorsteuereinheit (1) aufgenommen hat.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit (1) zumindest einen Datensatz bzw. eine Dateneinheit mit einem Kopfteil, einer Datenlänge und Diagnostikdaten zu der Diagnosevorrichtung (9) nach dem Empfang eines Diagnose-Ausführungsbefehls von der Diagnosevorrichtung (9) überträgt.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnostikvorrichtung (9) einen Diagnose-Beendigungsbefehl (STP) zu der Motorsteuereinheit (1) überträgt, nachdem der Diagnosedatenendwert empfangen ist und anschließend die Motorsteuereinheit (1) ein Echo-Rücksignal (STP) zurück auf die Diagnosevorrichtung (9) überträgt, daß die Umkehrung des Befehlssignales (STP) für die Beendigung der Diagnose ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Steuereinheiten einschließlich einer Automatikgetriebe-Steuereinheit in den Vorbereitungszustand nach dem Empfang von aufeinanderfolgenden Initialisierungsbefehlen von der Diagnosevorrichtung (9) her eintreten.

16. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnosevorrichtung (9) ein Display (13) zur Anzeige von Informationen über die Gegenstände bzw. Sachverhalte, die gesteuert werden sollen, sowie eine Zehner-Tastatur (11) zur Eingabe der Information des Steuerungswertes bzw. gesteuerten Wertes bezüglich des gesteuerten Objektes.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige (13) Diagnosedaten von der Motorsteuereinheit (1) im Ergebnis der Ausführung des Diagnoseausführungsbefehles anzeigt.

18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastatur (11) verwendet wird, um die Zahl einzugeben, die eine Steuereinheit bezeichnet, die ausgewählt werden soll.

19. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnosevorrichtung (9) eine Endtaste (7) aufweist, um von der Diagnosevorrichtung (9) her einen Diagnosevorgang, der ausgeführt wird, zu beenden.

20. Verfahren zur Kommunikation zwischen Datenverarbeitungsstationen, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

a) Vorsehen einer Mehrzahl von nachgeordneten Datenverarbeitungsstationen bzw. Unterstationen (1, 3),
b) Vorsehen einer Hauptdatenverarbeitungsstation (9),
c) Vorsehen einer Kommunikationsschaltung (5), die zwischen die Hauptstation (9) und die Unterstation (1, 3) geschaltet ist,
d) Übertragen von Initialisierungsbefehlen über die Kommunikationsschaltung (5) an jede Unterstation (1, 3), um jede Unterstation (1, 3) in einen Aufnahme-Vorbereitungszustand für einen Auswahlbefehl zu versetzen, wobei der Initialisierungsbefehl mehrfach wiederholt übertragen wird, wobei die Anzahl der Übertragungen der Anzahl der Informationssignale entspricht, die abfolgend übertragen werden, wobei zwischen den Informationssignalen eine bestimmte Zeitspanne vorgesehen ist, und
e) Übertragen eines Auswahlbefehles über die Kommunikationsschaltung (5), um eine gewünschte unter den Unterstationen (1), die mit der Hauptstation (9) verbunden werden soll, auszuwählen, Übertragen eines vorgegebenen Befehles auf die ausgewählte Unterstation (1), um einen vorgegebenen Datenverarbeitungsvorgang auszuführen und Übertragen von zumindest zwei Informationssignalen bezüglich des vorgegebenen Befehlssignales.