(57)【要約】本発明では、第１の符号化規則ないし復号化規則を通常動作モードに対して使用し、第２の符号化規則ないし復号化規則を特別動作モードに対して使用する。これにより有利には、自動車に配置された種々異なる形式の衛星センサから車両中央に配置された評価ユニットへの高速データ伝送を、ＣＡＮ伝送チャネル（３）のバス線路（３１，３２）が例えば事故によって外部短絡する場合、すなわちＢｕｓ＿Ｌ（３２）ないしＢｕｓ＿Ｈ（３１）がＧＮＤないしＶｂａｔに短絡される場合でも保証することができる。本発明はとりわけ乗客保護技術での使用に適する。
2006516073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車において信号（ＣＨＡＮ）を、少なくとも２つのバス線路（３１，３２）を含む伝送チャネル（３）に出力するための出力ユニット（１）であって、
センサ信号（ＤＡＴＡ）を出力される送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）に変換するための、エラー耐性のある符号化ユニット（１１）と、
前記符号化ユニット（１１）に後置接続され、相互に逆並列に接続された少なくとも２つの高速ドライバ構成素子（１２）と、
出力される送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）の電圧を到来する受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）の電圧と比較する比較ユニット（１１１）と、
前記比較ユニット（１１１）によりＴｘＡとＲｘＡの電圧、ないしはＴｘＢとＲｘＢの電圧が等しいことが検出された場合の、符号化ユニット（１１）の通常動作モードに対する第１の符号化規則と、
前記比較ユニット（１１１）によりＴｘＡとＲｘＡの電圧、ないしはＴｘＢとＲｘＢの電圧が等しくないことが検出された場合に、すなわちバス線路（３１，３２）の１つがＧＮＤまたはＢＡＴに外部短絡する場合の、符号化ユニット（１１）の特別動作モードに対する第２の符号化規則と
を有し、
前記高速ドライバ構成素子（１２）は出力ユニット（１）を伝送チャネル（３）に接続し、送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）を出力すべき信号（ＣＨＡＮ）に変換する形式の出力ユニットにおいて、
出力される送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）に対する符号化規則は、送信信号（ＤＡＴＡ）に対する符号の数がｎ個（０，１）である場合、少なくともｎ＋１個の符号（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ）を有する、
ことを特徴とする出力ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の出力ユニットにおいて、
各符号（０，１，ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ，ｌｏｗ，ｈｉｇｈ）は離散的な電気信号状態により表され、
伝送チャネル（３）で外部短絡が検出された場合、伝送のために発生したＬＯＷ符号またはＨＩＧＨ符号は、送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）においてその電圧が変更可能である。
【請求項３】
請求項１または２記載の出力ユニットにおいて、
センサ信号（ＤＡＴＡ）に対する符号は少なくとも２つの異なる符号（０，１）であり、
送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）、受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）、および出力すべき信号（ＣＨＡＮ）に対する符号は少なくとも３つ（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ）、有利には４つ、とりわけ５つ（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ，ｌｏｗ，ｈｉｇｈ）の異なる符号である。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項記載の出力ユニットにおいて、
伝送チャネル（３）での外部短絡の検出は、遅くとも信号時間単位（Ｔ）の半分後、有利には信号時間単位（Ｔ）の４０％後、とりわけ遅くとも３０％後に行われる。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項記載の出力ユニットにおいて、
外部短絡が検出された場合、符号（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ）の変更を次のように行う、すなわち信号時間単位（Ｔ）の３０％から７０％の間で、有利には４０％から６０％の間で、とりわけ信号時間単位（Ｔ）の５０％で、伝送のために発生した符号（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ）を別の極性に切り換える。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項記載の出力ユニットにおいて、
第２の符号化規則は次のように構成されている、すなわち
Ｂｕｓ＿Ｌ（３２）がＧＮＤに外部短絡する場合、伝送のために発生したＬＯＷ符号を送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中でｈｉｇｈ符号に時間条件と共に再符号化し、
Ｂｕｓ＿Ｌ（３２）がＢＡＴに外部短絡する場合、伝送のために発生したＨＩＧＨ符号を送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中でｌｏｗ符号に時間条件と共に再符号化し、
Ｂｕｓ＿Ｈ（３１）がＧＮＤに外部短絡する場合、伝送のために発生したＨＩＧＨ符号を送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中でｌｏｗ符号に時間条件と共に再符号化し、
Ｂｕｓ＿Ｈ（３１）がＢＡＴに外部短絡する場合、伝送のために発生したＬＯＷ符号を送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中でｈｉｇｈ符号に時間条件と共に再符号化し、
劣勢のＮＵＬＬ符号は前記外部短絡のいずれの場合でもＮＵＬＬ符号として伝送されるように構成されている。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項記載の出力ユニットにおいて、
少なくとも第１の符号化規則は、符号により占有されたセンサ信号（ＤＡＴＡ）の信号時間単位に対して、送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）、受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）、および出力すべき信号（ＣＨＡＮ）で同じ時間（Ｔ）を割り当てる。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の出力ユニットにおいて、
２つの符号化規則は、送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中で順次連続する２つの信号時間単位（Ｔ）に対して異なる符号を割り当てる。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の出力ユニットにおいて、
第１の符号化規則は次のように構成されている、すなわち
センサ信号（ＤＡＴＡ）中の０符号を基本的に送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中のＬＯＷ符号またはＨＩＧＨ符号に符号化し、
センサ信号（ＤＡＴＡ）中の１符号を基本的に送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中のＨＩＧＨ符号またはＬＯＷ符号に符号化し、
センサ信号（ＤＡＴＡ）中で０符号に続く０符号を、送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中で先行の符号がすでにＮＵＬＬ符号でなかった場合に限り、送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）のＮＵＬＬ符号に符号化し、
センサ信号（ＤＡＴＡ）中で１符号に続く１符号を、送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中で先行の符号がすでにＮＵＬＬ符号でなかった場合に限り、送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）のＮＵＬＬ符号に符号化し、
送信信号（ＴｘＡ，ＴｘＢ）中で先行の符号がＮＵＬＬ符号であった場合には基本的符号化に従い符号化するように構成されている。
【請求項１０】
自動車において信号（CHAN)を、少なくとも２つのバス線路（３１，３２）を含む伝送チャネル（３）から受信するための受信ユニット（２）であって、
到来する受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）を動作信号（ＤＡＴＡ）に復号するための復号化ユニットと、
該復号化ユニット（２１）に前置接続され、相互に逆並列に接続された少なくとも２つの高速ドライバ構成素子（１２）と、
到来する受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）からクロックエッジを検出する検出ユニット（２１）と、
検出ユニット（２１２）により所定の信号時間単位（Ｔ）でクロックエッジの同期が検出された場合での、復号化ユニット（２１）の通常動作モードに対する第１の復号化規則と、
検出ユニット（２１２）により信号時間単位（Ｔ）へのクロックエッジの非同期が検出された場合での、復号化ユニット（２１）の特別動作モードに対する第２の復号化規則と
を有し、
前記少なくとも２つの高速ドライバ構成素子（１２）は受信ユニット（２）を伝送チャネル（３）に接続し、受け入れるべき信号（ＣＨＡＮ）を到来する受信信号（ＲｘＡ、ＲｘＢ）に変換する形式の受信ユニットにおいて、
動作信号（ＤＡＴＡ）に対する復号化規則は、到来する受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）に対する符号の数が少なくともｎ＋１個（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ）である場合、ｎ個の符号（０，１）を有する、ことを特徴とする受信ユニット。
【請求項１１】
請求項１０記載の受信ユニットにおいて、
各符号（０，１，ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ，ｌｏｗ，ｈｉｇｈ）は離散的な電気信号状態により表される。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の受信ユニットにおいて、
動作信号（ＤＡＴＡ）に対する符号は少なくとも２つの異なる符号（０，１）であり、
受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）および受け入れるべき信号（ＣＨＡＮ）に対する符号は少なくとも３つ（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ）、有利には４つ、とりわけ５つ（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ，ｌｏｗ，ｈｉｇｈ）の異なる符号である。
【請求項１３】
請求項１０から１２までのいずれか１項記載の受信ユニットにおいて、
発生する２つのクロックエッジ間の時間が信号時間単位（Ｔ）の０．６倍から０．９倍より小さい場合、とりわけ０．７５倍より小さい場合、または１．１倍から１．４倍より大きい場合、とりわけ１．２５倍より大きい場合、デコードのために発生した符号は外部短絡の条件下にあると解釈される。
【請求項１４】
請求項１０から１３までのいずれか１項記載の受信ユニットにおいて、
第２の復号化規則は次のように構成されている、すなわち
Ｂｕｓ＿Ｌ（３２）がＧＮＤに外部短絡する場合、再符号化されたｈｉｇｈ符号を時間条件と共にＬＯＷ符号に復号し、
Ｂｕｓ＿Ｌ（３２）がＢＡＴに外部短絡する場合、再符号化されたｌｏｗ符号を時間条件と共にＨＩＧＨ符号に復号し、
Ｂｕｓ＿Ｈ（３１）がＧＮＤに外部短絡する場合、再符号化されたｌｏｗ符号を時間条件と共にＨＩＧＨ符号に復号し、
Ｂｕｓ＿Ｈ（３１）がＢＡＴに外部短絡する場合、再符号化されたｈｉｇｈ符号を時間条件と共にＬＯＷ符号に復号し、
劣勢のＮＵＬＬ符号は前記外部短絡のいずれの場合でもＮＵＬＬ符号として復号する。
【請求項１５】
請求項１０から１４までのいずれか１項記載の受信ユニットにおいて、
少なくとも第１の復号化規則では、符号により占有された受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）の信号時間単位および符号により占有された受け入れるべき信号（ＣＨＡＮ）の信号時間単位に対して、動作信号（ＤＡＴＡ）の信号時間単位（Ｔ）と同じ長さが割り当てられている。
【請求項１６】
請求項１０から１５までのいずれか１項記載の受信ユニットにおいて、
第１の復号化規則は次のように構成されている、すなわち
受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）中のＬＯＷ符号を基本的に動作信号（ＤＡＴＡ）では０符号または１符号に復号し、
受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）中のＨＩＧＨ符号を基本的に動作信号（ＤＡＴＡ）では１符号または０符号に復号し、
受信信号（ＲｘＡ）中のＮＵＬＬ符号から導出された動作信号（ＤＡＴＡ）中の符号は動作信号（ＤＡＴＡ）の先行の符号（０または１）と同一内容であるようにする。
【請求項１７】
請求項１０から１６までのいずれか１項記載の受信ユニットにおいて、
到来する受信信号（ＲｘＡ，ＲｘＢ）からクロック信号（ＳＴＲＯＢＥ）を導出するユニット（２１１）を有する。
【請求項１８】
自動車において少なくとも２つのバス線路（３１，３２）を含むデータ伝送チャネル（３）を介してデータ伝送するための装置であって、
請求項１から９までのいずれか１項記載の出力ユニット（１）と、
請求項１０から１７までのいずれか１項記載の受信ユニット（２）とを有する。
【請求項１９】
自動車でのデータ伝送方法であって、
センサ信号（ＤＡＴＡ）を、請求項１から９までのいずれか１項記載の出力ユニット（１）によって伝送すべき信号（ＣＨＡＮ）に符号化し、
このようにして形成された信号（ＣＨＡＮ）を受信ユニット（２）に伝送する方法。
【請求項２０】
自動車でのデータの受け入れ方法であって、
請求項１９記載の方法に従って形成された受け入れるべき信号（ＣＨＡＮ）を請求項１０から１７までのいずれか１項記載の受信ユニット（２）によって動作信号（ＤＡＴＡ）に復号する、データの受け入れ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の伝送チャネルに信号を出力するためのユニット、自動車の伝送チャンネルから信号を受信するためのユニット、自動車での伝送チャネルを介してデータ伝送するための装置、並びに自動車でのデータ伝送のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車はしばしば分散された制御または調整ユニットを有する。このような分散された制御または調整ユニットとは、自動車の種々異なる個所に配置された通常のユニットである。これらの制御または調整ユニットは必要に応じてデータを交換し、伝送チャネルを介して無接触でまたは線路で相互に接続されている。ここでは例えばエンジンルーム、ドアまたはタイヤに配置されたセンサがデータを中央計算ユニットに伝送し、この中央計算ユニットが受信したデータをアルゴリズムに従い評価し、相応にアクチュエータを操作する。
【０００３】
制御または調整ユニットとセンサユニットとの線路接続されたネットワークは通常、バスシステムにより実現される。この種のバスシステムは例えば公知のＣＡＮバス（ＣＡＮ＝Controller Area Network）である。バス伝送チャネルへのアクセスとして専用の送受信装置ないしドライバ構成部材、とりわけトランシーバが設けられている。適用に応じて、自動車の駆動系統に対しては５００ｋビット／ｓのデータ速度を有する高速ＣＡＮを、自動車ボディ領域に対しては１２５ｋビット／ｓ以下、例えば８３ｋビット／ｓのデータ速度を有する低速ＣＡＮを使い分ける。
【０００４】
自動車事故の枠内ではＣＡＮ伝送チャネルが損傷したり、短絡したりすることがある。ここでは伝送チャネルのバス線路（Ｂｕｓ＿Ｌ；Ｂｕｓ＿Ｈ）が外部短絡することも考えられる。ここでは４つの場合を区別することができる：Ｂｕｓ＿Ｌがアースないしグランド（ＧＮＤ）に短絡；Ｂｕｓ＿Ｌが現在は１２Ｖの、将来的には４２Ｖのバッテリー（ＶｂａｔないしＢＡＴ）に短絡；Ｂｕｓ＿ＨがＧＮＤに短絡；そしてＢｕｓ＿ＨがＢＡＴに短絡である。低速領域とは異なり高速領域では現在のところ、エラー許容性のあるドライバユニットを使用することはできず、またバス線路の１つが外部短絡する２つの場合がせいぜい許容されるだけである：すなわちＢｕｓ＿ＨがＢＡＴに短絡するか、または線路Ｂｕｓ＿ＬがＧＮＤに短絡する場合である。このことの欠点はセンサ信号の伝送が保証されないことである。このことはこのセンサ信号が人命にとって重要であり、とりわけエアバッグ、シートベルトテンショナ等のようなパッシブ乗員保護システムのセンサ信号である場合には重大である。
【０００５】
通常、前記のユニット間のデータ伝送は非同期で行われる。データを受信器で正しく復元するためには、受信器が送信ユニットのクロック情報を知らなければならない。そのためこのクロック情報を、伝送区間を介して送信器から受信器へ伝送しなければならない。クロック情報がその他の情報に加えられて伝送される場合は伝送バンド幅が増大する。データ伝送はオーバヘッドを有する。
【０００６】
例えばセンサであるユニットで発生されたデータは、このユニットとは離れた個所へのデータ伝送のために符号化される。専門用語では、発生されたデータをこの伝送に適した形態にもたらすことをチャネル符号化と呼ぶ。このことは、センサ信号を伝送すべき信号に再符号化する符号化規則に基づいて行われる。以下、センサ信号の概念は常に、送信器に存在する信号に対して使用し、その情報が受信器に伝送されるものとする。
【０００７】
自動車製造技術では、このようなセンサ信号は通常、ＮＲＺコードまたはマンチェスタコードに従って符号化され、引き続き伝送される。図５はこの関連から、自動車でのデータ伝送のための公知の符号化方法を示す。
【０００８】
図５ａはセンサ信号ＤＡＴＡを時間ｔについて示す。このセンサ信号の情報はデータチャネルを介して受信器に伝送される。センサ信号ＤＡＴＡはこのとき２進に符号化され、０と１の２つの符号を有する。センサ信号の個々の信号単位は長さＴを有する。このように相互に配列され、それぞれ１つの符号により占有された複数の信号単位によりデータ語が形成される。このデータ語は物理的には信号として存在し、その電圧状態または電流状態により特徴付けられる。図５ｂは、送信する出力ユニットの動作クロックＴＡＫＴを時間ｔについて示す。
【０００９】
図５ｃと５ｄは、センサ信号ＤＡＴＡに所属し、所定の符号化規則に従ってチャネル符号化された伝送信号ＣＨＡＮを示す。ここで図５ｃは、ＮＲＺ符号化にしたがってセンサ信号ＤＡＴＡから得られた伝送信号ＣＨＡＮを示す。この符号化は差し当たり、センサ信号の１：１写像である。ＵＡＲＴ（非同期シリアル通信伝送）規格の場合、受信器はスタート信号によってだけ同期される。受信器に設けられたクロック形成のための自励発振器は所定の公差領域を、別のスタート信号による送信器とのさらなる同期化まで逸脱してはならない。このことは高精度の発振器を受信ユニットに必要とするか、または高周波数の同期を必要とする。しかしこのことは伝送バンド幅の負荷につながる。
【００１０】
図５ｄは、マンチェスタ符号化により送信信号ＤＡＴＡから得られた、チャネル符号化された伝送信号ＣＨＡＮを示す。このマンチェスタ符号化は、ＮＲＺ符号化と同様に２進符号に基づく。しかし送信信号の信号時間単位Ｔ内で、マンチェスタ符号化信号には２つの符号／信号状態が設けられている。センサ信号の符号がその相補的符号に、後続の信号状態で変化することを、マンチェスタコードは位相変化に変換する。これによりマンチェスタコードは、５０％の理論的公差領域内で受信器でのクロック再生手段を提供する。しかしクロック再生のこのオプションは、バンド幅の２倍化によって獲得される。なぜならセンサ信号の信号単位（ビット）が伝送信号中の同じ持続時間Ｔの間に２つの信号状態によって表されるからである。
【００１１】
ＷＯ９８／５２７９２−Ａから、電流変調に基づくチャネル符号化が公知である。ここでチャネル符号化はＨＩＧＨ、ＬＯＷ、ＮＵＬＬの符号を有する。センサ信号は２進コードであることを想定している。この符号化規則によれば、センサ信号の１は伝送信号でのＨＩＧＨパルスとＬＯＷパルスの交番により符号化される。センサ信号のＮＵＬＬは伝送信号ではＮＵＬＬレベルに留まる。
【００１２】
この公知のデータ伝送方法では、伝送信号の時間的平均値が一定に維持される。しかし伝送信号から動作クロックを導出することはできない。
【００１３】
ＥＰ０３８４２５８Ａ２から、２進センサ信号をＡＭＩ（Alternate Mark Inversion）コードによってパルス幅変調と関連してチャネル符号化するデータ伝送方法が公知である。ここではまずセンサ信号がパルス幅変調され、それからこのようにして形成されたパルス幅変調信号に交番マーク反転が施される。
【００１４】
このデータ伝送方法の欠点は、伝送信号でのバンド幅がセンサ信号に対して増大することである。とりわけパルス幅変調により形成された狭いパルスが電磁適合性（ＥＭＣ）に関して問題となる。
【００１５】
この問題を回避するためＤＥ１０１３２０４８では、チャネル符号化を次のように構成することが提案される。すなわち、チャネルを介した伝送信号に対するコードがその使用する符号数において、情報が最終的に伝送されるセンサ信号を形成する符号数よりも少なくとも１つ多くの符号を含むように構成することが提案される。例えばセンサ信号に対して２進コードが設けられている場合、伝送信号は少なくとも３進コードから形成される。すなわち例えば線路上での３つの異なる信号状態により表される３つの異なる符号が信号の形成に使用される。一般的にはセンサ信号に対してはｎ個の符号を使用し、伝送信号に対しては少なくともｎ＋１個の符号を使用する。ただしｎは整数である。
【００１６】
本発明の課題は、自動車におけるデータ伝送装置、所属の出力ユニット並びに所属の受信ユニット、およびデータ伝送方法を提供することであり、ここにおいて高速ＣＡＮの使用時に、両方のバス線路（Ｂｕｓ＿Ｌ，Ｂｕｓ＿Ｈ）がＧＮＤに対しても、ＢＡＴに対しても外部短絡する場合の耐性を保証することである。さらに伝送バンド幅を小さく維持し、それでもなお十分な情報を受信ユニットに動作クロックを介して伝送できるようにする。
【００１７】
この課題の出力ユニットに該当する部分は、請求項１の構成により解決される。
【００１８】
この課題の受信ユニットに該当する部分は、請求項１０の構成により解決される。
【００１９】
この課題の装置に該当する部分は、請求項１８の構成により解決される。
【００２０】
本発明の課題の方法に該当する部分は、請求項１９または２０の構成により解決される。
【００２１】
有利な構成および改善形態は従属請求項に記載されている。
【００２２】
本発明によれば、信号ＣＨＡＮを少なくとも２つのバス線路から形成される自動車の伝送チャネルに出力する出力ユニットは、事故に依存して（後で説明する）種々異なる符号化規則に従って動作する。この出力ユニットは信号ＣＨＡＮを少なくとも２つのバス線路から形成される自動車の伝送チャネルに出力し、エラー耐性のある符号化ユニットと、少なくとも２つの高速ドライバ構成素子と、比較ユニットを含む。エラー耐性のある符号化ユニットは、センサ信号ＤＡＴＡを出力される送信信号ＴｘＡないしＴｘＢに変換する。少なくとも２つの高速ドライバ構成素子は、符号化ユニットに相互に逆並列に後置接続されており、出力ユニットを伝送チャネルに接続し、送信信号ＴｘＡないしＴｘＢを出力信号ＣＨＡＮに変換する。比較ユニットは、出力される送信信号ＴｘＡないしＴｘＢと到来する受信信号ＲｘＡおよびＲｘＢの電圧比較を行う。
【００２３】
本発明によれば、受信ユニットは事故に依存して（後で説明する）種々異なる復号化規則に従って動作する。この受信ユニットは信号ＣＨＡＮを少なくとも２つのバス線路により形成される自動車の伝送チャネルから受信し、復号化ユニットと、少なくとも２つの高速ドライバ構成素子と、検出ユニットを含む。復号化ユニットは到来する受信信号ＲｘＡおよびＲｘＢを動作信号ＤＡＴＡに変換する。少なくとも２つの高速ドライバ構成素子は復号化ユニットに相互に逆並列に前置接続されており、受信ユニットを伝送チャネルに接続し、受け取るべき信号ＣＨＡＮを到来する受信信号ＲｘＡおよびＲｘＢに変換する。検出ユニットは、到来する受信信号ＲｘＡおよびＲｘＢのクロックエッジを検出する。
【００２４】
自動車で少なくとも２つのバス線路を含む伝送チャネルを介してデータ伝送するための装置は、請求項１から９までのいずれか１項記載の出力ユニットと、請求項１０から１７までのいずれか１項記載の受信ユニットとを使用する。
【００２５】
自動車でデータ伝送するための本発明の方法は、第１の符号化規則ないし復号化規則を通常動作モードに対して使用し、第２の符号化規則ないし復号化規則を特別動作モードに対して使用することを特徴とする。
【００２６】
ここでチャネル符号化は本発明では通常動作モードに対する第１の符号化規則によって、ＴｘＡとＲｘＡないしはＴｘＢとＲｘＢの電圧が比較ユニットにより同じであると検出された場合に行われる。第２の符号化規則は本発明では、前記の電圧が等しくないことが検出された場合に対して設けられている。すなわちバス線路Ｂｕｓ＿ＬまたはＢｕｓ＿Ｈがアース（ＧＮＤ）またはバッテリー（ＢＡＴ）に外部短絡した場合である。
【００２７】
チャネル復号化は本発明では、復号化ユニットの通常動作に対する第１の復号化規則によって、検出ユニットによりクロックエッジが所定の信号時間単位Ｔで同期していることが検出された場合に行われる。第２の復号化規則は本発明では、前記のクロックエッジが信号時間単位Ｔの所定の持続時間に対して非同期であることが検出された場合のために設けられている。
【００２８】
両方の場合で、チャネル復号化は次のように構成されている。すなわち受け入れるべき信号ＣＨＡＮないしは到来する受信信号ＲｘＡとＲｘＢに対する符号数が少なくともｎ＋１である場合に、復号された動作信号ＤＡＴＡに対するコードがｎ個の符号により表されるように構成されている。
【００２９】
同様にチャネル符号化は両方の場合で本発明では次のように構成されている。すなわち出力されるセンサ信号ＴｘＡおよびＴｘＢ、ないしはチャネルを介して伝送すべき信号ＣＨＡＮに対するコードが、情報が最終的に伝送されることとなるセンサ信号を形成する符号の数よりも少なくとも１つだけ多くの符号を含むように構成されている。センサ信号に対して２進信号が設けられていれば、伝送すべき信号は少なくとも３進コードから形成される。すなわち例えば線路上の３つの異なる信号状態により表される少なくとも３つの異なる符号が信号の形成のために使用される。一般的に言えば、センサ信号に対してはｎ個の符号が使用され、伝送される信号に対しては少なくともｎ＋１個の符号が使用される。ここでｎは整数である。
【００３０】
さらにセンサ信号の信号時間単位を伝送すべき信号の信号時間単位に対して１対１、またはこれに相応して割り切れる時間単位に維持する。これによりセンサ信号の信号時間単位と伝送すべき信号の信号時間単位は同じ持続時間ないし時間分周比を有する。さらに本発明の別の構成では、伝送すべき信号中に順次連続する２つの信号時間単位が常に、配属された複数符号のうちの異なる符号を有する。この構成は、チャネルコードの符号数がセンサ信号に配属された符号数よりも少なくとも１つ多くなるよう選択することにより実現される。これにより伝送すべき信号中で常に符号変化、すなわち状態変化が行われる。これはセンサ信号が複数の信号時間単位にわたって同じ符号、すなわち同じ状態を有していても行われる。相応のことが復号に対しても当てはまる。
【００３１】
例えば伝送すべき信号中での連続的な状態変化により、離れた場所に配置された出力ユニットの動作クロックを受信ユニットで有利には簡単に復元することができる。このことは有利には導出ユニットにより行われる。出力ユニットにおけるセンサ信号の信号時間単位と受信ユニットにより受信された信号の信号時間単位とは相応し、少なくとも１つの信号時間単位後に状態変化するから、受信ユニットにより受信信号中の状態変化を検出するだけで、出力ユニットの動作クロックを導出することができる。しかし同時に前記のマンチェスタコードの場合のようにバンド幅が増大することはない。なぜなら時間単位が個々のビット（信号時間単位）に対して常に同じ持続時間であり、前記のようにして動作クロックを導出できるからである。
【００３２】
本発明の利点は、動作モードが変化することに基づき、出力ユニットでも受信ユニットでも通信システムを提供することができ、高速ドライバ構成素子を使用していても冒頭に述べたバス線路での外部短絡のすべての形式を許容することができ、従って外部短絡に対する安全性が保証される。このことは従来技術では達成されていなかった。とりわけ有利には本発明では発振器を受信器で使用する必要がないか、または精度の劣る発振器を使用することができる。このことにより構成全体のコストが低下する。精度の劣る発振器は１つのチップに集積することができる。さらに標準バス高速ドライバを使用することができる。
【００３３】
本発明は、データを２つの計算ユニットまたは制御ユニット間で伝送すべき場合に、自動車で適用することができる。ここで本発明はとりわけ、自動車に分散されたセンサのセンサデータが安全性に大きく関連しており、このセンサが自動車中央に配置された制御ユニットと接続されており、この制御ユニットにセンサデータが供給される場合に適用される。とりわけ本発明は、例えば車両前方または車両側方に配置された衝突センサのセンサデータを車両中央に配置された評価ユニットに高速伝送する乗員保護技術に適用される。ここで衝突センサは後置接続された信号処理部および相応のインタフェースを備える加速度センサ、または圧力センサとすることができる。
【００３４】
本発明の実施例と有利な改善形態を図面に基づき、以下詳細に説明する。
図１は、本発明の出力および受信ユニットの組合せを２つ備える装置のブロック回路図である。
図２は、本発明の出力ユニットおよび受信ユニットのドライバアクティベートのためのテーブルである。
図３は、本発明の出力ユニットの拡大図である。
図４は、例えば図３の出力ユニットの高速ドライバ構成素子の論理回路の詳細図である。
図５は、公知の符号化方法の信号経過を示す線図である。
図６は、通常動作モードに対する本発明の符号化方法の信号経過を示す線図である。
図７は、図６ｄに示された、バス上を伝送される信号ＣＨＡＮの物理的経過を示す線図である。
図８は、符号化の際に第１の符号化規則だけが作用する場合に、バス線路がＧＮＤまたはＶｂａｔに短絡した際の３進信号の経過を示す線図である。
図９は、特別動作モードに対する本発明の符号化方法の信号経過を示す線図である。
図１０は、第２の符号化規則による符号化の際にバス線路がＧＮＤまたはＶｂａｔに短絡した場合の３進信号または高値信号の経過を示す線図である。
図１１は、図１２の出力ユニットに所属する状態テーブルを示す図である。
図１２は、出力ユニットの構成部材を示す図である。
図１３は、図１の本発明の受信ユニットの拡大図である。
図１４は、クロック復元の過程を示す図である。
図１５は、サンプリングされた信号ＲｘＡおよびＲｘＢが論理結合により出力値に割り当てられる際のテーブルである。
【００３５】
図１は、本発明の出力および受信ユニット４の組合せを２つ備える装置のブロック回路図である。これらのユニットは伝送媒体３を介して接続されており、この伝送媒体は２つのバス線路３１と３２を有する。第１の出力および受信ユニット４は、インタフェース１３１を備えるマイクロコントローラ１３，コーダ１１，デコーダ２１並びに２つの高速ドライバ構成素子１２を含む。高速ドライバ構成素子１２はＣＡＮドライバであり、DIN ISO 11898に従い規格化されたケーブルとプラグを使用することのできる標準構成部材である。高速ドライバ１２は相互に逆並列に伝送媒体３と接続されている。ここで第１の高速ドライバ１２（構成素子Ａ）のＣＡＮ−ＨＩＧＨ出力端と別の高速ドライバ１２（構成素子Ｂ）のＣＡＮ−ＬＯＷ出力端は第１のバス線路３１と接続されている。同様に第１の高速ドライバ１２（構成素子Ａ）のＣＡＮ−ＬＯＷ出力端と第２の高速ドライバ１２（構成素子Ｂ）のＣＡＮ−ＨＩＧＨ出力端は第２のバス線路３２と接続されている。高速ドライバ１２のこの接続により、３つのバス状態（ＨＩＧＨ，ＬＯＷおよびＮＵＬＬ）をバス線路３１と３２の間で形成することができる。
【００３６】
図２は、本発明の出力ユニット１並びに受信ユニット２のドライバアクティベートのためのテーブルである。ここから、バス状態ＬＯＷ，ＮＵＬＬおよびＨＩＧＨを得るためには、ドライバ１２の入力端ＴｘＡとＴｘＢがどのような状態であるべきかが分かる。ここでＬＯＷバス状態に対しては、ＴｘＡを「１」により、ＴｘＢを「０」により制御する。この種の高速ドライバ１２の接続は、２つのドライバがアクティブでなしに異なる電位を駆動することが排除される場合だけ許容される。図２の表によれば、双方のドライバ入力端ＴｘＡとＴｘＢが占有されない状態が阻止される。この場合、Ｔｘ＝５Ｖが劣勢状態であり、Ｔｘ＝０Ｖが優勢状態である。
【００３７】
図３は、本発明の出力ユニット１を図１に対して拡大して示す。出力ユニット１は、センサ信号ＤＡＴＡを出力される送信信号ＴｘＡとＴｘＢに変換するための符号化ユニット１１を有する。伝送すべきデータ情報はセンサ信号ＤＡＴＡとしてマイクロコントローラ１３からそのＳＰＩインタフェース１３１（ＳＰＩ＝シリアル端末インタフェース）を介して符号化ユニット１１に送出される。このＳＰＩインタフェース１３１により、データを同期してデータおよびクロック線路を介して読み出し、出力することができる。符号化ユニット１１には相互に逆並列に接続された２つの高速ドライバ構成素子１２が後置されている。この高速ドライバ構成素子は、出力ユニット１を伝送チャネル３に接続するためと、出力される送信信号ＴｘＡとＴｘＢを出力信号ＣＨＡＮに変換するために用いられる。このために第１の高速ドライバ構成素子１２には入力端ＴｘＡが配属されており、第２の高速ドライバ構成素子１２には入力端ＴｘＢが配属されている。信号ＴｘＡとＴｘＢを介するドライバ構成素子１２の制御は符号化ユニット１１により行われる。この符号化ユニットは本発明による符号化規則を実現する。出力される送信信号ＴｘＡの電圧が、到来する受信信号ＲｘＡの電圧と等しいことが検知されると、符号化ユニット１１は通常動作に対する第１の符号化規則に従い動作する。同様にＴｘＢとＲｘＢの比較も行われる。このために出力ユニット１は比較ユニット１１１を有し、この比較ユニットは出力される送信信号ＴｘＡおよびＴｘＢと到来する受信信号ＲｘＡおよびＲｘＢとの電圧比較を行う。比較ユニット１１１によりＴｘＡとＲｘＡないしはＴｘＢとＲｘＢの電圧の不一致が検出された場合には、第１の符号化ユニット１１ではなく第２の符号化ユニット１１が第２の符号化規則に従い動作する。これはとりわけバス線路３１ないし３２の少なくとも１つがＧＮＤまたはＢＡＴに外部短絡する場合である。
【００３８】
図４は高速ドライバ構成素子１２の論理回路、例えば図３の出力ユニットの詳細を示す。
【００３９】
図５は、既に説明した公知の符号化方法の信号経過を概略的に示す。
【００４０】
図６は、符号化ユニット１１の通常動作モードに対する本発明の符号化方法の信号経過を示す。ここで各符号は離散的な電気信号状態により表される。図６ａは、例えば４つの信号時間単位（ビット）を備える時間ｔの上に２進センサ信号ＤＡＴＡを示す。信号時間単位はそれぞれ時間Ｔを有する。２進符号は１符号と０符号である。１符号は出力ユニット１において５Ｖの電圧状態により表され、０符号は０Ｖの電圧状態により表される。例としてのセンサ信号ＤＡＴＡはシーケンシャルな符号列１，０，０，１を含む。
【００４１】
図６ａのセンサ信号に所属する送信信号ＴｘＡないしＴｘＢが図６ｂないし図６ｃに示されている。これらの信号は、図２のテーブルに示したドライバアクティベートのための値に相応する。１符号は有利には＋５Ｖ電圧パルスに相応し、０符号は有利には０Ｖ電圧状態に相応する。
【００４２】
出力される送信信号ＴｘＡおよびＴｘＢに所属し、ドライバ構成素子１２により変換された、伝送すべき信号ＣＨＡＮの論理経過が図６ｄに示されている。基本的に伝送すべき信号ＣＨＡＮに対しては３つの符号、ＨＩＧＨ，ＬＯＷ，ＮＵＬＬが設けられている。信号ＤＡＴＡ、ＴｘＡないしＴｘＢの各信号時間単位Ｔは伝送すべき信号ＣＨＡＮの信号時間単位Ｔに相応する。従ってビット時間はすべての信号において同じである。これにより有利には、バンド幅が増大したり減少したりすることがない。ＨＩＧＨ符号は有利には＋２Ｖ電圧パルスに相応し、ＬＯＷ符号は有利には−２Ｖ電圧パルスに相応し、ＮＵＬＬ符号は有利には０V電圧状態に相応する。
【００４３】
通常動作に対する第１の符号化規則は次のルールを備える。
【００４４】
センサ信号ＤＡＴＡにおける１符号は基本的に出力される送信信号ＴｘＡおよびＴｘＢではＨＩＧＨ符号に符号化される。センサ信号ＤＡＴＡの０符号は基本的に出力される送信信号ＴｘＡおよびＴｘＢではＬＯＷ符号に符号化される。とりわけ入力信号ＤＡＴＡで０符号に別の０符号が続くと、この別の０符号は送信信号ＴｘＡないしＴｘＢでは別のＬＯＷ符号に符号化されるのではなく、ＮＵＬＬ符号に符号化される。同じことはセンサ信号ＤＡＴＡ中で順次連続する２つの１符号に対しても当てはまる。ここでも１符号に直接連続する１符号は出力される送信信号ＴｘＡないしＴｘＢにおいてＮＵＬＬ符号に符号化される。
【００４５】
しかし出力される送信信号ＴｘＡないしＴｘＢ中で先行の符号がＮＵＬＬ符号の場合、上に述べた基本的な符号化に従って符号化される。従ってセンサ信号ＤＡＴＡ中の別の０符号は出力される送信信号ＴｘＡないしＴｘＢではＬＯＷ符号により符号化され、センサ信号ＤＡＴＡ中で後続の１符号は送信信号ＴｘＡないしＴｘＢではＨＩＧＨ符号に符号化される。
【００４６】
もちろん他の符号化方法も権利範囲に含まれる。例えば基本的にセンサ信号の０符号を出力される送信信号ＴｘＡないしＴｘＢではＨＩＧＨ符号に変換することもできる。
【００４７】
このような符号化により、伝送媒体３上の状態変化を２つの信号時間単位の間で常に形成することができる。すなわち２つのビット間にはいずれにしろ１つのエッジが発生する。しかし本発明の符号化方法では、各信号時間単位後に状態変化が生じることを保証しなければならない。
【００４８】
送信信号ＴｘＡおよびＴｘＢを出力信号ＣＨＡＮに変換することは、相互に逆並列に接続された高速ドライバ構成素子１２により行われる。
【００４９】
図７は、図６ｄに論理的に示した、バス３上の伝送信号ＣＨＡＮの経過を物理的経過で示す。すなわち２線伝送媒体での個々のバス線路３１と３２上の信号電位の経過を示す。この２つのバス線路３１と３２の間の電圧差が伝送すべき信号ＣＨＡＮの信号レベルを表す。
【００５０】
図８は、３進信号の場合にバス線路の１つがＧＮＤまたはＶｂａｔに短絡すると、第１の符号化規則ではどのようになるかを示す。図８ｄはそれぞれのバス電圧を示す。これによればＢＵＳ＿ＬのＧＮＤへの短絡、またはＢＵＳ＿ＨのＶｂａｔへの短絡は許容される。しかしこのドライバ構造は、ＢＵＳ＿ＨのＧＮＤへの短絡、またはＢＵＳ＿ＬのＶｂａｔへの短絡を許容しない。この２つの場合には十分なバス電圧差が形成されない。このことが図８ｃに示されている。ここには致命的な結果も示されており、これにより通信が麻痺する。詳細には、図８ｂはトランスミッタから送信された符号を、図８ａは受信器により識別された符号を示す。
【００５１】
図９は、符号化ユニット１１の特別動作モードに対する、本発明の符号化方法の信号経過を示す。図９ａないし図９ｂはＴｘＡとＴｘＢのそれぞれの信号経過を、ＴｘＡとＴｘＢの電圧が等しくない場合で示す。この状態は比較ユニット１１１により検出される。比較ユニット１１１は、優勢信号をバス３上で正しく伝送することができないことを識別し、出力される信号ＴｘＡとＴｘＢを時間条件の延期の下で再変換させる。図９ｃは、そこから生じる信号経過を示す。比較のため、破線は通常動作モード（すなわちバス３での外部短絡はない）での符号化を示す。ＨＩＧＨ符号には出力される送信信号中でＬＯＷ符号が続くものとする。例えば事故による伝送チャネル３の損傷のため、Ｂｕｓ＿Ｌ線路３２がアース（ＧＮＤ）に短絡したとする。その結果、伝送すべきＬＯＷ符号を伝送することができない。このことが比較ユニット１１１により識別され、比較ユニット１１１は有利には信号時間単位Ｔの半分の経過後に再変換を惹起する。そのために比較ユニットは伝送するために発生した符号ＬＯＷの電圧を変化させる。−２Ｖ電圧パルスの代わりに＋２Ｖ電圧パルスを形成する。この＋２Ｖ電圧パルスはこの実施例では、信号時間単位の半分で開始し、全信号時間単位で終了する。従ってこの種の「ｈｉｇｈ符号」は、これまでの符号集合（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ）の符号から区別することのできる時間条件を有している。もちろんｈｉｇｈ符号を別の有利な時間条件により発生することもできる。適用に応じて、現在伝送のために発生している符号（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ）を信号時間単位Ｔの４０％から６０％の領域で、または３０％から７０％の領域で別の極性に切り換えると有利であることが判明した。同様に、極性変化の時点に依存しない外部短絡の検出を、半信号時間単位後ではなく、それよりも早期に、例えば信号時間単位Ｔの４０％後、あるいはさらに早期に３０％または２０％後に行うと有利である。もちろん安全ルーチンも考えられる。この安全ルーチンは例えば所定の公差領域を、ＴｘＡとＴｘＢの電圧の不一致が検出された場合に検査する。このように形成された時間条件ルールは、有利にはもっとも異なるフレーム条件を考慮することができる。
【００５２】
特別動作モードに対する第２の符号化規則は次のルールに従う。
【００５３】
Ｂｕｓ＿Ｌ３２がＧＮＤに外部短絡する場合、発生した伝送すべきＬＯＷ符号が送信信号ＴｘＡないしＴｘＢ中でｈｉｇｈ符号に時間条件と共に再符号化される。Ｂｕｓ＿Ｌ３２がＢＡＴに短絡する場合、発生した伝送すべきＨＩＧＨ符号は送信信号ＴｘＡないしＴｘＢ中でｌｏｗ符号に時間条件と共に再符号化される。Ｂｕｓ＿Ｈ３１がＧＮＤに外部短絡する場合、発生した伝送すべきＨＩＧＨ符号は送信信号ＴｘＡないしＴｘＢ中でｌｏｗ符号に時間条件と共に再符号化される。Ｂｕｓ＿Ｈ３１がＢＡＴに外部短絡する場合、発生した伝送すべきＬＯＷ符号は送信信号ＴｘＡないしＴｘＢ中でｈｉｇｈ符号に時間条件と共に再符号化される。ここで劣勢のＮＵＬＬ符号は前記の外部短絡の場合でもＮＵＬＬ符号として伝送される。
【００５４】
既に説明した通常動作モードに対するチャネル符号化の場合と同じように、特別動作モードに対するチャネル符号化も有利には動作クロックの復元を受信ユニット２で行うことができる。この復元は、伝送すべき信号ＣＨＡＮにおける規則的な状態変化に基づき、付加的な発振器を使用せずに行われる。
【００５５】
Ｓ／Ｎ比が符号化により、ＩＳＯ１１８９８高速レイヤを使用した場合に劣化することはない。ＨＩＧＨ符号からＬＯＷ符号への移行時に同様に急峻なエッジが発生する。
【００５６】
図１０は、３進信号またはより高次の信号の場合にバス線路がＧＮＤまたはＶｂａｔに短絡すると、この短絡が第２の符号化規則による符号化の際にどのように作用するかを示す。このアプローチにより有利には４つすべてのエラーの場合が許容される。劣勢のＮＵＬＬはすべての場合で伝送される。残りの２つの優勢符号ＨＩＧＨとＬＯＷでは送信器が、送信された信号を受信された信号と比較する。エラーの場合、これらの信号は異なる。
【００５７】
送信論理回路はこれを識別し、この場合は特別動作モードに切り替え、第２の符号化規則による符号化を行う。この第２の符号化規則では、劣勢のＮＵＬＬと、２つの優勢バス状態ｌｏｗまたはｈｉｇｈの１つだけが使用され、とりわけ時間条件により付加的に変換される。受信器が識別するものを図１０ａが示す。送信器が前に送信したものが図１０ｂに示されている。時間条件による変換によって、受信器は有利には符号を、図１０ｃに示された通常の場合に設定されるバス電圧差以外にも評価できる。図１０ｄはそれぞれのバス電圧を示す。
【００５８】
まとめると２進信号（０，１）は３進信号（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＮＵＬＬ）またはより高次の信号（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ｌｏｗ、ｈｉｇｈ）に、ビット時間ないしこれに相応する部分時間単位を維持して符号化ないし再符号化される。すなわち伝送すべき信号での状態変化を考慮して符号化ないし再符号化される。本発明のチャネル符号化は最終的に、伝送バス上での少なくとも３つの符号／状態を２つのデータ符号／状態を表すために使用する。これにより値領域で、ｌｏｇ２３＝１．５８＝３６％のオーバヘッドが達成される。これに対してマンチェスタコードの場合は、２つのデータ状態を表すのに４つの状態（２ビット）が必要である。従って時間領域でｌｏｇ２４＝２＝５０％のオーバヘッドとなる。
【００５９】
前に述べた符号化はソフトウエアを介してマイクロコントローラで、または例えばいわゆるステートマシンとしてハードウエアで実現することができる。これは図１１の状態テーブルに従う。ここでＴｘは符号化ユニット１１の入力信号であり、従ってセンサ信号ＤＡＴＡに相応する。信号ＴｘＡとＴｘＢはテーブルではパラメータＱ２ないしＱ１に相応する。送信信号ＴｘＡとＴｘＢは入力信号ＲｘＡおよびＲｘＢと常時比較される。ここで電圧差が検出されると、信号Ｆｅｈｌｅｒ＿Ａ（ＦＡ）またはＦｅｈｌｅｒ＿Ｂ（ＦＢ）が例えばフリップフロップの入力端に形成される。
【００６０】
図１１の状態テーブルから、次の出発式が得られる。
【００６１】
ＴｘＡ＝（ＮＯＴ）Ｔｘ＋（ＮＯＴ）Ｑ１＊Ｑ２＊（ＮＯＴ）ＦＡ＋Ｑ１＊（ＮＯＴ）Ｑ２＊ＦＡ
ＴｘＢ＝Ｔｘ＋Ｑ１＊（ＮＯＴ）Ｑ２＊（ＮＯＴ）ＦＢ＋（ＮＯＴ）Ｑ１＊Ｑ２＊ＦＢ
【００６２】
図１２は、この式の出力ユニット１の論理回路での実現を示す。例えばＴｘＡが「０」かつＴｘＢが「１」であると、線路Ｂｕｓ＿ＨがＧＮＤに、または線路Ｂｕｓ＿ＬがＶｂａｔに接続されたことが識別される。トランシーバ１２（構成素子Ａ）は信号を伝送できない。この場合、Ｄフリップフロップにより反転状態がバス３に調整される。このフリップフロップは公知のフリップフロップのように上昇エッジによりトリガされるのではなく、有利にはＳＰＩインタフェース１３１のシステムクロック信号（Ｓ−ＣＬＫ）の下降エッジによりトリガされる。デューティ比が例えば５０％であれば、これはビット時間の半分の後で行われる。同様にＴｘＢが「０」であり、ＲｘＢが「１」である場合も信号は有利には遅くともビット時間の半分後には反転される。
【００６３】
図１３は、図１に対して拡大された本発明の受信ユニット２の一部を示す。この受信ユニットは復号化ユニット２１を含んでおり、復号化ユニットは到来する受信信号ＲｘＡおよびＲｘＢを動作信号ＤＡＴＡに変換する。復号化ユニット２１には相互に逆並列に接続された２つの高速ドライバ構成素子２２（図４に詳細が示されている）が前置接続されている。この高速ドライバ構成素子は、受信ユニット２を伝送チャネル３に接続し、引き受けるべき信号ＣＨＡＮを到来する受信信号ＲｘＡとＲｘＢに変換する。この変換過程でも、ドライバ１２の出力ＲｘＡとＲｘＢに関する状態テーブル（図２）が基礎となる。従ってドライバ１２はＣＡＮバストランシーバとして用いられる。
【００６４】
信号ＲｘＡとＲｘＢは符号化ユニット２１に供給される。受信された信号は復号化ユニット２１でデコードされ、動作信号ＤＡＴＡとしてインタフェース２３１を介しマイクロコントローラ２３にさらなる処理のため供給される。
【００６５】
通常動作に対する第１の復号化規則は次のルールに従う：受信信号ＲｘＡないしＲｘＢにおけるＬＯＷ符号は基本的に動作信号ＤＡＴＡでの０符号または１符号にデコードされる。受信信号ＲｘＡないしＲｘＢにおけるＨＩＧＨ符号は基本的に動作信号ＤＡＴＡでの１符号または０符号にデコードされる。従って、受信信号ＲｘＡないしＲｘＢでのＮＵＬＬ符号から導出される動作信号ＤＡＴＡにおける符号は、動作信号ＤＡＴＡの先行の符号０または１と同一内容である。
【００６６】
しかし復号化のために発生する符号は、発生する２つのクロックエッジ間の時間が信号時間単位Ｔの０．６倍から０．９倍より小さい場合、とりわけ０．７５倍より小さい場合、または１．１倍から１．４倍より大きい場合、とりわけ１．２５倍より大きい場合、外部短絡の条件の下にあると解釈される。
【００６７】
この特別動作モードに対する第２の復号化規則は次のルールに従う。Ｂｕｓ＿Ｌ３２がＧＮＤに短絡する場合、再符号化されたｈｉｇｈ符号は時間条件と共にＬＯＷ符号にデコードされる。Ｂｕｓ＿Ｌ３２がＢＡＴに短絡する場合、再符号化されたｌｏｗ符号は時間条件と共にＨＩＧＨ符号にデコードされる。Ｂｕｓ＿Ｈ３１がＧＮＤに短絡する場合、再符号化されたｌｏｗ符号は時間条件と共にＨＩＧＨ符号にデコードされる。Ｂｕｓ＿Ｈ３１がＢＡＴに短絡する場合、再符号化されたｈｉｇｈ符号は時間条件と共にＬＯＷ符号にデコードされる。ここで劣勢のＮＵＬＬ符号は前記いずれの短絡の場合でもＮＵＬＬ符号としてデコードされる。
【００６８】
さらに導出ユニット２１１によって、受信された信号ＲｘＡないしＲｘＢから動作クロックＳＴＲＯＢＥが導出される。この動作クロックも符号化ユニット１１に供給される。
【００６９】
復号化ユニット２１は最終的に検出ユニット２１２と作用接続しており、検出ユニットはクロックエッジを到来する受信信号ＲｘＡおよびＲｘＢから検出する。復号化ユニット１１は、検出ユニット２１２によって所定の信号時間単位Ｔでクロックエッジの同期が検出された場合、第１の復号化規則に従い通常動作に対して動作する。復号化ユニット２１は、検出ユニット２１２により信号時間単位Ｔでクロックエッジの非同期が検出された場合には特別動作モードに対する第２の符号化規則に従って動作する。この非同期性は既に上に述べた時間条件に対応する。
【００７０】
別の出力および受信ユニット４の組合せは対称的に構成されており、同様にインタフェース２３１を備えるマイクロコントローラ２３、符号化ユニット１１，復号化ユニット２１並びに２つの高速ドライバ２２を含み、それらの全体的機能は既に説明したのと同じである。
【００７１】
例としてデータ伝送は次のように経過する：マイクロコントローラ１３がデータシーケンスを、ＳＰＩインタフェース１３１を介して送信する。符号化ユニット１１はこれを出力される送信信号ＴｘＡないしＴｘＢに変換する。これらの送信信号ＴｘＡないしＴｘＢはいわゆるトリステート信号とも称される。そこからＣＡＮバストランシーバ／ドライバ１２は相応のバス状態を形成する。別の出力および受信ユニット４の組合せのバストランシーバ１２は信号ＣＨＡＮを受信し、相応の信号ＲｘＡおよびＲｘＢに変換する。受信器２の復号化ユニット２１ないしこれと作用接続する導出ユニット２１１はそこから動作信号ＤＡＴＡ並びに動作クロックＳＴＲＯＢＥを形成する。この動作信号ＤＡＴＡは入力信号ＤＡＴＡと同じでなければならない。動作クロックＳＴＲＯＢＥはＳＰＩインタフェース２３１を介してマイクロコントローラ２３に供給される。
【００７２】
復号化ユニット２１はコントローラ２３によりクロッキングされる。このクロックの速度はデータ速度の倍以上でなければならないが、それ以上であれば制限はない。
【００７３】
すべての構成部材、とりわけ符号化ユニット１１および復号化ユニット２１はハードウエアとしても、マイクロコントローラ１３でのソフトウエアとしても実現することができる。もちろん作用接続された構成部材は１つの共通のＡＳＩＣに集積することができる。高速適用であるので、ハードウエアでの実現がとりわけ有利である。
【００７４】
順次伝送すべきビットおよびデータの数に応じて、符号化ユニット１１がＮＵＬＬ符号ではなく、ＬＯＷ符号またはＨＩＧＨ符号で終了することがある。しかしバス媒体３に多重アクセスする場合、終了バス状態はアイドル状態ＮＵＬＬでなければならない。このことを保証するために複数の手段が存在する：この終了バス状態を論理条件により達成する：最後に計数された同種のビット数が奇数であれば、同種の擬似ビットを追加し、この擬似ビットにより符号化ユニットを再びＮＵＬＬ状態にリセットする。この機能はマイクロコントローラ１３および／または２３、または符号化ユニット１１で実行することができる。
【００７５】
択一的に別の時間条件を導入することができる：所定の時間後に状態変化が発生しなければ、符号化ユニット１１はＮＵＬＬ状態を調整する。
【００７６】
図１４は、復号化ユニット２１と作用接続する導出ユニット２１１の２つの入力信号ＲｘＡとＲｘＢからクロックを復元する過程を示す。このこともエッジの検出により行われる。ここで図１４ａと図１４ｂは図９ａと図９ｂに相応する。すなわち前者は、バス３においてＴｘＡとＲｘＡないしＴｘＢとＲｘＢの電圧が等しくない場合を示し、後者は第２の符号化規則に従い符号化された符号のバス電圧差を示す。図１４ｃは、検出ユニット２１２により検出されたクロックエッジを示す。図１４ｄでは、ビット中央で窓によりエッジが隠されている。この窓はバスに外部短絡がときの符号化に相当する。図１４ｅは残ったエッジを示す。図１４ｆによれば、クロック信号を形成するために、信号が１符号期間だけ遅延され、加算される。クロック信号から次に動作信号が形成され、この動作信号により信号ＲｘＡとＲｘＢをサンプリングすることができる（図１４ｇ）。
【００７７】
図１５のテーブルに従い、サンプリングされた信号ＲｘＡとＲｘＢは論理回路により例えば出力値に配属される。
【００７８】
本発明は、自動車に配置された種々の形式のセンサのセンサデータを乗員保護技術で高速伝送するために適用することができ、車両中央に配置された評価ユニットへのデータ伝送を、ＣＡＮ伝送チャネル３のバス線路３１，３２が自動車事故のため外部短絡しても保証する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は、本発明の出力および受信ユニットの組合せを２つ備える装置のブロック回路図である。
【図２】図２は、本発明の出力ユニットおよび受信ユニットのドライバアクティベートのためのテーブルである。
【図３】図３は、本発明の出力ユニットの拡大図である。
【図４】図４は、例えば図３の出力ユニットの高速ドライバ構成素子の論理回路の詳細図である。
【図５】図５は、公知の符号化方法の信号経過を示す線図である。
【図６】図６は、通常動作モードに対する本発明の符号化方法の信号経過を示す線図である。
【図７】図７は、図６ｄに示された、バス上を伝送される信号ＣＨＡＮの物理的経過を示す線図である。
【図８】図８は、符号化の際に第１の符号化規則だけが作用する場合に、バス線路がＧＮＤまたはＶｂａｔに短絡した際の３進信号の経過を示す線図である。
【図９】図９は、特別動作モードに対する本発明の符号化方法の信号経過を示す線図である。
【図１０】図１０は、第２の符号化規則による符号化の際にバス線路がＧＮＤまたはＶｂａｔに短絡した場合の３進信号または高値信号の経過を示す線図である。
【図１１】図１１は、図１２の出力ユニットに所属する状態テーブルを示す図である。
【図１２】図１２は、出力ユニットの構成部材を示す図である。
【図１３】図１３は、図１の本発明の受信ユニットの拡大図である。
【図１４】図１４は、クロック復元の過程を示す図である。
【図１５】図１５は、サンプリングされた信号ＲｘＡおよびＲｘＢが論理結合により出力値に割り当てられる際のテーブルである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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2006516073.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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