[發(fā)明專(zhuān)利]網(wǎng)絡(luò)和用于操作網(wǎng)絡(luò)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180051090.1
• 申請(qǐng)日: 2011-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103181116A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.多林;O.克里格;A.蒂策;H.哈布斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大眾汽車(chē)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/10
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/10;H04L12/40;H04L12/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 謝強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)以及一種用于操作網(wǎng)絡(luò)的方法。

背景技術(shù)

機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的控制設(shè)備可以通過(guò)不同的總線系統(tǒng)諸如CAN（控制器局域網(wǎng)）總線系統(tǒng)、MOST（面向多媒體的系統(tǒng)傳輸）總線系統(tǒng)、FlexRay總線系統(tǒng)或者LIN（局域互聯(lián)網(wǎng)）總線系統(tǒng)通信。所提及的總線系統(tǒng)在其特性方面不同，諸如待傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率、插頭和纜線類(lèi)型、可連接到總線系統(tǒng)上的控制設(shè)備的數(shù)目、最大允許的纜線長(zhǎng)度等?？刂葡到y(tǒng)的供能可以從車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行，通常通過(guò)所謂的端子來(lái)進(jìn)行。在此，控制設(shè)備可以僅在需要時(shí)或者持續(xù)從車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中供能。

在持續(xù)被供電的控制設(shè)備中出現(xiàn)這種控制設(shè)備持續(xù)地為機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的能量存儲(chǔ)器、尤其車(chē)載電池加負(fù)荷的問(wèn)題，這會(huì)導(dǎo)致車(chē)載電池完全耗盡。因此開(kāi)發(fā)了用于網(wǎng)絡(luò)管理的方法，通過(guò)這種方法，控制設(shè)備可以在需要時(shí)轉(zhuǎn)換到關(guān)斷狀態(tài)或休眠狀態(tài)中，其中可以從休眠狀態(tài)中喚醒控制設(shè)備。通過(guò)關(guān)斷或者轉(zhuǎn)換到休眠狀態(tài)中可以降低控制設(shè)備的能耗，這為車(chē)載電池去負(fù)荷。

為了進(jìn)一步節(jié)能，如今開(kāi)發(fā)出用于以所謂的子網(wǎng)工作來(lái)操作網(wǎng)絡(luò)的方法。在此將可能的是，選擇的控制設(shè)備在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛工作期間也可以有針對(duì)性地開(kāi)啟或關(guān)斷，并且由此可以僅在需要時(shí)彼此通信。然而，為了實(shí)現(xiàn)這種子網(wǎng)工作，需要將復(fù)雜的邏輯集成到相應(yīng)的總線系統(tǒng)的收發(fā)器模塊和控制設(shè)備中。此外需要適于協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的控制部。這提高了本來(lái)就高的系統(tǒng)復(fù)雜性并且造成故障可能性提高。

與CAN總線系統(tǒng)、FlexRay總線系統(tǒng)和LIN總線系統(tǒng)不同，以太網(wǎng)允許無(wú)直流地通信。由此，在借助以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的總線系統(tǒng)中可以將通信信號(hào)、通常為交流電壓信號(hào)調(diào)制到直流電壓上，而不用擔(dān)心通信質(zhì)量有所損失。DE10?2008?030?222A1公開(kāi)了一種用于與差分總線系統(tǒng)通信的控制設(shè)備，其中控制設(shè)備包括用于饋送和/或用于檢測(cè)信號(hào)的耦合單元，其中耦合單元使用與連接到總線系統(tǒng)上的其它單元共同的電勢(shì)。

如果控制設(shè)備從車(chē)載網(wǎng)絡(luò)供能，則會(huì)存在將車(chē)載電壓的電壓電平變換到相應(yīng)控制設(shè)備的工作電壓的電壓電平上的需求。尤其可以將所謂的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器和所謂的同相調(diào)節(jié)器用于這種變換。在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的情況下可以周期性地將開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的輸入電壓接通或斷開(kāi)并且將該輸入電壓給出到存儲(chǔ)器環(huán)節(jié)上。在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器或存儲(chǔ)器環(huán)節(jié)的輸出端上根據(jù)接通時(shí)間與斷開(kāi)時(shí)間的比例出現(xiàn)確定的平均電壓。在此有利的是小的損耗功率，而不利的是通過(guò)快速開(kāi)關(guān)過(guò)程造成高的開(kāi)關(guān)開(kāi)銷(xiāo)和EMV（電磁電容）干擾。

與此相反，同相調(diào)節(jié)器提供的優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓干擾較少，卻由于較高的損耗熱而具有比開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器差的效率。然而存在的問(wèn)題是，在從車(chē)載網(wǎng)絡(luò)為控制設(shè)備供電時(shí)，每個(gè)控制設(shè)備必須要關(guān)聯(lián)至少一個(gè)之前描述的調(diào)節(jié)器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供如下網(wǎng)絡(luò)和如下用于操作網(wǎng)絡(luò)的方法，該網(wǎng)絡(luò)和該方法保證減少網(wǎng)絡(luò)元件、尤其是用于布線的元件并且允許簡(jiǎn)單可靠以及節(jié)能的子網(wǎng)工作。

該技術(shù)問(wèn)題的解決方案從具有獨(dú)立權(quán)利要求1和10的特征的主題得出。本發(fā)明的其它有利擴(kuò)展方案從從屬權(quán)利要求得出。

提出的是一種網(wǎng)絡(luò)、尤其是一種機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的網(wǎng)絡(luò)。在此，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選為無(wú)直流的網(wǎng)絡(luò)、尤其是以太網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)包括中央用戶和至少一個(gè)第一用戶。在此，中央用戶可以是中央控制器、尤其是所謂的網(wǎng)關(guān)。第一用戶可以是外圍控制設(shè)備。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)還可以包括除第一用戶之外的其它用戶。中央用戶和至少一個(gè)第一用戶通過(guò)至少一個(gè)第一纜線連接。類(lèi)似地，其它用戶可以分別通過(guò)其它纜線與中央用戶連接。由此，總體上形成根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的所謂的星型拓?fù)洹?/p>

中央用戶包括至少一個(gè)信號(hào)耦合單元和至少一個(gè)能量耦合單元。借助信號(hào)耦合單元可以將交變電壓施加到第一纜線的至少一個(gè)第一線路上或者從其分接交變電壓。交變電壓在此用于數(shù)據(jù)傳輸，以在中央用戶和第一用戶之間進(jìn)行通信。在此，通信是雙向均可能的。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，例如中央用戶將相應(yīng)的交變電壓施加到第一纜線的至少一個(gè)第一線路上。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，中央用戶從第一纜線的至少第一線路分接相應(yīng)的交變電壓。

借助能量耦合單元能夠?qū)⒕哂蓄A(yù)定的電壓電平的直流電壓施加到第一纜線的第一線路上。因此，交變電壓和直流電壓可以同時(shí)施加到第一纜線的第一線路上。于是可以將交變電壓調(diào)制到直流電壓上。