WO2024047133A1 - Signalverarbeitungsvorrichtung für ein kommunikationssystem sowie verfahren zum betreiben einer solchen signalverarbeitungsvorrichtung - Google Patents

Signalverarbeitungsvorrichtung für ein kommunikationssystem sowie verfahren zum betreiben einer solchen signalverarbeitungsvorrichtung Download PDF

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communication system
signal processing
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Bernhard Schwantner
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    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • Signal processing device for a communication system and method for operating such a signal processing device
  • the invention relates to a signal processing device for a communication system.
  • the invention also relates to a method for operating such a signal processing device.
  • the invention also relates to a corresponding communication system and a transmitting device with a corresponding signal processing device.
  • the invention also relates to an electrical network in which a corresponding signal processing device can be used.
  • a communication system such as a so-called BUS system
  • the terminal devices can be, for example, a transmitting device, such as a central processing unit (ECU - Electronic Control Unit), and an associated receiving device, such as an actuator unit, for implementing a specific function in the vehicle.
  • the transmitting device can be, for example, an electronic door control device (eTSG), while the receiving device is an actuator unit for electrical outside handle operation (eTAB).
  • eTSG electronic door control device
  • eTAB electrical outside handle operation
  • the eTAB can, for example, have a servomotor as an actuator, for example to adjust or control a Bowden cable that can be used to unlock or lock the vehicle door.
  • the eTSG can issue a control command, such as “lock door” or “unlock door”. sent out and transmitted to the respective receiving device via the communication system.
  • a common computing unit can control several, i.e. two or more, different receiving devices. Sending and/or receiving messages or control commands takes place via a common transmission path that is specified by the topology of the communication system. However, the individual data transfers should remain clearly separated from each other.
  • the control command for the respective receiving device is encoded in a communication system-compliant control signal during transmission via the communication system. This means that a signal form and/or composition is adapted to the selected communication system, i.e. its communication standard.
  • Common communication standards in the vehicle sector include LIN (local interconnect network) and CAN (controller area network).
  • the communication system includes a signal processing device.
  • a signal processing device This has, for example, a control device or a so-called transceiver with which the control command can be converted or translated into the control signal.
  • the control unit requires electrical energy, which can be provided by an energy supply device in the relevant network.
  • the power supply may be interrupted in certain cases, such as a vehicle accident or short-term overload. Then the translation function of the control unit can no longer be guaranteed. This is disadvantageous, for example, if at least basic operability of the receiving devices in the network needs to be maintained.
  • LINBUS LINBUS
  • sensor data is coded differently than in a normal operating mode.
  • an energy transmission device for implementing a redundant energy supply is known. This includes a two-channel supply of electrical energy, which enables the energy to be reliably transmitted to a consumer.
  • the disadvantage here is that an additional power supply line or emergency power line must be integrated into the network.
  • This emergency power line is only installed in the event of a supply drop, such as a power failure, and has no other function. However, the probability of such an event occurring is very low. In addition, the additional line generates additional costs.
  • the invention is based on the knowledge that the function of operability of the receiving device can be integrated into the signal processing device of the communication system if necessary, for example to set a secure state of the receiving device.
  • the signal processing device in particular its lines, is used to implement an emergency power supply line in the event of a voltage interruption.
  • the emergency power supply takes place without using the associated control unit of the signal processing device. This ensures that the remaining energy in the network is sufficient to control the receiving device and is used to operate the control device.
  • this functionality is implemented by means of a signal processing device for a communication system.
  • the signal processing device is, for example, an adapter circuit and/or connection circuit for connecting a transmitting device to the communication system.
  • the communication system can be, for example, a so-called BUS system.
  • the signal processing device is designed for processing, for example for transmitting and generating, electrical signals that can be transmitted in an electrical network between at least one transmitter device and at least one associated receiving device by means of the communication system.
  • Transmitting device and receiving device are terminal devices or participants in the electrical network that, for example, exchange control commands via the signal processing device and can therefore send or receive.
  • the two or more terminal devices can be interconnected or connected to the electrical network using the communication system.
  • the signal processing device comprises a respective transmitter connection for coupling to the respective transmitting device and a respective receiver connection for coupling to the respective receiving device.
  • the receiver connection and the transmitter connection thus form a signal output and a signal input of the signal processing device.
  • the receiving device can, for example, be connected to the receiver connection via a data line of a signal line network of the communication system.
  • Several transmission or Receiving devices can, for example, be connected via a common transmitter or receiver connection.
  • the signal processing device comprises a power supply connection for coupling to a power supply device for supplying electrical power to the electrical network.
  • the signal processing device can receive or detect a power supply signal that is generated or provided by a power supplier of the power supply device for the electrical network.
  • the energy supply signal can, for example, be an operating voltage that can be tapped between two reference potentials of the energy supply device, for example a plus potential and a minus potential (ground potential).
  • the signal processing device also includes a signal generation circuit with at least one signal generation control device.
  • the signal generation control device hereinafter also referred to as a control device for short, is designed to encode a control command provided by the respective transmitter device via the respective transmitter connection into a communication system-compliant control signal and to provide it at the receiver connection for the assigned receiving device.
  • the control command can thus be converted into a message signal, for example for feeding into the data line for transmission to the receiving device.
  • the signal coding can take place depending on a respective communication standard of the communication system. The signal coding can be done using the electrical energy that is provided in the form of a power supply signal at the power supply connection.
  • the signal processing device further comprises a Bypass circuit.
  • the bridging circuit is designed, in an activated state, to provide a trigger signal provided by the transmitting device via the transmitting connection, which signal type differs from the control signal, directly to the receiver connection, bypassing the signal generation circuit.
  • the signal at the transmitter connection is switched directly to the receiver connection without signal coding according to the respective communication standard.
  • the trigger signal is not a message signal. Instead, it can be, for example, a supply signal.
  • the bridging circuit is switched to be electrically conductive or conductive, for example.
  • the opposite is, for example, a deactivated state in which the bridging circuit is switched to be electrically insulating or non-conductive.
  • the signal processing device comprises an activation circuit.
  • the activation circuit is designed to monitor the energy supply signal provided by the energy supply device, which can be tapped at the energy supply connection, according to a predetermined activation criterion. Depending on a monitoring result, the activation circuit is designed to activate the bridging circuit.
  • the signal generation circuit is deactivated by activating the bridging circuit. The activation circuit thus provides a switching function between the signal generation circuit and the bridging circuit.
  • the trigger signal can be provided directly to the receiving device instead of the coded control signal.
  • the communication system can therefore be used, for example, in an emergency to directly power the respective receiving device.
  • This has the advantage that no energy is consumed to supply the signal generation control device when required. Instead, the energy can be transferred directly to the receiving device in order, for example, to bring or adjust this to a certain state, such as a safe state.
  • a predetermined emergency state of the receiver device can be triggered or set.
  • the emergency state can be, for example, deactivation or unlocking or another measure to bring the receiving device into the predetermined safe state.
  • a motor for a Bowden cable to unlock the vehicle door can be controlled directly with the trigger signal ("eject" the Bowden cable), for example if the vehicle is involved in an accident in which the vehicle battery has been disconnected or damaged.
  • the signal processing device is a component in the communication system for coupling several, i.e. two or more, terminal devices for signal or data transmission.
  • the signal transmission can be unidirectional or bidirectional, depending on the type of communication system selected or the assigned communication standard.
  • the signal transmission can include transmitting a device setting, a device status, a fault diagnosis or status information.
  • the signal processing device can transmit or provide two different signals or signal types: on the one hand, the control signal and, on the other hand, the trigger signal.
  • the control signal is in particular an electrical signal of the message signal or data signal type. This means that in particular no energy is transferred using the control signal. Instead, only the control command, i.e. the message and/or message, is preferably encoded in a desired signal form.
  • the control signal is in particular a known digital signal or binary signal. That is, it is a signal modulated or composed of voltage pulses with a predetermined pulse pattern. Preferably they change Voltage pulses only between two discrete states or levels, namely, for example, the “high” state and the “low” state. For example, the aforementioned plus potential of the energy supply device can be assigned to the “high” state, while the “low” state is assigned to the ground potential.
  • control signal is “communication system compliant”. That is, it encodes the control command in a signal form or format that is permitted in the communication system.
  • the control signal therefore corresponds to the rules or standards for data transmission in the communication system.
  • the waveform of the control signal may depend on the type of communication system.
  • the control signal can be formed according to the so-called LIN standard if the communication system is the well-known LIN BUS.
  • the trigger signal is preferably a signal of the driver signal or power (supply) signal type.
  • the trigger signal can operate or supply an actuator system of the receiver device with electrical energy.
  • the trigger signal therefore does not need to be compliant with the communication system. It is sufficient if the trigger signal conforms to the receiving device, i.e. can be processed or implemented by the receiver.
  • the trigger signal can be generated, for example, by means of the transmitting device or a component of the transmitting device.
  • the trigger signal can, for example, comprise only or exactly a single signal pulse, in particular a short signal pulse of a few milliseconds.
  • the adoption of a predetermined default or basic setting can be triggered, which corresponds to the emergency state.
  • the electrical energy to implement the default setting is transmitted or transported by the trigger signal.
  • the control signal can be an alternating signal with several consecutive signal pulses that are composed in a predetermined pulse pattern.
  • the signal generator circuit with the associated control device is to be understood, for example, as a translator between the control command and the control signal.
  • the control unit implements the respective communication principle according to the type of communication system. This means that it adapts the signal shape of the control unit.
  • the signal shape can include, for example, a frequency, a level, a duty cycle and a message structure.
  • the signal generator control device can be, for example, a microcontroller or microprocessor. If the communication system provides a so-called master-slave configuration, the control device can be a master control device. A driver circuit or a control unit of the receiving device, on the other hand, can form a slave control device, for example.
  • the transmitting device can, for example, form a control device or an electronic computing unit (Electronic Control Unit - ECU) for the (or the) assigned receiving device(s).
  • the transmitting device can be a central processing unit (CPU), for example a central on-board computer in the vehicle sector.
  • CPU central processing unit
  • the receiving device can be designed as an actuator or actuator unit.
  • the receiving device can include an actuator or an actuator.
  • the actuator can be, for example, a servomotor or a switch.
  • the driver circuit or the control unit of the receiving device can be designed to process the signal transmitted by the transmitting device.
  • the driver circuit can, for example, decode the control command from the control signal in order to use it to control the actuator.
  • Examples of a receiving device in the motor vehicle sector include a window regulator, a door opener, or a windshield wiper or a lighting system.
  • sensors or sensor units can also be provided as receiving devices in the electrical network.
  • a transmitting device can be coupled to several, i.e. two or more, receiving devices (or vice versa) by means of the communication system.
  • the topology of the coupling can depend in particular on the type of communication system selected.
  • the bridging circuit includes, for example, an electrical line that couples the first and second connections to one another.
  • it can also include components, in particular passive components, such as a resistor or diode for signal adaptation of the trigger signal. It is only important that the bridging circuit does not include an additional control device.
  • the activation circuit is designed to monitor the energy supply by detecting and evaluating the energy supply signal according to the aforementioned activation criterion. How monitoring can be implemented will be described in more detail later.
  • the activation criterion includes, for example, a rule and/or an algorithm, the application or implementation of which determines the activation or deactivation of the bridging circuit. To determine activation or deactivation, the activation criterion is carried out.
  • the connections of the signal processing device can in particular form electrical contacts for electrically connecting or coupling to the terminal devices or the energy supply device.
  • the respective connection partner in the electrical network can include a complementary or corresponding connection for connecting to the respective connection of the signal processing device.
  • the connections can together form a connection interface.
  • the activation circuit is designed to check, according to the activation criterion, whether the energy supply signal has a course according to a checking condition that is assigned to the predetermined emergency state of the electrical network. And if or in particular only if the check is positive, the activation circuit is designed to activate the check circuit.
  • the trigger signal can thus be provided and the receiving device can be set to the aforementioned default setting. However, if the check is negative, the bridging circuit remains or is deactivated. Then the control signal is provided.
  • a positive check means that the energy supply signal has the course assigned to the emergency state.
  • a negative test means that the power supply signal has a different course than that assigned to the emergency state.
  • the assignment of the history to the emergency state can, for example, be stored in an assignment rule.
  • the assignment rule can be implemented, for example, as an assignment table or look-up table.
  • the emergency state can, for example, be a state of the network in which the energy supply to the network can no longer be ensured or guaranteed.
  • the emergency state can manifest itself, for example, through a collapse in the energy supply, for example a reduction in the supply voltage.
  • the emergency state can thus be read or derived from the power supply signal.
  • the emergency condition can occur if the network or a component of the network, such as the power supply device or one of the terminal devices, has a malfunction or defect.
  • the emergency state can also exist when, for example, the power supply device is switched off or deactivated. This happens with battery-powered vehicles, for example, if the... Vehicle is involved in an accident or a vehicle battery as an energy supplier overheats. Then it is advantageous, for example, to unlock the vehicle door so that passengers can leave the vehicle that has been involved in an accident.
  • the aforementioned verification condition includes, for example, a rule and/or an algorithm, the application or implementation of which determines the activation or deactivation of the bridging circuit. To determine activation or deactivation, the verification condition is performed.
  • a further embodiment provides that the activation circuit is designed to check, according to the checking condition, whether the energy supply signal currently has a value that falls below a predetermined minimum limit value. The minimum limit indicates that the emergency condition exists. If or in particular only if the check is positive, the activation circuit is designed to activate the bridging circuit. Otherwise, the bridging circuit remains or is deactivated, as described above.
  • the minimum limit value can be a limit value or threshold value that delimits a value range for the energy supply signal that is assigned to the emergency state from a value range that is not assigned to the emergency state.
  • the minimum limit can be dictated by the energy requirements of the network. It can be determined through tests or calculated through simulation. For example, for a network with a nominal voltage of 12 volts, the minimum limit may be 3 volts. Of course, another minimum limit value, for example 5 V or 9 V, is also conceivable. In the present case, a positive check means that the value of the energy supply signal falls below the minimum limit. A negative check, on the other hand, means that this signal value exceeds the minimum limit value or, for example, corresponds to it.
  • the activation circuit can actively or passively perform the checking for switching between the signal generation circuit and the bypass circuit.
  • the activation circuit can, for example, comprise an additional comparison circuit, for example with a comparator or a control device and with a sensor element, such as a current or voltage sensor.
  • the comparison circuit can be used to measure the energy supply signal and evaluate it according to the activation criterion.
  • Passive monitoring can be implemented, for example, by a switching element that is coupled to the power supply connection.
  • the switching element can, for example, be operable in a voltage-controlled or current-controlled manner depending on the energy supply signal.
  • the activation circuit for activating or deactivating the bridging circuit comprises at least one switching element, in particular an electronic switching element or a semiconductor switching element.
  • switching can be carried out in a particularly simple manner, for example using a typical switching characteristic of the switching element.
  • a switching element means in particular a component for switching between at least two switching states, such as an activated or switched on and a deactivated or switched off switching state.
  • the switching element In the switched on Switching state, the switching element has essentially no electrical resistance. Electrical current can therefore flow essentially unhindered via the switching element.
  • the switching element In the switched-off switching state, however, the switching element essentially has an infinitely high electrical resistance. A current flow via the switching element can thus be prevented or blocked.
  • the switching element can be implemented in particular as a transistor, such as a bipolar or field effect transistor, in particular as a MOSFET (metal oxide field effect transistor) or as a thyristor or relay.
  • the switching element is connected to the power supply connection in such a way that the power supply signal can be used as a switching signal or control signal for putting the switching element into the switched-on or switched-off switching state.
  • the aforementioned minimum limit value can be a switching value according to the switching characteristics of the switching element.
  • the invention also relates to a method for operating a signal processing device as described above.
  • the method comprises the following steps: First, the energy supply signal provided by the energy supply device, which can be tapped at the energy supply connection, is monitored in accordance with the predetermined activation criterion. Depending on the result of the monitoring, one of the two following measures is then carried out. Either, in particular if the result of the monitoring is negative, the control command provided by the respective transmitting device via the respective transmitting connection is encoded into the communication system-compliant control signal. The control signal is then provided at the respective receiver connection. This means that the control signal can be tapped at the receiver connection. Alternatively, if the result of the check is positive, the bridging circuit is activated.
  • Trigger signal provided directly to the respective receiver connection, bypassing the signal generation circuit.
  • the trigger signal can therefore be picked up at the transmitter connection.
  • the trigger signal differs from the control signal.
  • an error message and/or a request to enter user feedback and/or a standard setting and/or a predetermined one can be issued according to the method Initial state is set.
  • the invention also relates to a communication system for an electrical network.
  • the communication system includes a signal processing device as previously described.
  • the communication system also includes at least one signal line network, which in particular has at least one data line.
  • the signal line network is designed to interconnect at least one transmitting device and at least one associated receiving device, as described above, in a communication system-compliant topology in the electrical network.
  • the communication system can thus couple the terminal devices in the network with one another, in a communication system-compliant manner, i.e. depending on the type or type of communication system selected.
  • the signal line network can therefore be a physical transmission path for signal transmission in the network.
  • the signal line network can comprise one or more lines or cables, such as the aforementioned data line. This can be used to transmit the control signal and the trigger signal to the respective terminal device.
  • Another line can be, for example, a power supply line, by means of which the power supply signal is guided or transported in the communication network.
  • the topology indicates the interconnection or arrangement of the lines in the signal line network.
  • the signal processing device can, for example, be connected to the receiving device with the receiver connection via the signal line network, in particular a respective data line.
  • the transmitting device can, for example, be connected directly to the transmitter connection.
  • the communication system is designed as a BUS system.
  • it is a BUS system according to the LIN standard or the CAN standard or the FlexRay standard or the Ethernet standard. This has the advantage that standardized networking of the terminal devices in the network for communication and signal transmission can be implemented.
  • the use of other BUS system standards is also conceivable or feasible.
  • BUS systems for signal transmission in the electrical network are known per se.
  • Known BUS systems are differentiated according to the type of communication standard used, for example as previously described, or the underlying communication protocol. These are in particular standardized protocols or standards that, among other things, specify the aforementioned signal coding, topology and/or hierarchy in the network.
  • the invention also relates to a transmitting device with a signal processing device as described above.
  • the transmission connection of the signal processing device is designed or designed as a control connection of the transmission device.
  • the transmitting device can be coupled to the respective assigned receiving device via the control connection using a data line of a signal line network, as described previously, for example.
  • the signal processing device is therefore integrated into the transmitting device as a component or component.
  • Such chips or components with an integrated communication unit are known per se. For example, there are control devices with an integrated LIN transceiver.
  • the transmitting device comprises an electrical energy storage unit which is designed to provide or generate the trigger signal.
  • the energy storage unit can therefore be understood as an emergency supply for the receiving device, especially in an emergency state of the network.
  • This can be connected to the transmitting device in such a way that it automatically discharges itself to operate the receiving device in the emergency state of the network.
  • the trigger signal is issued automatically in the event of a supply drop.
  • the transmitting device can, for example, comprise an activation circuit analogous to that of the signal processing device, which activates or deactivates the energy storage unit.
  • An energy storage unit of the energy storage unit has a much lower energy storage capacity than, for example, the aforementioned energy supplier of the energy supply device.
  • the storage capacity of the energy storage unit is just sufficient to produce or generate the trigger signal.
  • the storage capacity of the energy storage unit can, for example, be in the range of a few milliamperes hours or milliwatt hours.
  • the storage capacity of the energy storage device can be in the range from a few watt hours or ampere hours to a few kiloampere hours or kilowatt hours or more.
  • the Energy storage device is therefore designed for continuous operation of the network.
  • the energy storage unit is only designed for an emergency pulse, i.e. the trigger signal.
  • the energy storage unit includes, for example, a capacitor or a battery as an electrical energy storage device.
  • the invention also relates to an electrical network comprising at least one transmitting device and at least one associated receiving device, as described above.
  • the electrical network also includes a communication system as mentioned previously.
  • the transmitting device and the associated receiving device are connected to one another in the manner described for the aforementioned signal processing device and are coupled to one another for signal transmission by means of the communication system.
  • the electrical network can be, for example, a sensor network, a house electrical system, a computer network, a computer system, a vehicle electrical system or an automation device for an industrial plant, such as a robot for producing vehicle components.
  • the invention also includes further developments of the method according to the invention, the transmitting device, the communication system and the electrical network, as have already been described in connection with the further developments of the signal processing device according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention, the transmitting device, the communication system and the electrical network are not described again here.
  • the invention also includes the combinations of the features of the described embodiments.
  • the invention therefore also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that Embodiments have not been described as mutually exclusive.
  • 1 is a schematic representation of an electrical network for implementing emergency power to a receiving device via a LIN BUS,
  • Fig. 2 is a schematic process flow diagram for operating a signal processing device for signal coding for the LIN BUS
  • Fig. 3 is a schematic diagram with exemplary signal curves of various electrical signals that can be transmitted in the network.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an electrical network 10.
  • the electrical network can, for example, be from an on-board electrical system Vehicle, such as a motor vehicle, may be included.
  • the motor vehicle can be, for example, a passenger car or truck or bus or motorcycle.
  • the network 10 shown in FIG. 1 exemplifies an assembly of the vehicle for controlling, in particular for unlocking, a vehicle door.
  • an electric external handle operation of the vehicle door can be implemented by means of the network 10.
  • the network 10 includes, for example, a transmitting device 20, an associated receiving device 30, a communication system 40 and an energy supply device 50.
  • the transmitting device 20 is designed, for example, as an electronic door control device (eTSG).
  • eTSG electronic door control device
  • the transmitting device 20 includes a computing device 21.
  • the computing device can include, for example, a microprocessor or microcontroller.
  • the transmitting device 20 can generate control commands B, in particular by means of the computing device 21.
  • a control command can be “unlock door” or “lock door”.
  • a situation in which locking or unlocking is necessary can be determined by means of the computing device 21 by evaluating sensor data from a vehicle sensor that are provided to the computing device 21.
  • Unlocking is desired, for example, when a driver unlocks the vehicle with his vehicle key. Conversely, for example, a lock is desired when the driver locks the vehicle with the vehicle key.
  • unlocking may also be necessary, for example, if the vehicle is involved in an accident or crash. This can ensure that passengers can leave the vehicle involved in the accident.
  • a door unlocking device is shown in FIG. This includes, for example, a so-called Bowden cable that can be moved or adjusted to lock or unlock. The Bowden cable can be ejected for unlocking.
  • the receiving device 30 includes an actuator 31.
  • the actuator 31 is designed, for example, as a servomotor for the Bowden cable.
  • the actuator 31 can be operated or operated by driving with the control command.
  • the receiving device 30 can also include, for example, a driver circuit (not shown in FIG. 1).
  • the driver circuit can be used in a manner known per se to apply the control command to the actuator 31.
  • the network 10 can also include, for example, more than one receiving device, for example two or more receiving devices.
  • the energy supply device 50 serves to supply electrical energy to the components of the network 10.
  • the energy supply device 50 can, for example, comprise an electrical energy supplier, such as a battery or an accumulator.
  • the energy supplier can be, for example, a 12 V starter battery of the vehicle.
  • the energy supply device 50 provides an energy supply signal E to the components of the network 10 for energy supply.
  • the energy supply signal E can be, for example, a voltage signal with a nominal voltage of 12 volts. This nominal voltage can be tapped or measured, for example, between a plus potential and a minus potential (ground potential), which are provided by the energy supplier of the energy supply device 50.
  • the communication system 40 couples or connects the transmitting device 20 to the receiving device 30.
  • the communication system 40 becomes used in particular for communication or data transmission between the transmitting device 20 and the receiving device 30.
  • a topology of interconnecting the terminal devices can be implemented by the communication system 40.
  • the communication system 40 is designed, for example, as a so-called BUS system, in particular as a so-called LIN BUS (single-wire system). This means that the signal transmission in the network 10 as well as the topology of the terminal device connection takes place according to the known LIN standard.
  • the communication system 40 comprises a signal processing device 41 and a signal line network 49.
  • the signal line network 49 represents the physical transmission path or the cabling for signal transmission between the transmitting device 20 and the receiving device 30.
  • the signal line network 49 includes one or more data lines 49a.
  • the data lines 49a are connected to one another in a network structure in a topology that conforms to the communication system, in this case permissible for a LIN BUS.
  • the data lines 49a connect the terminal devices of the network 10 to one another.
  • the transmitting device 20 is connected, for example, by means of a control connection 22 via a data line 49a to the receiving device 30, in particular via its control connection (not shown in FIG. 1).
  • the signal processing device 41 forms an adapter circuit or connection circuit for the transmitting device 20.
  • the signal processing device 41 is an integral part of the transmitting device 20. This means that the components of the signal processing device 41 are completely integrated into the structure of the transmitting device 20.
  • the signal processing device 41 and the computing device 21 may have a common power supply terminal 44 to receive the power supply signal E.
  • the signal processing device is used to integrate the transmitting device 20
  • the signal processing device 41 connected to the computing device 21 with a transmission connection 42.
  • the transmission connection 42 thus forms an electrical contact to the transmission device 20.
  • the signal processing device 41 is connected to the control connection 22 of the transmitting device 20 with a receiver connection 43.
  • the signal processing device 41 can thus be coupled to the receiving device 30 via the receiver connection 43.
  • the signal processing device 41 has two functions: On the one hand, it is intended to be used as a translator for the control command B provided by the computing device 21 into a communication system-compliant control signal S (communication function). This means that the control command is converted into a signal form that corresponds to the respective communication standard, in this case the LIN standard. This can ensure that, for example, the correct receiving device is controlled or that the transmitting and receiving devices are synchronized for data transmission.
  • the second function is, if necessary, to transmit electrical energy for at least short-term operation of the receiving device 30 (emergency operation function).
  • the signal processing device comprises a signal generation circuit 45.
  • the signal generation circuit 45 comprises, for example, a (signal processing) control device 46, which in the present case can be designed, for example, as a so-called LIN transceiver.
  • the signal generating circuit 45 has one end with the transmitting terminal
  • the control device 46 is designed using the
  • Send connection 42 provided control command B into that to encode communication system-compliant control signal S.
  • the control signal S is then provided at the receiver connection 43 for transmission to the receiving device 30.
  • the coding follows the specifications or standards set out in the LIN standard.
  • the receiving device 30 can receive the control signal S and, for example, decode it using the driver circuit to obtain the control command B. This can then be used to control the actuator 31.
  • the control signal S is a message signal or data signal. That is, do not transport any electrical energy to supply energy to the receiving device 30.
  • the control signal S is in particular a digital signal that alternates between the voltage levels “high” and “low” in a predetermined pulse pattern.
  • the “high” level is specified, for example, by the plus potential of the energy supply signal E.
  • the “low” state is specified by the ground potential of the energy supply signal E (see also Fig. 3).
  • the signal processing device 41 also includes a bridging circuit 47.
  • the bridging circuit 47 bridges or bypasses the signal generation circuit 45, in particular the control device 46.
  • the bridging circuit 47 in the exemplary embodiment in FIG. 1 is electrically connected in parallel to the signal generation circuit 45 at the transmission connection 42 and the receiver connection 43 connected.
  • the bridging circuit 47 in particular does not include any additional control device, i.e. in particular no active electrical components that require the supply signal E for operation.
  • the bridging circuit 47 comprises at most passive electrical components, such as resistors or diodes, which can be used for signal adaptation.
  • a trigger signal provided by the transmitting device 20, in particular the computing device 21, via the transmitting connection 42 can thus be provided or transmitted directly to the receiver connection 43, bypassing the signal generation circuit 45.
  • the trigger signal A differs in its signal types from the control signal S.
  • the trigger signal A is a supply or energy signal.
  • the trigger signal A is therefore in particular not a signal coded in accordance with the communication system.
  • the trigger signal A can also be referred to as a driver signal and drives or supplies the actuator system of the receiving device 30 with electrical energy.
  • the trigger signal A is designed in such a way that the receiving device 30 can be put into an emergency state by applying the trigger signal A to the actuator 31.
  • the emergency state may be a defined state to which the receiving device 30 is set when the network 10 is in an emergency state.
  • the emergency state can occur, for example, when the supply signal E collapses, for example a voltage interruption. In the vehicle, this occurs, for example, if the vehicle is involved in an accident that requires the emergency shutdown of the battery, i.e. the energy supply device 50.
  • the transmitting device preferably comprises an energy storage unit that can be used for emergency care.
  • the energy storage unit can, for example, have an energy storage capacity of a few milliwatt hours, which is just or at most sufficient to provide the trigger signal A.
  • the energy storage unit can be charged, for example, by means of the energy supply signal E during normal operation of the energy supply device 50.
  • the energy storage unit can, for example, comprise an electrical buffer, such as a battery or an electrical capacitor.
  • the signal processing device 41 also includes an activation circuit 48.
  • the activation circuit 48 is designed to monitor the energy supply signal E according to a predetermined activation criterion and to activate the bridging circuit 47 or to leave it deactivated depending on the result of the monitoring . Monitoring the energy supply signal E will be described in more detail later in connection with FIG. 2.
  • the activation circuit 48 in the present case comprises a switching element, in particular a semiconductor switch. This is connected between the bridging circuit 47 and the signal generation circuit 45, so that they are coupled via the semiconductor switch.
  • the switching element can be designed, for example, as a field effect transistor, in particular as a MOSFET (metal oxide field effect transistor).
  • MOSFET metal oxide field effect transistor
  • the switching characteristic of the switching element is preferably used. As a result, monitoring can be carried out passively, and no active components need be present in the activation circuit 48.
  • the circuitry for implementing the switching function can be implemented, for example, as follows:
  • the MOSFET can, for example, be connected to the power supply connection with a gate-source connection. With a drain-source connection, however, the MOSFET can be connected to a line that connects the bridging circuit 47 to the signal generating circuit 45.
  • the gate-source connection forms the control connection of the MOSFET.
  • the MOSFET can either be switched on or off. For example, the MOSFET is switched on (switched on) when the supply signal E drops, i.e. the voltage drop occurs. Otherwise, the MOSFET remains in the off state and the bypass circuit 47 is deactivated.
  • FIG. 2 shows a schematic process flow diagram for a method for operating the signal processing device 41.
  • a step S1 the energy supply signal E is first received or detected by means of the activation circuit 48 via the energy supply connection 44. This means that the power supply signal E can drop, for example, via the gate-source connection of the MOSFET.
  • the energy supply signal E is evaluated by means of the activation circuit 48. It is checked whether the energy supply signal E has a course according to the aforementioned activation criterion, which is assigned to the emergency state of the network 10. Specifically, this check can be implemented by comparing a current value of the energy supply signal E, for example a voltage value, with a predetermined minimum limit value. The minimum limit value is a limit value for the supply signal E, which symbolizes the emergency state.
  • the minimum limit value is a limit value for the supply signal E, which symbolizes the emergency state.
  • the minimum limit value G can be approximately 3 volts, for example.
  • the minimum limit value G corresponds, for example, to the voltage value at which the switching element switches, as described above. If the check in step S2 is negative (N), i.e. the check shows that the supply signal value is above the minimum limit value G (greater than or equal to G), the method is continued in a step S3. In this case, the bridging circuit 47 remains deactivated because the switching element is in the switched-off switching state.
  • the signal generation circuit 45 is therefore used for signal transmission.
  • the signal processing device 41 performs the communication function. This means that the control command B is received via the transmission connection 42.
  • control command is coded into the communication system-compliant control signal S by means of the control device 46.
  • control signal S is finally provided to the receiver connection 43 for transmission via the data line 49a to the receiving device 30.
  • step S6 the switching element is switched to the switched-on switching state based on its switching characteristics. This activates the bridging circuit 47.
  • the emergency operation function is implemented. Since the energy supply device 50 cannot provide any or no longer sufficient electrical energy in the form of the energy supply signal E for energy supply, the trigger signal A is received via the transmission connection 42 in a step S7. This is provided directly to the output connection via the activated bridging circuit 47, bypassing the control device 46, in a step S8. The discharging of the energy storage unit to provide the trigger signal A inevitably occurs in the network 10, to which the receiving device 30 is connected as a consumer.
  • Fig. 3 shows an example of the possible signal curve of the various
  • the signals are shown as voltage signals U(V) over time t[s] in a voltage time diagram.
  • an input voltage Vin, a motor voltage VM and a supply voltage VE are shown as signal curves.
  • the input voltage Vin can be tapped as an input signal for the receiving device 30 at the transmission connection 42 and thus represents the control signal S and the trigger signal A.
  • the power supply voltage VE can be picked up at the power supply connection 44 and thus represents the power supply signal E.
  • the motor voltage VM is, for example, on the servomotor for the Bowden cable, i.e. on the actuator 31, can be picked up during operation.
  • the power supply voltage VE initially has a value of approximately 12 volts (plus potential). It is above the minimum limit.
  • the input voltage Vin has the typical course of a digital signal or alternating signal. For example, it switches back and forth at regular intervals between the “high” state (plus potential) and the “low” state (minus potential).
  • This curve of the input voltage represents the control signal S.
  • the servomotor can be adjusted using the control command B encoded in the control signal, which is shown in the diagram by the approximately one-second pulse of the motor voltage VM.
  • the Bowden cable can be guided to lock the vehicle door.
  • the power supply voltage VE drops to essentially zero volts (ground potential).
  • the minimum limit value of 3 V for example, is undershot.
  • the network 10 is in an emergency state.
  • the input signal Vin also adjusts to approximately zero volts.
  • the voltage pulse represents the trigger signal A.
  • the motor voltage VM essentially follows the input voltage Vin, which, for example, only maintains a level of approximately 8V over the duration of the voltage pulse.
  • This pulse pattern according to the trigger signal A is a concrete signal that operates or energizes the servomotor in such a way that the default setting is set, i.e. the Bowden cable is ejected, for example. The vehicle door is unlocked.
  • the exemplary embodiments show how an emergency power supply to a receiving device can be implemented via a LIN line using a LIN BUS.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsvorrichtung (41) für ein Kommunikationssystem (40), wie zum Beispiel ein BUS System. Die Signalverarbeitungsvorrichtung (41) kann abhängig von einem Einbruch eines Energieversorgungssignals (E) zwei verschiedene Funktionen durchführen: eine Kommunikationsfunktion und eine Notbetriebsfunktion. Bei der Kommunikationsfunktion kann mittels der Signalverarbeitungsvorrichtung (41) ein kommunikationssystemkonformes Steuersignal (S) zum Übertragen als Nachrichtensignal zwischen einem damit gekoppelten Sendegerät (20) und Empfangsgerät (30) erzeugt werden. Bei der Notbetriebsfunktion kann hingegen ein Aktivierungssignal (A) zum Übertragen als Versorgungssignal zwischen dem Sendegerät (20) und Empfangsgerät (30) erzeugt werden.

Description

Signalverarbeitungsvorrichtung für ein Kommunikationssystem sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Signalverarbeitungsvorrichtung
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsvorrichtung für ein Kommunikationssystem. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Signalverarbeitungsvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Kommunikationssystem und ein Sendegerät mit einer entsprechenden Signalverarbeitungsvorrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein elektrisches Netzwerk, in dem eine entsprechende Signalverarbeitungsvorrichtung eingesetzt werden kann.
In einem elektrischen Netzwerk, wie zum Beispiel einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, kann ein Kommunikationssystem, wie zum Beispiel ein sogenanntes BUSsystem, eingesetzt werden, um die Übertragung von Daten zwischen einzelnen Teilnehmern oder Endgeräten in dem Netzwerk zu ermöglichen. Die Endgeräte können zum Beispiel ein Sendegerät, wie beispielsweise eine zentrale Recheneinheit (ECU - Electronic Control Unit), und ein zugeordnetes Empfangsgerät, wie beispielsweise eine Aktuatoreinheit, zum Umsetzen einer bestimmten Funktion in dem Fahrzeug sein. Im Zusammenhang mit einer Steuerung einer Fahrzeugtür kann das Sendegerät zum Beispiel ein elektronisches Türsteuergerät (eTSG) sein, während das Empfangsgerät eine Aktuatoreinheit zur elektrischen Außengriffbedienung (eTAB) ist. Das eTAB kann zum Beispiel einen Stellmotor als Aktor aufweisen, um beispielsweise einen Bowdenzug, der zur Entriegelung oder Verriegelung der Fahrzeugtür eingesetzt werden kann, zu verstellen oder zu steuern. Für die Steuerung kann von dem eTSG ein Steuerbefehl, wie beispielsweise „Tür verriegeln“ oder „Tür entriegeln“ ausgesendet und über das Kommunikationssystem an das jeweilige Empfangsgerät übertragen werden.
In modernen Netzwerkarchitekturen kann vorgesehen sein, dass eine gemeinsame Recheneinheit, mehrere, also zwei oder mehr, verschiedene Empfangsgeräte steuern kann. Das Versenden und/oder Empfangen von Nachrichten oder Steuerbefehlen erfolgt dabei über einen gemeinsamen Übertragungsweg, der durch die Topologie des Kommunikationssystems vorgegeben ist. Dabei sollen die einzelnen Datenübertragungen jedoch klar voneinander getrennt bleiben. Dazu wird der Steuerbefehl für das jeweilige Empfangsgerät bei der Übertragung über das Kommunikationssystem in einem kommunikationssystemkonformen Steuersignal kodiert. Das heißt, eine Signalform und/oder -Zusammensetzung ist an das gewählte Kommunikationssystem, also dessen Kommunikationsstandard angepasst. Gängige Kommunikationsstandards im Fahrzeugbereich sind unter anderem LIN (local interconnect network) und CAN (controller area network).
Für die Kodierung umfasst das Kommunikationssystem eine Signalverarbeitungsvorrichtung. Diese weist zum Beispiel ein Steuergerät oder einen sogenannten Transceiver auf, mit dem der Steuerbefehl in das Steuersignal umgewandelt oder übersetzt werden kann. Für den Betrieb benötigt das Steuergerät elektrische Energie, die von einer Energieversorgungseinrichtung des betreffenden Netzwerks bereitgestellt werden kann.
Bei der Energieversorgung kann es in bestimmten Fällen, wie etwa einem Fahrzeugunfall oder bei kurzfristiger Überlastung, zu Unterbrechungen kommen. Dann kann die Übersetzungsfunktion des Steuergeräts nicht mehr gewährleitet werden. Nachteilig ist das zum Beispiel dann, wenn zumindest eine basisgemäße Bedienbarkeit der Empfangsgeräte im Netzwerk erhalten bleiben soll.
Aus der WO 2016/058815 A1 ist zum Beispiel die Verwendung eines LIN- BUS bekannt, um zum Beispiel bei unterbrochener Energieversorgung grundlegende Basisfunktionen von Fahrzeugmodulen sicherstellen zu können. In einem Energiesparmodus werden dazu Sensordaten beispielsweise anders kodiert, als in einem normalen Betriebsmodus.
Aus der DE 10 2014 207 993 A1 ist zum Beispiel eine Energieübertragungsvorrichtung zum Umsetzen einer redundanten Energieversorgung bekannt. Diese umfasst eine zweikanalige Zufuhr elektrischer Energie, die eine zuverlässige Weiterleitung der Energie zu einem Verbraucher ermöglicht.
Nachteilig hierbei ist, dass eine zusätzlich Energieversorgungsleitung oder Notstromleitung in das Netzwerk integriert werden muss. Diese Notstromleitung wird dabei nur für den Fall eines Versorgungseinbruchs, wie beispielsweise eines Spannungsabrisses, verbaut und hat sonst keine weitere Funktion. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Einsatzfall eintritt, ist jedoch sehr gering. Zudem erzeugt die zusätzliche Leitung Mehrkosten.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bedarfsgerecht, zum Beispiel bei Einbruch einer Energieversorgung, die Steuerbarkeit eines Empfangsgeräts mittels eines Sendegeräts zu gewährleisten und dabei den Mehrkostenaufwand zu reduzieren.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die abhängigen Ansprüche sowie die Beschreibung und die Figuren.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Funktion der Bedienbarkeit des Empfangsgeräts im Bedarfsfall beispielsweise zum Einstellen eines sicheren Zustands des Empfangsgeräts in die Signalverarbeitungsvorrichtung des Kommunikationssystem integriert werden kann. Das heißt, die Signalverarbeitungsvorrichtung, insbesondere deren Leitungen, wird genutzt, um bei einem Spannungsabriss eine Notbestromungsleitung zu realisieren. Die Notbestromung erfolgt dabei, ohne das zugehörige Steuergerät der Signalverarbeitungsvorrichtung zu nutzen. So kann sichergestellt werden, dass die verbleibende Energie im Netzwerk ausreicht, um das Empfangsgerät zu steuern und für den Betrieb des Steuergeräts aufgebraucht wird.
Konkret ist diese Funktionalität gemäß einem Aspekt der Erfindung mittels einer Signalverarbeitungsvorrichtung für ein Kommunikationssystem umgesetzt. Die Signalverarbeitungsvorrichtung ist zum Beispiel eine Adapterschaltung und/oder Anschlussschaltung zum Anschließen eines Sendegeräts an das Kommunikationssystem. Das Kommunikationssystem kann zum Beispiel ein sogenanntes BUS System sein.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung ist zum Verarbeiten, also zum Beispiel zum Übertragen und Erzeugen, von elektrischen Signalen, die in einem elektrischen Netzwerk zwischen zumindest einem Sendergerät und zumindest einem zugeordneten Empfangsgerät mittels des Kommunikationssystems übertragbar sind, ausgebildet. Sendegerät und Empfangsgerät sind Endgeräte oder Teilnehmer in dem elektrischen Netzwerk, die zum Beispiel Steuerbefehle über die Signalverarbeitungsvorrichtung austauschen, und somit senden oder empfangen können. Die zwei oder mehr Endgeräte sind mittels des Kommunikationssystems zu dem elektrischen Netzwerk verschaltbar oder verbindbar.
Um die Signalübertragung zu ermöglichen, umfasst die Signalverarbeitungsvorrichtung einen jeweiligen Senderanschluss zum Koppeln mit dem jeweiligen Sendegerät und einen jeweiligen Empfängeranschluss zum Koppeln mit dem jeweiligen Empfangsgerät. Empfängeranschluss und Sendeanschluss bilden somit einen Signalausgang und einen Signaleingang der Signalverarbeitungsvorrichtung. Das Empfangsgerät kann zum Beispiel über eine Datenleitung eines Signalleitungsnetzwerks des Kommunikationssystems an den Empfängeranschluss angeschlossen sein. Mehrere Sende- bzw. Empfangsgeräte können beispielsweise über einen gemeinsamen Sende- bzw. Empfängeranschluss angeschlossen sein.
Des Weiteren umfasst die Signalverarbeitungsvorrichtung einen Energieversorgungsanschluss zum Koppeln mit einer Energieversorgungseinrichtung zur elektrischen Energieversorgung für das elektrische Netzwerk. Über den Energieversorgungsanschluss kann die Signalverarbeitungsvorrichtung ein Energieversorgungssignal, das von einem Energieversorger der Energieversorgungseinrichtung für das elektrische Netzwerk erzeugt oder bereitgestellt wird, empfangen oder erfassen. Das Energieversorgungssignal kann zum Beispiel eine Betriebsspannung sein, die zwischen zwei Bezugspotentialen der Energieversorgungseinrichtung, beispielsweise einem Pluspotential und einem Minuspotential (Massepotential), abgreifbar ist.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung umfasst auch eine Signalerzeugungsschaltung mit zumindest einem Signalerzeugungssteuergerät. Das Signalerzeugungssteuergerät, im Folgenden auch kurz Steuergerät, ist dazu ausgebildet, einen von dem jeweiligen Sendegerät über den jeweiligen Sendeanschluss bereitgestellten Steuerbefehl in ein kommunikationssystemkonformes Steuersignal zu kodieren und an dem Empfängeranschluss für das zugeordnete Empfangsgerät bereitzustellen. Mittels der Signalerzeugungsschaltung, insbesondere des zugeordneten Steuergeräts, kann der Steuerbefehl somit in ein Nachrichtensignal beispielsweise zum Einspeisen in die Datenleitung für die Übertragung an das Empfangsgerät umgesetzt werden. Die Signalkodierung kann abhängig von einem jeweiligen Kommunikationsstandard des Kommunikationssystem erfolgen. Die Signalkodierung kann unter Verwendung von der elektrischen Energie, die in Form eines Energieversorgungssignals am Energieversorgungsanschluss bereitgestellt wird, erfolgen.
Um die Funktion der bedarfsgerechten Steuerbarkeit des Empfangsgeräts zu realisieren, umfasst die Signalverarbeitungsvorrichtung weiterhin eine Überbrückungsschaltung. Die Überbrückungsschaltung ist ausgebildet, in einem aktivierten Zustand ein von dem Sendegerät über den Sendeanschluss bereitgestelltes Auslösesignal, welches sich in seinem Signaltypen von dem Steuersignal unterscheidet, unter Umgehung der Signalerzeugungsschaltung direkt an den Empfängeranschluss bereitzustellen. Anders ausgedrückt, wird das Signal am Senderanschluss direkt und ohne Signalkodierung nach dem jeweiligen Kommunikationsstandard auf den Empfängeranschluss durchgeschaltet. Das Auslösesignal ist insbesondere kein Nachrichtensignal. Es kann sich stattdessen beispielweise um ein Versorgungssignal handeln. In dem aktivierten Zustand ist die Überbrückungsschaltung zum Beispiel elektrisch leitend oder leitfähig geschaltet. Das Gegenteil ist zum Beispiel ein deaktivierter Zustand, in dem die Überbrückungsschaltung elektrisch isolierend oder nicht leitfähig geschaltet ist.
Zum Aktivieren oder Deaktivieren der Überbrückungsschaltung umfasst die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Aktivierungsschaltung. Die Aktivierungsschaltung ist ausgebildet, das mittels der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellte Energieversorgungssignal, welches an dem Energieversorgungsanschluss abgreifbar ist, gemäß einem vorgegebenen Aktivierungskriterium zu überwachen. In Abhängigkeit von einem Überwachungsergebnis ist die Aktivierungsschaltung ausgebildet, die Überbrückungsschaltung zu aktivieren. Insbesondere wird dabei durch die Aktivierung der Überbrückungsschaltung die Signalerzeugungsschaltung deaktiviert. Die Aktivierungsschaltung stellt somit eine Umschaltfunktion zwischen Signalerzeugungsschaltung und Überbrückungsschaltung bereit.
Somit kann abhängig vom Zustand der Energieversorgung anstelle des kodierten Steuersignals das Auslösesignal direkt an das Empfangsgerät bereitgestellt werden. Das Kommunikationssystem kann somit zum Beispiel im Notfall für das direkte Bestromen des jeweiligen Empfangsgeräts verwendet werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei Bedarf keine Energie zur Versorgung des Signalerzeugungssteuergeräts verbraucht wird. Die Energie kann stattdessen direkt an das Empfangsgerät übertragen werden, um dieses zum Beispiel in einen bestimmten Zustand, wie beispielsweise einen sicheren Zustand zu bringen oder zu verstellen. Mit dem Auslösesignal ist somit zum Beispiel ein vorgegebener Notfallzustand des Empfängergeräts auslösbar oder einstellbar. Der Notfallzustand kann zum Beispiel ein Deaktivieren oder Entriegeln oder eine andere Maßnahme zum Bringen des Empfangsgeräts in den vorgegebenen sicheren Zustand sein. Am konkreten Beispiel einer Türentriegelung für ein Fahrzeug, kann so zum Beispiel ein Motor für einen Bowdenzug zur Entriegelung der Fahrzeugtüre direkt mit dem Auslösesignal angesteuert werden (Bowdenzug „auswerfen“), falls das Fahrzeug zum Beispiel in einen Unfall verwickelt ist, bei dem die Fahrzeugbatterie abgeklemmt oder beschädigt wurde.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung ist vorliegend eine Komponente im Kommunikationssystem zum Koppeln mehrerer, also zweier oder mehrerer, Endgeräte zur Signal- bzw. Datenübertragung. Die Signalübertragung kann unidirektional oder bidirektional erfolgen, abhängig von der Art des gewählten Kommunikationssystems bzw. des zugeordneten Kommunikationsstandards. Die Signalübertragung kann das Übermitteln einer Geräteeinstellung, eines Gerätezustands, einer Fehlerdiagnose oder einer Statusinformation umfassen.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung kann, wie zuvor beschrieben, zwei verschiedene Signale beziehungsweise Signaltypen übertragen oder bereitstellen: einerseits das Steuersignal und andererseits das Auslösesignal.
Das Steuersignal ist insbesondere ein elektrisches Signal vom Typ Nachrichtensignal oder Datensignal. Das heißt, mittels des Steuersignals erfolgt insbesondere keine Energieübertragung. Stattdessen wird vorzugsweise nur der Steuerbefehl, also die Botschaft und/oder Nachricht in einer gewünschten Signalform kodiert. Das Steuersignal ist insbesondere ein an sich bekanntes digitales Signal oder Binärsignal. Das heißt, es handelt sich um ein Signal, das aus Spannungspulsen mit einem vorbestimmten Pulsmuster moduliert oder zusammengesetzt ist. Vorzugsweise wechseln die Spannungspulse nur zwischen zwei diskreten Zuständen oder Pegeln, nämlich zum Beispiel dem Zustand „high“ und dem Zustand „low“. Beispielsweise kann das vorgenannte Pluspotential der Energieversorgungseinrichtung dem Zustand „high“ zugeordnet sein, während der Zustand „low“ dem Massepotential zugeordnet ist.
Das Steuersignal ist vorliegend „kommunikationssystemkonform“. Das heißt, es kodiert den Steuerbefehl in einer Signalform oder einem Format, das in dem Kommunikationssystem zulässig ist. Das Steuersignal entspricht somit den Regeln oder Standards für die Datenübertragung im Kommunikationssystem. Die Signalform des Steuersignals kann vom Typ des Kommunikationssystems abhängen. Zum Beispiel kann das Steuersignal gemäß dem sogenannten LIN Standard gebildet sein, wenn es sich bei dem Kommunikationssystem um den bekannten LIN BUS handelt.
Im Gegensatz dazu ist das Auslösesignal vorzugsweise ein Signal vom Typ Treibersignal oder Energie(versorgungs)signal. Das heißt, das Auslösesignal kann eine Aktuatorik des Empfängergeräts mit elektrischer Energie betreiben oder versorgen. Das Auslösesignal braucht somit nicht kommunikationssystemkonform sein. Es genügt, wenn das Auslösesignal empfangsgerätekonform, also für den Empfänger verarbeitbar oder umsetzbar, ist. Das Auslösesignal kann beispielsweise mittels des Sendegeräts oder einer Komponente des Sendegeräts erzeugt werden.
Das Auslösesignal kann zum Beispiel nur oder genau einen einzelnen Signalpuls, insbesondere einen kurzen Signalpuls von wenigen Millisekunden, umfassen. Beim Empfangen des Signalpulses durch das Empfangsgerät, kann das Einnehmen einer vorgegebenen Default- oder Grundeinstellung ausgelöst werden, die dem Notfallzustand entspricht. Die elektrische Energie zum Umsetzen der Default-Einstellung wird dabei durch das Auslösesignal übertragen oder transportiert. Im Vergleich dazu kann es sich bei dem Steuersignal um ein Wechselsignal mit mehreren aufeinanderfolgenden Signalpulsen, die in einem vorbestimmten Pulsmuster zusammengesetzt sind, handeln. Die Signalerzeugerschaltung mit dem zugeordneten Steuergerät ist vorliegend beispielsweise als Übersetzer zwischen dem Steuerbefehl und dem Steuersignal zu verstehen. Das Steuergerät setzt das jeweilige Kommunikationsprinzip gemäß dem Typ des Kommunikationssystems um. Das heißt, es passt die Signalform des Steuergeräts an. Die Signalform kann neben dem Pulsmuster zum Beispiel eine Frequenz, einen Pegel, ein Tastverhältnis und einen Botschaftsaufbau umfassen. Das Signalerzeugersteuergerät kann zum Beispiel ein Mikrocontroller oder Mikroprozessor sein. Falls das Kommunikationssystem eine sogenannte Master-Slave-Konfiguration vorsieht, kann das Steuergerät ein Mastersteuergerät sein. Eine Treiberschaltung oder ein Steuereinheit des Empfangsgeräts kann hingegen zum Beispiel ein Slavesteuergerät ausbilden.
Das Sendegerät kann zum Beispiel ein Steuereinrichtung oder eine elektronische Recheneinheit (Electronic Control Unit - ECU) für das (oder die) zugeordnete(n) Empfangsgerät(e) ausbilden. Insbesondere kann das Sendegerät eine zentrale Recheneinheit (Central Processing Unit - CPU), im Fahrzeugbereich beispielweise ein zentraler Bordcomputer sein.
Das Empfangsgerät kann als Aktor oder Aktuatoreinheit ausgebildet sein. Das Empfangsgerät kann ein Stellglied oder eine Aktuatorik umfassen. Das Stellglied kann zum Beispiel ein Stellmotor oder ein Schalter sein. Die Treiberschaltung oder die Steuereinheit des Empfangsgeräts zum Verarbeiten des von dem Sendegerät übermittelten Signals ausgebildet sein. Die Treiberschaltung kann zum Beispiel den Steuerbefehl aus dem Steuersignal dekodieren, um das Stellglied damit anzusteuern. Beispiele für ein Empfangsgerät im Kraftfahrzeugbereich sind unter anderem ein Fensterheber, ein Türöffner, oder ein Scheibenwischer oder eine Lichtanlage. Natürlich können auch Sensoren oder Sensoreinheiten können als Empfangsgerät in dem elektrischen Netzwerk vorgesehen sein. In dem elektrischen Netz kann zum Beispiel ein Sendegerät mit mehreren, also zwei oder mehr Empfangsgeräten (oder umgekehrt) mittels des Kommunikationssystems gekoppelt sein. Die Topologie der Kopplung kann insbesondere dem gewählten Kommunikationssystemtypen abhängen.
Die Überbrückungsschaltung umfasst zum Beispiel eine elektrische Leitung, die den ersten und zweiten Anschluss miteinander koppelt. Sie kann beispielsweise auch Bauteile, insbesondere passive Bauteile, wie einen Widerstand oder Diode für die Signalanpassung des Auslösesignals umfassen. Wichtig ist nur, dass die Überbrückungsschaltung kein zusätzliches Steuergerät umfasst.
Die Aktivierungsschaltung ist zum Überwachen der Energieversorgung durch Erfassen und Auswerten des Energieversorgungssignals gemäß dem vorgenannten Aktivierungskriterium ausgebildet. Wie die Überwachung umgesetzt sein kann, ist im späteren Verlauf noch näher beschrieben. Das Aktivierungskriterium umfasst zum Beispiel eine Vorschrift und/oder einen Algorithmus, bei deren beziehungsweise dessen Anwendung oder Durchführung die Aktivierung oder Deaktivierung der Überbrückungsschaltung ermittelt wird. Zum Ermitteln der Aktivierung oder Deaktivierung wird somit das Aktivierungskriterium durchgeführt.
Die Anschlüsse der Signalverarbeitungsvorrichtung können insbesondere elektrische Kontakte zum elektrischen Verbinden oder Koppeln mit den Endgeräten bzw. der Energieversorgungseinrichtung ausbilden. Der jeweilige Verbindungspartner in dem elektrischen Netzwerk kann einen komplementären oder korrespondierenden Anschluss umfassen zum Verbinden mit dem jeweiligen Anschluss der Signalverarbeitungsvorrichtung. Die Anschlüsse können gemeinsam eine Anschlussschnittstelle ausbilden.
Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben. Gemäß einer Ausführungsform ist die Aktivierungsschaltung dazu ausgebildet, gemäß dem Aktivierungskriterium zu prüfen, ob das Energieversorgungssignal gemäß einer Überprüfungsbedingung einen Verlauf aufweist, der dem vorgegebenen Notfallzustand des elektrischen Netzwerks zugeordnet ist. Und falls oder insbesondere nur dann, wenn die Überprüfung positiv ist, ist die Aktivierungsschaltung ausgebildet, die Überprüfungsschaltung zu aktivieren. Somit kann das Auslösesignal bereitgestellt und das Empfangsgerät in die vorgenannte Default-Einstellung gebracht werden. Ist die Überprüfung hingegen negativ, bleibt oder wird die Überbrückungsschaltung deaktiviert. Dann wird das Steuersignal bereitgestellt.
Vorliegend ist mit einer positiven Überprüfung gemeint, dass das Energieversorgungssignal den dem Notfallzustand zugeordneten Verlauf aufweist. Im Gegensatz dazu bedeutet eine negative Prüfung, dass das Energieversorgungssignal einen anderen als den dem Notfallzustand zugeordneten Verlauf aufweist.
Die Zuordnung des Verlaufs zu dem Notfallzustand kann zum Beispiel in einer Zuordnungsvorschrift hinterlegt sein. Die Zuordnungsvorschrift kann zum Beispiel als Zuordnungstabelle oder Look-Up-Table implementiert sein.
Der Notfallzustand kann zum Beispiel ein Zustand des Netzwerks sein, bei dem die Energieversorgung des Netzwerks nicht mehr sichergestellt oder gewährleistet werden kann. Der Notfallzustand kann sich zum Beispiel durch einen Einbruch der Energieversorgung, also zum Beispiel einer Reduktion der Versorgungsspannung, äußern. Somit kann der Notfallzustand aus dem Energieversorgungssignal abgelesen oder abgeleitet werden. Der Notfallzustand kann auftreten, wenn das Netzwerk oder eine Komponente des Netzwerks, wie die Energieversorgungseinrichtung oder eines der Endgeräte eine Funktionsstörung oder einen Defekt aufweist. Alternativ kann der Notfallzustand auch vorliegen, wenn zum Beispiel die Energieversorgungseinrichtung abgeschaltet oder deaktiviert wird. Das kommt bei batteriebetriebenen Fahrzeugen zum Beispiel vor, wenn das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt ist oder eine Fahrzeugbatterie als Energieversorger überhitzt. Dann ist es von Vorteil, zum Beispiel die Fahrzeugtür zu entriegeln, sodass Passagiere das verunglückte Fahrzeug verlassen können.
Die vorgenannte Überprüfungsbedingung umfasst zum Beispiel eine Vorschrift und/oder einen Algorithmus, bei deren beziehungsweise dessen Anwendung oder Durchführung die Aktivierung beziehungsweise Deaktivierung der Überbrückungsschaltung ermittelt wird. Zum Ermitteln der Aktivierung oder Deaktivierung wird die Überprüfungsbedingung durchgeführt.
In Zusammenhang mit der Überprüfungsbedingung ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Aktivierungsschaltung dazu ausgebildet ist, gemäß der Überprüfungsbedingung zu überprüfen, ob das Energieversorgungssignal aktuell einen Wert aufweist, der einen vorgegebenen Minimalgrenzwert unterschreitet. Der Minimalgrenzwert gibt an, dass der Notfallzustand vorliegt. Falls oder insbesondere nur dann, wenn die Überprüfung positiv ist, ist die Aktivierungsschaltung ausgebildet, die Überbrückungsschaltung zu aktivieren. Ansonsten bleibt oder wird die Überbrückungsschaltung, wie zuvor beschrieben, deaktiviert.
Somit kann ein Grenzwertvergleich durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob der Notfallzustand vorliegt oder nicht. Der Minimalgrenzwert kann ein Grenzwert oder Schwellenwert sein, der einen dem Notfallzustand zugeordneten Wertebereich für das Energieversorgungssignal von einem dem Notfallzustand nicht zugeordneten Wertebereich abgrenzt. Der Minimalgrenzwert kann durch den Energiebedarf des Netzwerks vorgegeben sein. Er kann durch Testversuch ermittelt oder simulativ berechnet werden. Bei einem Netzwerk mit einer Nennspannung von 12 Volt kann der Minimalgrenzwert zum Beispiel bei 3 Volt liegen. Natürlich ist auch ein anderer Minimalgrenzwert beispielweise von 5 V oder 9 V denkbar. Im Vorliegenden meint eine positive Überprüfung, dass der Wert des Energieversorgungssignals den Minimalgrenzwert unterschreitet. Eine negative Überprüfung meint hingegen, dass dieser Signalwert den Minimalgrenzwert überschreitet oder diesem beispielweise entspricht.
Die Aktivierungsschaltung kann das Überprüfen zum Umschalten zwischen der Signalerzeugungsschaltung und der Überbrückungsschaltung aktiv oder passiv durchführen. Für die aktive Überwachung kann die Aktivierungsschaltung zum Beispiel eine zusätzliche Vergleichsschaltung, beispielsweise mit einem Komparator oder ein Steuergerät und mit einem Sensorelement, wie zum Beispiel einem Strom- oder Spannungssensor, umfassen. Durch die Vergleichsschaltung kann das Energieversorgungssignal gemessen und gemäß dem Aktivierungskriterium ausgewertet werden.
Eine passive Überwachung kann hingegen zum Beispiel durch ein Schaltelement realisiert werden, das mit dem Energieversorgungsanschluss gekoppelt ist. Das Schaltelement kann zum Beispiel spannungsgesteuert oder stromgesteuert in Abhängigkeit von dem Energieversorgungssignal schaltbar betreibbar sein.
Im Zusammenhang mit der passiven Überwachung ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Aktivierungsschaltung zum Aktivieren beziehungsweise Deaktivieren der Überbrückungsschaltung zumindest ein Schaltelement, insbesondere ein elektronisches Schaltelement oder ein Halbleiterschaltelement, umfasst. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise, zum Beispiel unter Ausnutzung einer typischen Schaltcharakteristik des Schaltelements, das Umschalten durchgeführt werden.
Mit einem Schaltelement ist vorliegend insbesondere ein Bauteil zum Umschalten zwischen zumindest zwei Schaltzuständen, wie zum Beispiel einem aktivierten oder eingeschalteten und einem deaktivierten oder ausgeschalteten Schaltzustand gemeint. In dem eingeschalteten Schaltzustand weist das Schaltelement im Wesentlichen keinen elektrischen Widerstand auf. Somit kann elektrischer Strom im Wesentlichen ungehindert über das Schaltelement fließen. Im ausgeschalteten Schaltzustand weist das Schaltelement hingegen im Wesentlichen einen unendlich hohen elektrischen Widerstand auf. Ein Stromfluss über das Schaltelement kann somit verhindert oder blockiert werden. Das Schaltelement kann insbesondere als Transistor, wie beispielsweise als Bipolar- oder Feldeffekttransistor, insbesondere als MOSFET (Metalloxid Feldeffekttransistor) oder als Thyristor oder Relais umgesetzt sein.
Das Schaltelement ist dabei derart an den Energieversorgungsanschluss angeschlossen, dass das Energieversorgungssignal als Schaltsignal oder Steuersignal zum Versetzen des Schaltelements in den einbeziehungsweise ausgeschalteten Schaltzustand verwendet werden kann. Der vorgenannte Minimalgrenzwert kann ein Umschaltwert gemäß der Schaltcharakteristik des Scheltelements sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Signalverarbeitungsvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Zunächst wird das mittels der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellte Energieversorgungssignal, welches an dem Energieversorgungsanschluss abgreifbar, gemäß dem vorgegebenen Aktivierungskriterium überwacht. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überwachung wird dann eine von den beiden nachfolgenden Maßnahmen durchgeführt. Entweder, also insbesondere falls das Ergebnis der Überwachung negativ ist, wird der von dem jeweiligen Sendegerät über den jeweiligen Sendeanschluss bereitgestellte Steuerbefehl in das kommunikationssystemkonforme Steuersignal kodiert. Anschließend wird das Steuersignal an dem jeweiligen Empfängeranschluss bereitgestellt. Das heißt, das Steuersignal kann an dem Empfängeranschluss abgegriffen werden. Alternativ dazu, also wenn das Ergebnis der Überprüfung positiv ist, wird die Überbrückungsschaltung aktiviert. In dem aktivierten Zustand der Überbrückungsschaltung wird das von dem Sendegerät über den jeweiligen Sendeanschluss bereitgestellte Auslösesignal unter Umgehung der Signalerzeugungsschaltung direkt an den jeweiligen Empfängeranschluss bereitgestellt. Das Auslösesignal ist somit am Sendeanschluss abgreifbar. Das Auslösesignal unterscheidet sich dabei von dem Steuersignal.
Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Kommunikationssystem für ein elektrisches Netzwerk. Das Kommunikationssystem umfasst eine Signalverarbeitungsvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Des Weiteren umfasst das Kommunikationssystem auch zumindest ein Signalleitungsnetz, welches insbesondere wenigstens eine Datenleitung aufweist. Das Signalleitungsnetz ist ausgebildet, zumindest ein Sendegerät und zumindest ein zugeordnetes Empfangsgerät, wie sie zuvor beschrieben wurden, in einer kommunikationssystemkonformen Topologie in dem elektrischen Netz zu verschalten. Das Kommunikationssystem kann somit die Endgeräte in dem Netzwerk miteinander koppeln, und zwar kommunikationssystemkonform, also abhängig vom Typ oder von der Art des gewählten Kommunikationssystems.
Das Signalleitungsnetz kann somit ein physischer Übertragungsweg für die Signalübertragung im Netzwerk sein. Das Signalleitungsnetz kann dazu eine oder mehrere Leitungen oder Kabel umfassen, wie zum Beispiel die vorgenannte Datenleitung. Diese kann zum Übertragen des Steuersignals und des Auslösesignals zu dem jeweiligen Endgerät verwendet werden. Eine weitere Leitung kann zum Beispiel eine Energieversorgungsleitung sein, mittels welcher das Energieversorgungssignal in dem Kommunikationsnetzwerk geführt oder transportiert wird. Sind zwei oder mehr Datenleitungen vorgesehen, gibt die Topologie die Verschaltung oder Anordnung der Leitungen in dem Signalleitungsnetz an.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung kann zum Beispiel mit dem Empfängeranschluss über das das Signalleitungsnetz, insbesondere eine jeweilige Datenleitung, an das Empfangsgerät angeschlossen sein. Das Sendegerät kann zum Beispiel direkt an den Senderanschluss angeschlossen sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Kommunikationssystem als ein BUS System ausgebildet. Insbesondere handelt es sich um ein BUS System gemäß dem LIN Standard oder dem CAN Standard oder dem FlexRay Standard oder dem Ethernet Standard. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine standardisierte Vernetzung der Endgeräte im Netzwerk zur Kommunikation und Signalübertragung realisiert sein kann. Natürlich ist auch die Verwendung anderer BUS System Standards denkbar oder umsetzbar.
Die Funktion und Ausgestaltung eines BUS Systems zur Signalübertragung im elektrischen Netzwerk ist an sich bekannt. Bekannte BUS Systeme werden nach Art oder Typ des verwendeten Kommunikationsstandards, wie sie beispielsweise zuvor beschrieben wurden, oder zugrundeliegenden Kommunikationsprotokolls unterscheiden. Dabei handelt es sich insbesondere um normierte Protokolle oder Standards, die unter anderem beispielsweise die vorgenannte Signalkodierung, Topologie und/oder Hierarchie im Netzwerk vorgeben.
Vorzugsweise werden vorliegend für das Kommunikationssystem nur solche BUS Systeme verwendet, die kurzschlussfest nach oder auf das Betriebspotential, also das Energieversorgungssignal sind. Das heißt, es wird ein BUS verwendet, der zum Beispiel Schaltungsmittel zur maximalen Strombegrenzung und/oder eine Schutzschaltung zum Abschalten bei Überschreiten eines Strommaximums im Netzwerk aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Sendegerät mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Dabei ist der Sendeanschluss der Signalverarbeitungsvorrichtung als ein Steueranschluss des Sendegeräts ausgeführt oder ausgebildet. Über den Steueranschluss ist das Sendegerät mittels einer Datenleitung eines Signalleitungsnetzes, wie es beispielsweise zuvor beschrieben wurde, mit dem jeweils zugeordneten Empfangsgerät koppelbar. Somit ist die Signalverarbeitungsvorrichtung als Komponente oder Bauteil in das Sendegerät integriert. Solche Chips oder Bauteile mit integrierter Kommunikationseinheit sind an sich bekannt. Es gibt zum Beispiel Steuergeräte mit integriertem LIN-Transceiver.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Sendegerät eine elektrische Energiespeichereinheit, die zum Bereitstellen oder Erzeugen des Auslösesignals ausgebildet ist. Die Energiespeichereinheit kann somit als ein Notfallversorgung des Empfangsgeräts, insbesondere im Notzustand des Netzwerks, verstanden werden. Dieser kann so in dem Sendgerät angeschlossen sein, dass sich dieser in dem Notfallzustand des Netzwerk automisch zum Betreiben des Empfangsgeräts entlädt. Dadurch wird das Auslösesignal automatisch ausgegeben bei einem Versorgungseinbruch. Alternativ kann das Sendegerät zum Beispiel eine Aktivierungsschaltung analog zu der der Signalverarbeitungsvorrichtung umfassen, die die Aktivierung oder Deaktivierung der Energiespeichereinheit vornimmt.
Ein Energiespeicher der Energiespeichereinheit weist dabei eine sehr viel geringere Energiespeicherkapazität auf, als zum Beispiel der vorgenannte Energieversorger der Energieversorgungseinrichtung. Beispielsweise reicht die Speicherkapazität der Energiespeichereinheit gerade aus, um das Auslösesignal zu erzeugen oder zu generieren. Die Speicherkapazität der Energiespeichereinheit kann zum Beispiel im Bereich von wenigen Milliamperestunden oder Milliwattstunden liegen. Im Gegensatz dazu kann die Speicherkapazität der Energiespeichereinrichtung im Bereich von wenigen Wattstunden oder Amperestunden bis hin zu einigen Kiloamperestunden oder Kilowattstunden oder mehr liegen. Die Energiespeichereinrichtung ist somit für den Dauerbetrieb des Netzwerks ausgelegt. Im Gegensatz dazu ist die Energiespeichereinheit nur für einen Notfallpuls, also das Auslösesignal, ausgelegt. Die Energiespeichereinheit umfasst als elektrischen Energiespeicher zum Beispiel einen Kondensator oder eine Batterie.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein elektrisches Netzwerk umfassend zumindest ein Sendegerät und zumindest ein zugeordnetes Empfangsgerät, wie sie zuvor beschrieben wurden. Des Weiteren umfasst das elektrische Netzwerk auch ein Kommunikationssystem, wie es zuvor erwähnt wurde. Das Sendegerät und das zugeordnete Empfangsgerät sind in der für die vorgenannte Signalverarbeitungsvorrichtung beschriebenen Weise aneinander angeschlossen und mittels des Kommunikationssystems miteinander zur Signalübertragung gekoppelt. Das elektrische Netzwerk kann zum Beispiel ein Sensornetzwerk, eine Hauselektrik, ein Rechnernetzwerk, ein Computersystem, ein Bordnetz eines Fahrzeugs oder ein Automatisierungsgerät für eine Industrieanlage, wie zum Beispiel ein Roboter zur Herstellung von Fahrzeugbauteilen, sein.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, des Sendegeräts, des Kommunikationssystems und des elektrischen Netzwerks, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungsvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, des Sendegeräts, des Kommunikationssystems und des elektrischen Netzwerks hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Netzwerks zum Umsetzen einer Notbestromung eines Empfangsgeräts über einen LIN BUS,
Fig. 2 ein schematisches Verfahrensablaufdiagramm zum Betreiben einer Signalverarbeitungsvorrichtung zur Signalkodierung für den LIN BUS, und
Fig. 3 ein schematisches Diagramm mit beispielhaften Signalverläufen von verschiedenen elektrischen Signalen, die in dem Netzwerk übertragen werden können.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein elektrisches Netzwerk 10. Das elektrische Netzwerk kann zum Beispiel von einem Bordnetz eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel einem Kraftfahrzeug, umfasst sein. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich zum Beispiel um einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen oder Personenbus oder Motorrad handeln. Das in Fig. 1 gezeigte Netzwerk 10 bildet beispielhaft eine Baugruppe des Fahrzeugs zur Steuerung, insbesondere zur Entriegelung einer Fahrzeugtür aus. Mittels des Netzwerks 10 kann insbesondere eine elektrische Außengriffbedienung der Fahrzeugtür umgesetzt sein.
Das Netzwerk 10 umfasst dazu beispielhaft ein Sendegerät 20, ein zugeordnetes Empfangsgerät 30, ein Kommunikationssystem 40 und eine Energieversorgungseinrichtung 50.
Das Sendegerät 20 ist vorliegend beispielweise als elektronisches Türsteuergerät (eTSG) ausgebildet. Das heißt, mittels des Sendegeräts 20 können ein oder mehrere Empfangsgeräte 30, die der Fahrzeugtür zugeordnet sind, angesteuert werden. Dazu umfasst das Sendegerät 20 eine Recheneinrichtung 21. Die Recheneinrichtung kann zum Beispiel einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller umfassen. Zum Steuern des jeweils zugeordneten Empfangsgeräts 30 kann das Sendegerät 20, insbesondere mittels der Recheneinrichtung 21 , Steuerbefehle B erzeugen. Ein Steuerbefehl kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa „Tür entriegeln“ oder „Tür verriegeln“ sein.
Eine Situation bei der eine Verriegelung oder Entriegelung notwendig ist, kann mittels der Recheneinrichtung 21 durch Auswerten von Sensordaten eines Fahrzeugsensors, die der Recheneinrichtung 21 bereitgestellt werden, ermittelt werden. Eine Entriegelung ist zum Beispiel dann gewünscht, wenn zum Beispiel ein Fahrer das Fahrzeug mit seinem Fahrzeugschlüssel aufschließt. Umgekehrt ist zum Beispiel eine Verriegelung gewünscht, wenn der Fahrer das Fahrzeug mit dem Fahrzeugschlüssel abschließt. Alternativ kann eine Entriegelung zum Beispiel auch dann notwendig sein, wenn das Fahrzeug in einen Unfall oder Crash verwickelt ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass Passagiere das verunglückte Fahrzeug verlassen können. Als Beispiel für ein Empfangsgerät 30 ist in Fig. 1 eine Türentriegelungseinrichtung dargestellt. Diese umfasst zum Beispiel einen sogenannten Bowdenzug, der zum Verriegeln oder Entriegeln bewegt oder verstellt werden kann. Der Bowdenzug kann zur Entriegelung insbesondere ausgeworfen werden. Zum Betätigen des Bowdenzugs umfasst das Empfangsgerät 30 ein Stellglied 31. Das Stellglied 31 ist beispielsweise als Stellmotor für den Bowdenzug ausgebildet. Das Stellglied 31 kann durch Ansteuern mit dem Steuerbefehl bedient oder betrieben werden. Das Empfangsgerät 30 kann neben dem Stellglied 31 zum Beispiel auch eine Treiberschaltung (in Fig. 1 nicht dargestellt) umfassen. Die Treiberschaltung kann in an sich bekannter Weise zum Anwenden des Steuerbefehls auf das Stellglied 31 eingesetzt werden. Anders als in Fig. 1 gezeigt, kann das Netzwerk 10 zum Beispiel auch mehr als ein Empfangsgerät, beispielsweise zwei oder mehr Empfangsgeräte, umfassen.
Die Energieversorgungseinrichtung 50 dient zur elektrischen Energieversorgung der Komponenten des Netzwerks 10. Dazu kann die Energieversorgungseinrichtung 50 zum Beispiel einen elektrischen Energieversorger, wie eine Batterie oder einen Akkumulator, umfassen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem Energieversorger zum Beispiel um eine 12 V-Starterbatterie des Fahrzeugs handeln.
Die Energieversorgungseinrichtung 50 stellt zur Energieversorgung ein Energieversorgungssignal E an die Komponenten des Netzwerks 10 bereit. Vorliegend kann das Energieversorgungssignal E zum Beispiel ein Spannungssignal mit einer Nennspannung von 12 Volt sein. Diese Nennspannung ist dabei zum Beispiel zwischen einem Pluspotential und einem Minuspotential (Massepotential), welche von dem Energieversorger der Energieversorgungseinrichtung 50 bereitgestellt werden, abgreifbar oder messbar.
Das Kommunikationssystem 40 koppelt oder verbindet das Sendegerät 20 mit dem Empfangsgerät 30. Das Kommunikationssystem 40 wird insbesondere zur Kommunikation oder Datenübertragung zwischen dem Sendegerät 20 und dem Empfangsgerät 30 eingesetzt. Des Weiteren kann durch das Kommunikationssystem 40 eine Topologie der Verschaltung der Endgeräte miteinander realisiert sein.
Vorliegend ist das Kommunikationssystem 40 zum Beispiel als sogenanntes BUS System, insbesondere als sogenannter LIN BUS (Eindrahtsystem), ausgebildet. Das heißt, die Signalübertragung in dem Netzwerk 10 sowie die Topologie der Endgeräteverschaltung erfolgt nach dem an sich bekannten LIN Standard.
Das Kommunikationssystem 40 umfasst gemäß Fig.1 eine Signalverarbeitungsvorrichtung 41 und ein Signalleitungsnetz 49. Das Signalleitungsnetz 49 stellt den physischen Übertragungsweg oder die Verkabelung zur Signalübertragung zwischen Sendegerät 20 und Empfangsgerät 30 dar. Dazu umfasst das Signalleitungsnetz 49 eine oder mehrere Datenleitungen 49a. Die Datenleitungen 49a sind dabei in einer kommunikationssystemkonformen Topologie, vorliegend also zulässig für einen LIN BUS, miteinander in einer Netzstruktur verbunden. Zudem verbinden die Datenleitungen 49a die Endgeräte des Netzwerks 10 untereinander. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Sendegerät 20 zum Beispiel mittels eines Steueranschlusses 22 über eine Datenleitung 49a mit dem Empfangsgerät 30, insbesondere über dessen Steueranschluss (in Fig. 1 nicht gezeigt), angeschlossen.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 41 bildet eine Adapterschaltung oder Anschlussschaltung für das Sendegerät 20 aus. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Signalverarbeitungsvorrichtung 41 integraler Bestandteil des Sendgeräts 20. Das heißt, die Komponenten der Signalverarbeitungsvorrichtung 41 sind vollständig in die Struktur des Sendegeräts 20 integriert. Zum Beispiel können die Signalverarbeitungsvorrichtung 41 und die Recheneinrichtung 21 einen gemeinsamen Energieversorgungsanschluss 44 aufweisen, um das Energieversorgungssignal E zu empfangen. Zum Einbinden des Sendegeräts 20 ist die Signalverarbeitungsvorrichtung
41 mit einem Sendeanschluss 42 an die Recheneinrichtung 21 angeschlossen. Der Sendeanschluss 42 bildet somit einen elektrischen Kontakt zu dem Sendegerät 20 aus. Mit einem Empfängeranschluss 43 ist die Signalverarbeitungsvorrichtung 41 an den Steueranschluss 22 des Sendegeräts 20 angeschlossen. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 41 ist somit über den Empfängeranschluss 43 mit dem Empfangsgerät 30 gekoppelt sein.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 41 hat vorliegend zwei Funktionen: Zum einen soll sie als Übersetzer für den von der Recheneinrichtung 21 bereitgestellten Steuerbefehl B in ein kommunikationssystemkonformes Steuersignal S eingesetzt werden (Kommunikationsfunktion). Das heißt, der Steuerbefehl wird in eine Signalform gebracht, die dem jeweiligen Kommunikationsstandard, vorliegend dem LIN Standard, entspricht. Dadurch kann sichergestellt werden, dass zum Beispiel das richtige Empfangsgerät angesteuert wird oder Sende - und Empfangsgerät zur Datenübertragung synchronisiert sind. Die zweite Funktion besteht darin, im Bedarfsfall elektrische Energie zum zumindest kurzzeitigen Betreiben des Empfangsgeräts 30 zu übertragen (Notbetriebsfunktion).
Zum Ausführen der Kommunikationsfunktion umfasst die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Signalerzeugungsschaltung 45. Die Signalerzeugungsschaltung 45 umfasst beispielsweise ein (Signalverarbeitungs)Steuergerät 46, das vorliegend zum Beispiel als sogenannter LIN Transceiver ausgebildet sein kann. Die Signalerzeugungsschaltung 45 ist mit einem Ende mit dem Sendeanschluss
42 und an dem anderen Ende an den Empfängeranschluss 43 angeschlossen.
Das Steuergerät 46 ist ausgebildet, unter Verwendung des
Energieversorgungssignals E, den von dem Sendegerät 20 über den
Sendeanschluss 42 bereitgestellten Steuerbefehl B in das kommunikationssystemkonforme Steuersignal S zu kodieren. Das Steuersignal S wird dann an dem Empfängeranschluss 43 zum Übertragen an das Empfangsgerät 30 bereitgestellt. Die Kodierung folgt dabei den Vorgaben oder Normierungen, die in dem LIN Standard festgelegt sind.
Das Empfangsgerät 30 kann das Steuersignal S empfangen und beispielsweise mittels der Treiberschaltung dekodieren, um den Steuerbefehl B zu erhalten. Dieser kann dann zum Ansteuern des Stellglieds 31 verwendet werden.
Das Steuersignal S ist dabei ein Nachrichtensignal oder Datensignal. Das heißt, transportier keine elektrische Energie zur Energieversorgung des Empfangsgeräts 30. Vorliegend ist das Steuersignal S insbesondere ein digitales Signal, das in einem vorgegebenen Pulsmuster zwischen den Spannungspegeln „high“ und „low“ wechselt. Der Pegel „high“ ist zum Beispiel durch das Pluspotential des Energieversorgungssignals E vorgegeben. Der Zustand „low“ ist hingegen durch das Massepotential des Energieversorgungssignals E vorgegeben (siehe auch Fig. 3).
Zum Umsetzen der Notbetriebsfunktion umfasst die Signalverarbeitungsvorrichtung 41 zudem eine Überbrückungsschaltung 47. Die Überbrückungsschaltung 47 überbrückt oder umgeht die Signalerzeugungsschaltung 45, insbesondere das Steuergerät 46. Dazu ist die Überbrückungsschaltung 47 in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 in elektrischer Parallelschaltung zu der Signalerzeugungsschaltung 45 an den Sendeanschluss 42 und den Empfängeranschluss 43 angeschlossen. Die Überbrückungsschaltung 47 umfasst insbesondere kein zusätzliches Steuergerät, also insbesondere keine aktiven elektrischen Bauelemente, die das Versorgungssignal E zum Betrieb benötigen. Vorzugsweise umfasst die Überbrückungsschaltung 47 höchstens passive elektrische Bauteile, wie zum Beispiel Widerstände oder Dioden, die zur Signalanpassung verwendet werden können. Mittels der Überbrückungsschaltung 47 kann in deren aktivierten Zustand ein von dem Sendegerät 20, insbesondere der Recheneinrichtung 21, über den Sendeanschluss 42 bereitgestelltes Auslösesignal somit unter Umgehung der Signalerzeugungsschaltung 45 direkt an den Empfängeranschluss 43 bereitgestellt oder übertragen werden. Das Auslösesignal A unterscheidet sich in seinem Signaltypen von dem Steuersignal S. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Auslösesignal A um ein Versorgungs- oder Energiesignal. Das Auslösesignal A ist somit insbesondere kein kommunikationssystemkonform kodiertes Signal.
Das Auslösesignal A kann auch als Treibersignal bezeichnet werden und treibt oder versorgt die Aktuatorik des Empfangsgeräts 30 mit elektrischer Energie. Das Auslösesignal A ist dabei so ausgestaltet, dass durch Beaufschlagen des Stellglieds 31 das Empfangsgerät 30 mit dem Auslösesignal A in einen Notfallzustand versetzt werden kann. Der Notfallzustand kann ein definierter Zustand sein, auf den das Empfangsgerät 30 eingestellt wird, wenn sich das Netzwerk 10 in einem Notfallzustand befindet. Der Notfallzustand kann zum Beispiel beim Einbruch des Versorgungssignals E, also zum Beispiel einem Spannungsabriss, eintreten. Im Fahrzeug kommt das zum Beispiel vor, wenn das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt ist, der die Notabschaltung der Batterie, also der Energieversorgungseinrichtung 50 erfordert.
Zum Erzeugen des Auslösesignals A umfasst das Sendegerät bevorzugt eine Energiespeichereinheit, die zur Notfallversorgung eingesetzt werden kann. Das heißt, die Energiespeichereinheit kann zum Beispiel eine Energiespeicherkapazität von wenigen Milliwattstunden aufweisen, die gerade oder höchstens ausreicht, um das Auslösesignal A bereitzustellen. Die Energiespeichereinheit kann zum Beispiel mittels des Energieversorgungssignals E im Normalbetrieb der Energieversorgungseinrichtung 50 aufgeladen werden. Dazu kann die Energiespeichereinheit zum Beispiel einen elektrischen Zwischenspeicher, wie zum Beispiel eine Batterie oder einen elektrischen Kondensator umfassen. Um zwischen der Kommunikationsfunktion und der Notbetriebsfunktion umzuschalten, umfasst die Signalverarbeitungsvorrichtung 41 auch eine Aktivierungsschaltung 48. Die Aktivierungsschaltung 48 ist ausgebildet, das Energieversorgungssignal E gemäß einem vorgegebenen Aktivierungskriterium zu überwachen und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überwachung die Überbrückungsschaltung 47 zu aktivieren oder deaktiviert zu lassen. Das Überwachen des Energieversorgungssignals E wird später im Zusammenhang mit Fig. 2 noch näher beschrieben.
Zum Umsetzen der Umschaltfunktion umfasst die Aktivierungsschaltung 48 vorliegend ein Schaltelement, insbesondere einen Halbleiterschalter. Dieser ist zwischen der Überbrückungsschaltung 47 und der Signalerzeugungsschaltung 45 angeschlossen, sodass diese über den Halbleiterschalter gekoppelt sind. Das Schaltelement kann zum Beispiel als Feldeffekttransistor, insbesondere als MOSFET (Metalloxid Feldeffekttransistor) ausgebildet sein. Um die Überbrückungsschaltung 47 zu aktivieren, kann das Schaltelement in einen eingeschalteten Schaltzustand gebracht und somit elektrisch leitend geschaltet werden. Zum Deaktivieren kann das Schaltelement hingegen in einen ausgeschalteten Schaltzustand gebracht werden somit elektrisch isolierend geschaltet werden.
Zum Umschalten, also Aktivieren oder Deaktivieren der Überbrückungsschaltung 47, wird vorzugsweise die Schaltcharakteristik des Schaltelements ausgenutzt. Dadurch kann die Überwachung passiv durchgeführt werden, und es brauchen auch keine aktiven Bauelemente in der Aktivierungsschaltung 48 vorhanden sein. In der konkreten Ausführung als MOSFET kann die Verschaltung zum Realisieren der Umschaltfunktion zum Beispiel wie folgt umgesetzt sein: Der MOSFET kann zum Beispiel mit einem Gate-Source-Anschluss an den Energieversorgungsanschluss angeschlossen sein. Mit einem Drain-Source-Anschluss kann der MOSFET hingegen in eine Leitung, die die Überbrückungsschaltung 47 mit der Signalerzeugungsschaltung 45 verbindet, angeschlossen sein. Der Gate- Source-Anschluss bildet den Steueranschluss des MOSFETs aus. Somit kann abhängig davon, welchen Wert das Energieversorgungssignal E aufweist, der MOSFET entweder ein- oder ausgeschaltet werden. Zum Beispiel wird der MOSFET dann durchgeschaltet (eingeschaltet), wenn das Versorgungssignal E einbricht, also es zu dem Spannungsabriss kommt. Ansonsten bleibt der MOSFET im ausgeschalteten Zustand und die Überbrückungsschaltung 47 ist deaktiviert.
Unter welchen Bedingungen oder Voraussetzungen die Kommunikationsfunktion und die Notbetriebsfunktion des Kommunikationssystems 40 beziehungsweise der Signalverarbeitungsvorrichtung 41 genutzt werden, wird im Folgenden anhand von Fig. 2 noch einmal näher beschrieben. Fig. 2 zeigt ein schematisches Verfahrensablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben der Signalverarbeitungsvorrichtung 41.
In einem Schritt S1 wird zunächst das Energieversorgungssignal E mittels der Aktivierungsschaltung 48 über den Energieversorgungsanschluss 44 empfangen oder erfasst. Das heißt, das Energieversorgungssignal E kann zum Beispiel über den Gate-Source-Anschluss des MOSFETs abfallen. In einem Schritt S2 wird das Energieversorgungssignal E mittels der Aktivierungsschaltung 48 ausgewertet. Dabei wird überprüft, ob das Energieversorgungssignal E gemäß dem vorgenannten Aktivierungskriterium einen Verlauf aufweist, der dem Notfallzustand des Netzwerks 10 zugeordnet ist. Konkret kann diese Überprüfung dadurch umgesetzt sein, dass ein aktueller Wert des Energieversorgungssignals E, also zum Beispiel ein Spannungswert, mit einem vorgegebenen Minimalgrenzwert verglichen wird. Der Minimalgrenzwert ist ein Grenzwert für das Versorgungssignal E, der den Notfallzustand symbolisiert. In dem in Fig. 1 gezeigten Netzwerk 10 mit der 12-Volt-Nennspannung kann der Minimalgrenzwert G zum Beispiel bei in etwa 3 Volt liegen. Der Minimalgrenzwert G entspricht zum Beispiel demjenigen Spannungswert, bei dem das Schaltelement, wie zuvor beschrieben, umschaltet. Ist die Überprüfung in Schritt S2 negativ (N), also ergibt die Überprüfung, dass der Versorgungssignalwert über dem Minimalgrenzwert G liegt (größer oder gleich G), wird das Verfahren in einem Schritt S3 fortgesetzt. In diesem Fall bleibt die Überbrückungsschaltung 47 deaktiviert, denn Schaltelement befindet sich in dem ausgeschalteten Schaltzustand. Zur Signalübertragung wird somit die Signalerzeugungsschaltung 45 verwendet. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 41 führt die Kommunikationsfunktion aus. Das heißt, es wird der Steuerbefehl B über den Sendeanschluss 42 empfangen.
Anschließend wird in einem Schritt S4 der Steuerbefehl mittels des Steuergeräts 46 in das kommunikationssystemkonforme Steuersignal S kodiert. In einem Schritt S5 wird das Steuersignal S schließlich an den Empfängeranschluss 43 zum Übertragen über die Datenleitung 49a an das Empfangsgerät 30 bereitgestellt.
Ist die Überprüfung in Schritt S2 hingegen positiv (J), also unterschreitet der Versorgungssignalwert den Grenzwert G (kleiner als G), wird das Verfahren in einem Schritt S6 fortgesetzt. In dem Schritt S6 wird das Schaltelement aufgrund dessen Schaltcharakteristik in dem eingeschalteten Schaltzustand geschaltet. Dadurch wird die Überbrückungsschaltung 47 aktiviert. Es wird die Notbetriebsfunktion umgesetzt. Da die Energieversorgungseinrichtung 50 keine oder nicht mehr ausreichend elektrische Energie in Form des Energieversorgungssignals E zur Energieversorgung bereitstellen kann, wird in einem Schritt S7 das Auslösesignal A über den Sendeanschluss 42 empfangen. Dieses wird über die aktivierte Überbrückungsschaltung 47 unter Umgehung des Steuergeräts 46 direkt an den Ausgangsanschluss bereitgestellt in einem Schritt S8. Das Entladen der Energiespeichereinheit zum Bereitstellen des Auslösesignals A ergibt sich dabei zwangsweise in dem Netzwerk 10, das das Empfangsgerät 30 als Verbraucher angeschlossen ist.
Fig. 3 zeigt beispielhaft den möglichen Signalverlauf der verschiedenen
Signale im Netzwerk 10 einerseits beim Durchführen der Kommunikationsfunktion und andererseits beim Durchführen der Notbetriebsfunktion der Signalverarbeitungsvorrichtung 41. Die Signale sind dabei als Spannungssignale U(V) über die Zeit t[s] in einem Spannungszeitdiagramm eingezeichnet. In Fig. 3 sind als Signalverläufe einen Eingangsspannung Vin, eine Motorspannung VM und eine Versorgungsspannung VE dargestellt. Die Eingangsspannung Vin ist als Eingangssignal für das Empfangsgerät 30 am Sendeanschluss 42 abgreifbar und repräsentiert somit das Steuersignal S und das Auslösesignal A. Die Energieversorgungsspannung VE ist am Energieversorgungsanschluss 44 abgreifbar und repräsentiert somit das Energieversorgungssignal E. Die Motorspannung VM ist zum Beispiel am Stellmotor für den Bowdenzug, also am Stellglied 31, bei dessen Betrieb abgreifbar.
Wie in dem Diagramm in Fig. 3 gezeigt, weist die Energieversorgungsspannung VE zunächst einen Wert von in etwa 12 Volt (Pluspotential) auf. Sie befindet sich oberhalb des Minimalgrenzwerts. Die Eingangsspannung Vin weist hierbei den typischen Verlauf eines digitalen Signals oder Wechselsignals. Sie wechselt zum Beispiel in regelmäßigen Abständen zwischen dem Zustand „high“ (Pluspotential) und dem Zustand „low“ (Minuspotential) hin und her. Dieser Verlauf der Eingangsspannung repräsentiert das Steuersignal S. Durch den im Steuersignal kodierten Steuerbefehl B kann der Stellmotor verstellt werden, was durch den etwa einsekündigen Puls der Motorspannung VM in dem Diagramm gezeigt ist. Zum Beispiel kann der Bowdenzug geführt werden, um die Fahrzeugtür zu verriegeln.
Etwa nach drei Sekunden gibt es einen Spannungsabriss, und die Energieversorgungsspannung VE sinkt ab auf im Wesentlichen null Volt (Massepotential). Der Minimalgrenzwert von beispielhaft 3 V ist unterschritten. Es liegt der Notfallzustand des Netzwerks 10 vor. Mit dem Einbruch Energieversorgungsspannung VE stellt sich auch das Eingangssignal Vin auf in etwa null Volt ein. Kurz nach dem Spannungsabriss, ist zu sehen, dass das die Eingangsspannung Vin einen einzelnen Spannungspuls aufweist. Dieser Puls bleibt beispielsweise über eine Dauer von etwa 2,3 Sekunden auf einem Pegel von in etwa neun Volt erhalten. Der Spannungspuls repräsentiert das Auslösesignal A. Die Motorspannung VM folgt der Eingangsspannung Vin im Wesentlichen nach, wobei diese zum Beispiel nur einen Pegel von etwa 8V über die Dauer des Spannungspulses beibehält. Dieses Pulsmuster gemäß dem Auslösesignal A ist ein konkretes Signal, dass den Stellmotor so betreibt oder bestromt, dass die Default Einstellung eingestellt, also der Bowdenzug beispielsweise ausgeworfen wird. Die Fahrzeugtüre wird entriegelt.
Insgesamt ist durch die Ausführungsbeispiele gezeigt, wie eine Notbestromung eines Empfangsgeräts über eine LIN Leitung mittels eines LIN BUSses umgesetzt sein kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Signalverarbeitungsvorrichtung (41) für ein Kommunikationssystem (40) zum Verarbeiten von elektrischen Signalen, die in einem elektrischen Netzwerk (10) zwischen zumindest einem Sendegerät (20) und zumindest einem zugeordneten Empfangsgerät (30) mittels des Kommunikationssystems (40) übertragbar sind, wobei die Signalverarbeitungsvorrichtung (41) umfasst:
- einen Senderanschluss (42) zum Koppeln mit dem jeweiligen Sendegerät (20) und einen Empfängeranschluss (43) zum Koppeln mit dem jeweiligen Empfangsgerät (30),
- einen Energieversorgungsanschluss (44) zum Koppeln mit einer Energieversorgungseinrichtung (50) zur elektrischen Energieversorgung für das elektrische Netzwerk (10),
- eine Signalerzeugungsschaltung (45) mit zumindest einem Signalerzeugungssteuergerät (46), welches ausgebildet ist, einen von dem jeweiligen Sendegerät (20) über den Senderanschluss (42) bereitgestellten Steuerbefehl (B) in ein kommunikationssystemkonformes Steuersignal (S) zu kodieren und an dem Empfängeranschluss (43) bereitzustellen, gekennzeichnet durch
- eine Überbrückungsschaltung (47), welche ausgebildet ist, in einem aktivierten Zustand ein von dem Sendegerät (20) über den Senderanschluss (42) bereitgestelltes Auslösesignal (A), welches sich in seinem Signaltypen von dem Steuersignal (S) unterscheidet, unter Umgehung der Signalerzeugungsschaltung (45) direkt an den Empfängeranschluss (43) bereitzustellen, und
- eine Aktivierungsschaltung (48), welche ausgebildet ist, ein mittels der Energieversorgungseinrichtung (50) bereitgestelltes Energieversorgungssignal (E), welches an dem Energieversorgungsanschluss (44) abgreifbar ist, gemäß einem vorgegeben Aktivierungskriterium zu überwachen, und in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Überwachung die Überbrückungsschaltung (47) zu aktivieren. Signalverarbeitungsvorrichtung (41) nach Anspruch 1, wobei die Aktivierungsschaltung (48) dazu ausgebildet ist, gemäß dem Aktivierungskriterium zu überprüfen, ob das Energieversorgungssignal (E) gemäß einer Überprüfungsbedingung einen Verlauf aufweist, der einem vorgegebenen Notfallzustand des elektrischen Netzwerks (10) zugeordnet ist, und falls die Überprüfung positiv ist, die Überbrückungsschaltung (47) zu aktivieren. Signalverarbeitungsvorrichtung (41) nach Anspruch 2, wobei die Aktivierungsschaltung (48) dazu ausgebildet ist, gemäß der Überprüfungsbedingung zu überprüfen, ob das Energieversorgungssignal (E) aktuell einen Wert aufweist, der einen vorgegebenen Minimalgrenzwert (G) unterschreitet, welcher angibt, dass der Notfallzustand vorliegt, und falls die Überprüfung positiv ist, die Überbrückungsschaltung (47) zu aktivieren. Signalverarbeitungsvorrichtung (41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktivierungsschaltung (48) zum Aktivieren der Überbrückungsschaltung (47) zumindest ein Schaltelement, insbesondere ein elektronisches Schaltelement oder ein Halbleiterschaltelement umfasst. Verfahren zum Betreiben einer Signalverarbeitungsvorrichtung (41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, folgende Schritte umfassend:
- Überwachen des mittels der Energieversorgungseinrichtung (50) bereitgestelltes Energieversorgungssignal (E), welches an dem Energieversorgungsanschluss (44) abgreifbar ist, gemäß dem vorgegeben Aktivierungskriterium, und in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Überwachung,
- Entweder: Kodieren eines von dem jeweiligen Sendegerät (20) über den jeweiligen Senderanschluss (42) bereitgestellten Steuerbefehl (B) in das kommunikationssystemkonforme Steuersignal (S) und Bereitstellen des Steuersignals (S) an dem jeweiligen Empfängeranschluss (43),
- oder: Aktivieren der Überbrückungsschaltung (47) und in einem aktivierten Zustand der Überbrückungsschaltung (47) Bereitstellen des von dem Sendegerät (20) über den jeweiligen Senderanschluss (42) bereitgestellten Auslösesignals (A), welches sich von dem Steuersignal (S) unterscheidet, unter Umgehung der Signalerzeugungsschaltung (45) direkt an den jeweiligen Empfängeranschluss (43). Kommunikationssystem (40) für ein elektrisches Netzwerk (10), umfassend eine Signalverarbeitungsvorrichtung (41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, und zumindest einem Signalleitungsnetz (49), welches ausgebildet ist, zumindest ein Sendegerät (20) und zumindest ein zugeordnetes Empfangsgerät (30) in einer kommunikationssystemkonformen Topologie in dem elektrischen Netzwerk (10) zu verschalten. Kommunikationssystem (40) nach Anspruch 6, wobei das Kommunikationssystem (40) ein BUS System ausbildet, insbesondere ein BUS System gemäß dem LIN Standard oder dem CAN Standard oder dem FlexRay Standard oder dem Ethernet Standard, ausbildet. Sendegerät (20) mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung (41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei der Sendeanschluss (42) der Signalverarbeitungsvorrichtung (41) als ein Steueranschluss (22) des Sendegeräts (20) ausgeführt ist, wobei das Sendegerät (20) über den Steueranschluss (22) mittels einer Datenleitung (49a) eines Signalleitungsnetz (49) mit dem jeweils zugeordneten Empfangsgerät (30) koppelbar ist. Sendegerät (20) nach Anspruch 8, wobei das Sendegerät (20) eine elektrische Energiespeichereinheit umfasst, die zum Bereitstellen des Auslösesignals (A) ausgebildet ist. Elektrisches Netzwerk (10) umfassend zumindest ein Sendegerät (20), zumindest ein zugeordnetes Empfangsgerät (30) und ein Kommunikationssystem (40) nach Anspruch 6 oder 7.
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