CN109691018B - 用于能量和/或数据传输的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在车辆(15)中进行能量和/或数据传输的系统(10)，该系统(10)具有至少一个节点元件(120)，所述节点元件(120)用于网络式地连接车辆(15)的至少两个电气组件(30)，从而提供不同的连接路径，并且能量和/或数据的传输能适配调整地通过至少一个所述连接路径进行。

Description

用于能量和/或数据传输的系统

技术领域

本发明涉及一种用于数据和/或能量传输的系统。此外，本发明还涉及一种用于数据和/或能量传输的方法。

背景技术

由现有技术中已知，在车辆中使用多种不同的电气组件，尤其是电子组件。例如通常使用安全和控制设备，如发动机和变速器控制装置、安全气囊、ABS、车窗升降器等。车辆的许多与安全相关的功能相应地至少部分地由车辆的电子设备提供。此外，还可以提供舒适性功能，如例如多媒体组件或导航系统。

对于可靠地提供这些功能，重要的前提条件尤其是车辆中的能量和/或数据基础结构。这样，许多电子组件的正常功能则取决于与其它组件的数据交换。因此，尤其是对于高度安全性相关的功能，如安全气囊功能或涉及车辆的行驶运行的功能，必须确保无错误的数据传输。同样重要的是可靠的能量供应，以确保所述部件无错误地运行。

这里，常见的缺点是，确保可靠的能量和/或数据供给是非常高消耗和复杂的。此外，由于能源和/或数据基础结构复杂的构造以及由于高安全性要求而必需进行的适配调整，可扩展性和适配调整能力通常还受到限制。相应地，传统的解决方案通常是昂贵的。传统的数据和/或能量传输系统尤其是复杂且不灵活的。通常对高的位置需求也是必需的。

发明内容

因此，本发明的目的是，至少部分地减轻上述缺点。本发明的目的特别是，在数据和/或能量分配中提高可靠性，尤其是降低易出错性并提高容错率或容错性。此外，特别是应改进可扩展性和/或灵活性以及尤其是在用于数据和/或能量分配的系统运行中应改进错误管理。

上述目的通过具有权利要求1特征的系统和具有权利要求11特征的方法来实现。本发明的其它特征和细节从相应的从属权利要求、说明书和附图中得出。这里，结合根据本发明的系统所描述的特征和细节当然结合根据本发明的方法同样有效，并且相应地反之亦然，因此各个发明方面的公开内容始终相互参照或能相互参照。

所述目的尤其是通过一种用于在车辆中进行能量和/或数据传输的，尤其是进行能量和/或数据分配的系统来实现。

这里特别是设定，根据本发明的系统包括至少一个和/或多个用于联网式连接车辆的至少两个电气组件的节点元件，从而提供了/能提供不同的和/或至少两个和/或可变的和/或冗余的连接路径，并且(尤其是对于所连接组件之间的相应连接)可适配调整地通过至少一个所述连接路径的来实现能量和/或数据的传输。这里，所提供的连接路径特别是分别构成一种连接可能性或者分别构成一个用于能量和/或数据的潜在的传输路径。换句话说，冗余地和/或备选地提供连接路径，从而特别是当一个所述连接路径(在故障情况下)失灵或中断时，(即使在故障情况下)也有至少一个连接路径可供使用。这具有的优点在于，可以显著提高容错性。由此确保了车辆的可靠运行。这里，提供连接路径特别是理解为，在正常情况下是能够提供和/或能够激活和/或能够接通所述(例如至少两个备选或冗余的)连接路径，使得例如可以选择激活第一或第二连接路径。这里，特别是为至少几个所述组件和/或节点元件分别提供了至少两个(备选的或冗余的)连接路径。

所述两个组件尤其是不同的组件，优选分别是车辆内部的和/或车辆固定的、优选与车辆安全相关的组件。所述连接进一步可以设计成端对端的连接。这里，对于所述连接，传输优选可以通过不同的连接路径进行。这里可能的是，在正常情况下(或原则上)可以静态地使用所述连接路径，从而对于在两个组件之间的连接而言连接路径保持相同。因此在正常情况下尤其是使用第一连接路径(主连接路径)。优选在适配调整情况下、例如在故障情况下，可以对能量和/或数据传输进行适配调整，从而例如改变连接路径。这样，例如在适配调整情况下使用第二连接路径(副连接路径)。这里，有关选择用于连接的连接路径的适配调整优选自动进行，从而即使在主连接路径失效所述连接也可以继续保持存在，因为可以使用副连接路径。

所述车辆优选设计成机动车辆和/或电动车辆和/或混合动力车辆和/或轿车和/或为自行走式车辆。尤其是在具有自动驾驶功能的自走行式车辆中，至少部分地(或有时)没有设置能够在故障情况下进行干预的驾驶员。因此，容错系统在这里是特别重要的。相应地可行的是，根据本发明的系统和/或网络和/或节点元件可以与车辆的自动驾驶功能相适配。至少一个所述电气组件特别是构造成用于自动驾驶功能的控制装置。根据本发明的系统优选设计成用于在车辆中进行容错的能量和/或数据分配的系统。车辆电子装置或车辆的电子组件(尤其是电气组件)优选在没有总线系统的情况下彼此连接。

能量和/或数据分配优选图形导向地(联网式地)或作为图形(网络)进行，从而优选提供了冗余的连接路径(传输路径)。这里节点元件特别是使得能够智能地控制网络或图形中的能量和/或数据流。这里，能量和/或数据流可以静态和/或动态地进行，以确保在图形中始终能提供功能正常的连接路径。

这里，所述连接路径尤其是涉及用于能量和/或用于数据的至少一个或多个传输路径。这里可行的是，对于能量分配和数据分配可以设置不同的连接路径。这样做的优点在于，对于能量传输可以使用其它例如允许高电流的线路。这样，例如用于能量传输的第一连接路径包括至少一个第一线路，而用于数据传输的第二连接路径包括至少一个第二线路。第二线路例如对于信号传输进行适配、例如屏蔽或类似处理。用于数据传输的第二连接路径也可以包括光学连接、例如玻璃纤维线路。但也可行的是，节点元件分别既用于提供和/或控制数据传输，也用于提供和/或控制能量传输。例如每个节点元件都可以既具有用于在网络中进行能量传输用的第一线路的接口，也具有用于在网络中进行数据传输用的第二线路的接口。此外，由此减少了必要的结构空间，因为不需要用于数据和能量传输的分开的节点元件。

车辆的电气组件包括例如车辆的以下系统中的至少一个系统的至少一个系统组件：

-动力转向或EPS(电动助力转向)，

-行驶动力学调节或ESP(电子稳定程序)，

-影像系统，

-雷达系统，

-安全气囊，

-发动机和/或变速箱控制器，

-车窗升降器，

-制动器或制动助力器，

-照明设备，

-导航系统，

-多媒体。

这里，尤其是与安全特别相关的组件、如动力转向或ESP或制动助力器具有冗余的能量和/或数据连接，尤其是分别在两个2级节点元件上的能量和/或数据连接。

所述节点元件优选至少部分地设计成既用于控制和/或调节数据流也用于控制和/或调节能量流的智能网络元件。

节点元件在较宽泛的意义上是指能够提供一个或多个网络节点的装置和/或网络元件和/或车辆元件。在较狭窄的意义上，节点元件是指提供恰好一个网络节点的装置。这里特别是可以设置1级节点元件和2级节点元件。1级节点元件为网络提供例如至少一个1级节点。2级节点元件为网络提供例如至少一个2级节点。

能量供应或能量传输或能量分配尤其是指，尤其是至少部分地通过(或在)至少一个车辆电器网络(中)为至少几个所述组件中的至少几个提供(主)运行能量，尤其是提供工作电压。

例如可以设定，通过一个网络、尤其是通过多个节点元件提供不同的连接路径，所述网络优选至少具有以下节点元件，尤其是作为网络元件的节点元件：

-用于所述网络的第一级的至少一个1级节点元件，所述1级节点元件优选连接在网络侧，

-用于所述网络的第二级至少一个2级节点元件，所述2级节点元件优选连接在组件侧。

在组件侧的连接的特征尤其在于，2级节点元件始终与至少一个所述电气组件(直接地和/或非间接地)连接。网络侧的连接优选仅这样进行，即，1级节点元件仅非直接地或间接地、尤其是经由至少一个2级节点元件与电气组件连接。

所述网络的网络拓扑优选是网状的网络。所述网络尤其是设计成图形，或者说可以借助于图形来描述或表示。通过所述网络尤其是提供了一个或多个、尤其是不同的和/或冗余的(备选可用的)连接路径。为此，所述网络优选包括节点和/或网格(Masche)。这里，尤其是通过网络的网格，各连接路径是冗余地存在的。此外可行的是，通过节点元件可以实现网络的连接路径的动态配置。在正常情况下(正常运行)尤其是进行连接路径的静态配置，并且在调整情况下(调整运行)，例如在故障情况下，进行连接路径的动态配置，即适配调整。这里，这种适配调整优选是暂时的，使得系统启动一种机制，以便重新恢复正常情况。这例如可以是一种至少部分地自动的故障识别和/或隔离。

例如设有第一“1级”，所述第一级设计成自组织的、稳定的和/或安全的。例如，第一级可以被视为车辆的“脊柱”。这例如是通过使用控制设备、尤其是ECU(电子控制单元)来实现的，所述控制设备例如可以在第一级(1级)中执行对连接路径的适配调整。例如，可以设有第二级(2级)，所述第二级尤其是用作第一级和所述组件之间的接口。此时，第二级的几个或所有元件、尤其是2级节点元件尤其是与所有组件和/或与第一级、尤其是至少一个1级节点元件连接，使得第二级形成组件和第一级之间的接口。也可行的是，所述网络、尤其是第一级和/或第二级是可扩展的，从而即使在车辆投入使用之后，也能够容易且可靠地将例如新的组件集成到所述网络中或集成到能量和/或数据基础结构中。

此外，可以设想，尤其是作为等级较低的节点元件1级节点元件与尤其是作为等级较高的节点元件的2级节点元件处于功能连接。对于每个组件尤其是需要至少一个1级节点元件和/或至少一个2级节点元件，以便将其集成到能量和/或数据基础结构中。根据本发明的系统因此例如完整地为整个车辆、例如也为车辆电器网络等提供了数据和/或能量基础结构。

有利地可行的是，至少一个1级节点元件可以生成用于能量和/或数据分配的动态图形和/或至少一个2级节点元件用作用于所述图形的接入和/或起始点。

优选可行的是，至少一个1级节点元件尤其是在向该1级节点元件提供能量供应之后和/或在接通之后执行启动过程(引导过程)，并且例如在此时检查所述1级节点元件的至少一个接口(即自带接口)。在所述检查中例如探测，相应的接口是否与另一个1级节点元件连接。以这种方式，1级节点元件例如能够至少部分地检测网络结构和/或形成图形(所述网络)，所述图形可以用于提供能量和/或数据基础结构。在检查中特别是还在彼此连接的1级节点元件之间执行数据交换。优选设计一种计算程序，用以计算具有用于能量和/或数据基础结构的冗余连接路径的图形。换句话说，计算用于所述网络的冗余路径。这里尤其是首先生成静态图形，就是说，尤其是确定用于所述网络的静态连接路径。在调整情况下，则在必要时可以动态地确定至少一个备选的连接路径。因此，可以提供不同的连接路径。

此外可以设想，尤其是在启动过程中，通过至少一个1级节点元件进行检查，是否有和/或有多少2级节点元件与相应的1级节点元件连接。对于每个与1级节点元件连接的2级节点元件特别是确定和/或给相应的2级节点元件分配至少一个静态路线(例如，连接路径)。优选将第一静态路线分配和/或确定为用于能量传输并将第二静态路线分配和/或确定为用于数据传输。这里，第一静态路线与第二静态路线优选是不同的。

可行的是，通过2级节点元件为相应的组件提供数据或能量传输，或者既提供数据传输也提供能量传输。此外，也可以设想，将一个相应的组件设计为冗余组件，从而所述冗余组件必须与两个不同的2级节点元件连接。这特别是用于通过2级节点元件对所述冗余组件进行冗余的能量和/或数据传输。以这种方式可以实现安全且特别可靠的数据和能源基础结构。

此外，可行的是，尤其是在启动过程中或之后，至少一个1级节点元件和/或至少一个2级节点元件启动与能量管理单元和/或与数据管理单元的通信。由此尤其可行的是，特别是根据车辆状态和/或车辆运行，例如通过能量管理单元执行负载检查和/或负载诊断和/或负载变化，和/或通过数据管理单元改变连接路径和/或更新路由表和/或分析评估网络信息。因此，可以实现特别可靠的并且与车辆状况相适配的传输。

优选可行的是，至少一个节点元件、尤其是1级节点元件和/或2级节点元件动态地对能量和/或数据分配进行适配调整和/或执行故障探测。所述故障探测优选包括以下步骤中的至少一个：

-识别故障事件，所述故障事件对于至少一个所述组件(作为故障组件)中的一种故障时特定的，

-优选通过中断从和/或到故障组件的数据和/或能量传输进行故障隔离，

-适配调整连接路径，从而确定新的连接路径，以补偿所述中断。

因此确保了可靠的容错的数据和/或能量传输。

尤其是可以将至少一个2级节点元件设计成和/或这样来通过至少一个能量管理单元和/或至少一个数据管理单元对所述2级节点元件进行操控，使得在负载中出现故障情况时通过2级节点元件来执行：

-接通和/或关闭至少一个负载(尤其一个组件)，和/或

-特别是通过中断与负载的数据通信来隔离负载，和/或

-特别是通过中断到负载的能量传输来关闭负载。

尤其是可以设定，将网络、尤其是1级节点元件与至少两个独立的能量源连接，以便提供能量基础结构。为此，优选分别由至少两个或至少四个1级节点元件组成的组设置在每个车辆侧面或车辆角部处(即，车辆的左前和右前和左后和右后)，并且这些组彼此连接，从而构成一个形成能量环。

尤其是可以设想，设有至少一个交换元件，所述交换元件在节点元件之间、尤其是在1级节点元件和/或2级节点元件之间调度(数据)传输和/或通信。此时，1级节点元件优选至少部分地通过交换元件彼此连接。所述交换元件分别设计成例如以太网交换器，例如设计成至少10Mb或100Mb的以太网交换器。由此，为了数据传输特别是可以提供一个环结构，以便通过以太网、尤其是至少10Mb或100Mb的以太网连接多个1级节点元件。一个或多个组件、尤其是至少2个或至少4个或至少6个组件特别是共同连接到一个单独的2级节点元件上，并经由该2级节点元件与一个1级节点元件连接，从而(间接地)经由2级节点元件可以例如通过以太网或环结构实现不同组件的通信。

可选地也可以设想，通过多个1级节点元件构成尤其是网状的网络，用于动态地生成和/或改变连接路径，2级节点元件分别作为连接路径的输入和输出点与所述网络连接。这里，为了构成所述网络，至少几个节点元件优选相互进行通信。所述节点元件尤其是经由线路、优选经由电导线相互连接。对于能量和数据优选传输设置不同的导线。所述网络特别优选包括用于能量传输的第一网络和用于数据传输的第二网络，所述第一和第二网络尤其是分别具有不同的结构。这使得可以提供一种针对相应的传输适配调整的并且特别可靠的网络结构。

此外，在本发明的范围内可以设定的是，一个网络设置有多个1级节点元件，为了在第一和第二组件之间建立连接，

-第一组件与第一2级节点元件连接，所述第一2级节点与所述网络的第一1级节点元件连接，并且

-第二组件与第二2级节点元件连接，所述第二2级节点与所述网络的第二1级节点元件连接，

第一1级节点元件优选通过另外的1级节点元件与第二1级节点元件连接。由此，尤其是通过第一2级节点元件，然后通过第一1级节点元件，然后通过所述另外的1级节点元件，然后通过第二1级节点元件，然后通过第二2级节点元件为组件提供连接路径。尤其可行的是，第一2级节点元件与第二2级节点元件不同，并且第一1级节点元件与第二1级节点元件不同。为了确保特别可靠的和故障安全的能量和/或数据供应，对于冗余组件可以设定，所述冗余组件分别与两个2级节点元件连接。

在本发明的范围内优选可以设定，通过多个节点元件提供用于电气组件的能量基础结构，为此，将多个2级节点元件和多个1级节点元件相互连接成网络，从而通过至少一个所述1级节点元件分别连接所述网络中的至少一个网络分支，所述1级节点元件分别具有用于中断或释放向相应网络分支的能量供应的开关元件。通过开关元件特别是可以中断或建立至少一个用于能量供应的连接路径。以这种方式，例如可以将网络分支或个别组件或组件组排除于能量供应之外，或者有针对性地给一些组件提供能量。也可以设想的是，由开关元件调节和/或能调节能量供应的规模。为此，开关元件例如包括可调节的电阻或类似物。

此外，在本发明的范围内可选的是，2级节点元件可以分别与至少一个或仅一个所述组件尤其是直接地和/或非间接地优选通过组件接口连接，以实现对相应组件的能量供应，所述2级节点元件分别具有开关装置，以中断或建立对相应连接的组件的能量供应，所述2级节点元件优选分别具有安全开关装置，以便在安全危急状态下中断对相应连接的组件的能量供应。安全开关装置尤其是电保险装置，并且优选只能不可逆地从闭合状态(建立能量供应)被带到或切换断开状态(能量供应中断)，但优选不能相反地操作。所述开关装置优选可以由能量管理单元操控。优选安全开关装置(只)能自动地和/或独立于能量管理单元地切换和/或不能通过能量管理单元操控。特别是安全开关装置发生切换的安全危急状态例如是过电流或过电压或类似情况。因此提供了一种独立于电源管理单元的保险装置。

可选地可以设想，至少两个尤其是独立的、尤其是不同类型的能量源尤其是(直接地)分别经由不同的1级节点元件与所述网络连接，从而在利用一个所述能量源对一个(尤其是任意一个)网络分支的能量供应中断时，(始终或)通过另一个所述能量源建立对其余网络分支的能量供应，尤其是反之亦然。所述能量源尤其是不同地例如构造成车辆电池或电动车辆中的高压电池或直流变压器或发电机或类似装置。第一能量源例如是车辆电池，而第二能量源例如是发电机。因此可行的是，设有主能量源和副能量源。使用主能量源例如在正常情况下用于向所述组件供应能量，并且例如仅在调整情况下使用或接通副能量源，以向组件供应能量。因此进一步提高了可靠性和容错性。

在另一种可能性中可以设定，通过多个节点元件提供用于电气组件的数据基础结构，使得所述组件分别经由至少一个2级节点元件分别与至少一个1级节点元件连接，1级节点元件形成具有网络分支的网络，并且所述网络分支和/或1级节点元件经由交换元件彼此连接，1级节点元件和/或2级节点元件优选分别还设计用于符合能量基础结构地提供对组件的能量供应。此时，对于每个网络分支和/或对于每个所述组件，优选都可以单独地适配调整和/或阻止数据传输，优选通过分别与其(直接)连接的2级节点元件进行适配调整和/或阻止。可行的是，分别以不同的线路，对于用于能量传输的第一网络将第一网络分支设定为用于能量传输，而对于用于数据传输的第二网络将第二网络分支设定为用于数据传输。由此，例如即使在数据传输被阻止时，也可以继续给一个所述组件提供能量传输。

在本发明的范围内可以设定的是，2级节点元件分别设计成，相对于数据基础结构和/或能量基础结构对与相应2级节点元件连接的组件执行涉及安全性的隔离，从而阻止相应组件与网络的其它组件的通信和/或对相应组件的能量供应。“涉及安全性”尤其是指在车辆运行中危及安全性的事件。2级节点元件尤其是分别包括可开关的通信接口，所述通信接口分别用于一个与2级节点元件连接的电气组件。在所述隔离之后，尤其是对所隔离的网络分支或所隔离的组件进行再激活测试。例如，重复执行所述再激活测试，以便接着通过执行再激活测试的节点元件提供再激活结果或测试结果。如果无法进行再激活(即取消隔离)，则会例如输出持续警告。由此得到这样的优点，对于故障情况能提早找到解决方案。此外，例如可以实现减少至少一个网络分支中的能量消耗。寻找解决方案例如也可以至少部分地自动进行，优选通过能量管理单元进行。

备选地或附加地，也可以经由至少一个节点元件、尤其是2级节点元件这样对(单个)网络分支或(单个)组件进行隔离，即，对与相关网络分支或相关组件的数据通信进行中断或过滤。为此尤其是可以实时地实现2级节点元件的新配置，以便例如在调整和/或故障情况下，尤其是在出现安全问题时使通信去激活。

可选地可以设定，所述节点元件既形成用于在组件之间进行数据分配的数据基础结构，也形成用于尤其是以工作电压对组件进行能量供应的能量基础结构。换句话说，各节点元件分别既具有数据功能，也具有能量功能，以便向组件进行数据和能量传输。由此特别是还可以节省结构空间，并降低用于其它设备的成本。数据基础结构的网络结构和/或拓扑结构优选不同于能量基础结构的网络结构和/或拓扑结构。每个所述节点元件特别是都设计成用于影响能量流和数据流，尤其是动态地和/或静态地对能量流和数据流进行适配调整。

本发明的主题还涉及一种用于在车辆中进行能量和/或数据传输的方法。这里，尤其是设有至少一个节点元件。

优选设定的是，执行以下步骤中的至少一个，这些步骤优选依次地或以随机的顺序执行，优选也可以重复执行单个步骤：

-经由所述至少一个节点元件连接车辆的至少两个电气组件，从而使用(尤其是第一)连接路径传输能量和/或数据，

-根据规定和/或事件(自动地)改变所使用的连接路径，从而使能量和/或数据的传输(自动地，尤其是通过所述至少一个节点元件)与所述规定和/或事件相适配。

因此，根据本发明的方法带来了与参考根据本发明的系统详细描述的优点相同的优点。此外，所述方法可以适于通过根据本发明的系统来执行。

优选可行的是，所述至少一个节点元件具有至少一个电子组件。所述电子组件优选包括至少一个微处理器和/或集成电路和/或类似物。此时特别是设定，所述电子组件设计成，至少部分地执行根据本发明的方法和/或这样操控所述节点元件，即，至少部分地执行根据本发明的方法。

可行的是，至少一个或每个所述节点元件可以分别与至少一个或至少两个或至少三个另外的节点元件连接，尤其是以直接和/或非间接的方式连接。

节点元件(相互)的连接尤其是设计成，用于在节点元件之间执行数据和/或能量传输。节点元件优选构成相对于车辆固定的和/或集成在车辆中。

优选设定，通过至少两个或仅两个节点元件的连接形成一个或每个连接路径。

尤其是可以这样来实现改变所使用的连接路径，即，

-中断或建立所使用的连接路径，和/或

-更换所使用的连接路径，从而例如替代第一连接路径而使用第二连接路径，和/或

-参照传输参数、例如传输速度(对于数据)或能量参数(例如功率最大值)适配调整所使用的连接路径，尤其是根据规定来适配调整。

例如在以下状态中的至少一个中发生事件和/或错误情况：

-网络分支的至少一个具有错误状态，例如短路或接地故障等，

-组件的至少一个具有错误状态，例如超过预定阈值的能量消耗，

-组件的至少一个传送错误数据，

-至少一个连接路径具有错误状态，例如断开的连接导线。

所述规定例如包括例如用于负载分配的分配规定或优化规定，并且优选通过能量管理单元和/或数据管理单元提供所述规定，以便特别是优化数据和/或能量分配。

在本发明中，可以有利地设定，提供一种用于尤其是以工作电压对组件进行能量供应的能量基础结构和一种用于通过网络在组件之间进行数据传输的数据基础结构，从而根据通过相应节点元件的数据传输来控制向至少一个与该节点元件连接的组件的数据和/或能量传输。尤其是，在没有肯定地探测到事件时，所述连接路径是静态的，并且仅在肯定地探测到事件时，才动态地适配调整所述连接路径。例如可行的是，通过数据传输向所述节点元件或至少一个所述节点元件传输事件或操控信息，并且由相应的节点元件对所述事件或操控信息进行分析评估。此时，例如可以根据所述分析评估来操控开关元件和/或开关装置。因此，可以实现使网络具有灵活的结构并且实现对能量和/或数据供应进行灵活的适配调整。

可选地也可以设想，通过节点元件探测故障情况(作为事件)，并且在肯定地探测到错误情况时，通过节点元件实现能量传输的自动中断，从而中断第一连接路径，为了补偿这种中断，提供第二连接路径。由此显著提高了可靠性和容错性。

附图说明

下面参考附图来详细说明本发明。这里，在权利要求和说明书中所提及的特征分别可以本身单独地或以任意组合地构成本发明的重要内容。其中：

图1是根据本发明的系统的和根据本发明的方法的示意图，

图2是网络结构的示意图，

图3是根据本发明的系统的各部分的示意图，

图4-图8是根据本发明的系统的各部分的其他的示意图。

附图标记列表

1 1级节点元件

1.1 开关元件

1.2 环形接口

1.3 1级到2级的接口

1.4 控制设备接口、ECU接口

2 2级节点元件

2.1 开关装置

2.2 安全开关装置

2.3 组件接口、通信接口

2.4 2级到1级的接口

10 系统

15 车辆

30 组件、EPS

30a 第一组件

30b 第二组件

50 控制设备、ECU

50d 第四ECU

50a 第一ECU

50b 第二ECU

50c 第三ECU

60 车辆控制单元

70 能量管理单元

75 能量源

80 数据管理单元

90 交换元件

91 交换路径

110 网络、图形

111 网络分支

115d 第四车辆区域

115a 第一车辆区域

115b 第二车辆区域

115c 第三车辆区域

120 节点元件

具体实施方式

在以下附图中，对于即使来自不同实施例的相同的技术特征也使用相同的附图标记。

在图1中示意性地示出根据本发明的方法，其中也示出了根据本发明的系统10的各部分。这样示出了上一级的车辆控制单元60，所述车辆控制单元60执行与车辆15的能量管理单元70和数据管理单元80的通信和/或对其的控制。这里，能量管理单元70和/或数据管理单元80分别控制至少一个节点元件120和/或与所述节点元件120通信，尤其是与至少一个2级节点元件2通信。同时，能量管理单元70和/或数据管理单元80可以分别与至少一个1级节点单元1通信和/或从所述1级节点单元1接收信息。这里，这些节点元件120可以构成网络110，所述网络110例如通过车辆控制单元60和/或能量管理单元70和/或数据管理单元80来管理，尤其是通过所述通信进行管理。

图2示出具有相关接口、尤其是节点元件120的网络110或图形110的一种可能结构。这里，还示出了车辆15的电气组件30，所述电气组件30这里示例性地设计成冗余组件30。这种冗余组件30例如是车辆15的EPS。组件30在此可以原则上通过单一的2级节点元件2与所述网络110连接，或者在冗余部件30的情况下冗余地通过至少两个2级节点元件2与网络110连接。相应的2级节点元件2这里与网络110的不同的1级节点元件1连接。以这种方式，即使在例如存在于两个1级节点元件1之间的各网络分支111和/或各连接路径之一失效的情况下，也可以提供备用的连接路径。

在图3和4中示意性示出了由网络110提供的用于车辆15的能量基础结构。为此，网络110包括例如用于传输能量的第一网络110。

在图3中可以看出，为了提高容错性，设有两个不同的能量源75。这两个能量源75分别与不同的1级节点元件1连接，所述1级节点元件又与不同的2级节点元件2连接。此外，各1级节点元件1也相互连接，从而尤其是形成了车辆15的能量环，例如通过用于能量传输的第一线路形成。1级节点元件1例如分别形成这样的区域，在所述区域中2级节点元件2与1级节点元件1连接，和/或分别形成网络分支111。示意性地示出的是，至少一个第一组件30a和第二组件30b可以分别例如在不同的区域或网络分支111中与不同的2级节点元件2连接。此外，冗余组件30例如也可以与至少两个不同的区域或网络分支111连接。这可以显著提高故障安全性。

图4示例性示出了能量基础结构的构造。这样可以看出，冗余组件30与两个不同的2级节点元件2连接。此外，还设有两个不同的能量源75。此外可以看出，在整个车辆15中，组件30在不同的车辆区域中(例如在尾部和/或前部区域中)与网络110连接。

图5在用于提供能量基础结构的相应节点元件120的功能性方面示意性和示例性地示出了1级节点元件1和2级节点元件2的构造。1级节点元件1例如包括用于中断能量供应的开关元件1.1。2级节点元件2尤其是包括开关装置2.1和/或安全开关装置2.2和/或用于与组件30连接的组件接口2.3。同样可以看出，1级节点元件1与2级节点元件2电连接，优选通过相应的接口来连接。

在图6和7中示意性示出由网络110提供的用于车辆15的数据基础结构。为此，网络110例如包括用于数据分配的第二网络110。可以看出，为不同的车辆区域设置了不同的控制设备50，尤其是ECU。这里，在图6中示意性示出了第一车辆区域115a和第二车辆区域115b以及第三车辆区域115c和第四车辆区域115d。这里，第一ECU 50a可以分配给第一车辆区域115a，第二ECU 50b可以分配给第二车辆区域115b，第三ECU 50c可以分配给第三车辆区域115c，而第四ECU 50d可以分配给与第四车辆区域115d。相应的控制设备50尤其是通过控制设备接口1.4分别与一个1级节点元件1连接，这里1级节点元件1必要时也分配给相应的车辆区域。此时，各车辆区域或相应的1级节点元件1优选通过交换路径91彼此连接。例如，尤其是设计成以太网开关的交换元件90就用于这个目的。如图8所示，交换元件90也可以集成在1级节点元件1中。

图8在用于提供数据基础结构的相应节点元件120的功能性方面示意性和示例性地示出了1级节点元件1和2级节点元件2的构造。此时，1级节点元件1可以包括与另外的1级节点元件1的接口(例如环形接口1.2)。此外，可以设置1级到2级的接口1.3，该接口1.3将1级节点元件1与2级节点元件2连接。相反，2级节点元件2可以具有相应的2级到1级的接口2.4。此外，2级节点元件2包括至少一个组件接口2.3，用于与组件30连接。

以上对各实施形式的说明仅在示例的范围内描述了本发明。当然，只要在技术上是合理的，这些实施形式的各个特征可以自由地相互组合，而不会偏离本发明的范围。

Claims (13)

1.一种用于在车辆(15)中进行能量和/或数据传输的系统(10)，该系统(10)具有至少一个节点元件(120)，所述节点元件(120)用于网络式地连接车辆(15)的至少两个电气组件(30)，从而提供不同的连接路径，并且能量和/或数据的传输能适配调整地通过至少一个所述连接路径进行，

其特征在于，设置具有多个1级节点元件(1)的网络(110)，其中，

为了建立第一和第二组件(30a、30b)之间的连接，

-第一组件(30a)与第一2级节点元件(2)连接，所述第一2级节点元件(2)与所述网络(110)的第一1级节点元件(1)连接，以及

-第二组件(30b)与第二2级节点元件(2)连接，所述第二2级节点元件(2)与所述网络(110)的第二1级节点元件(1)连接，

所述第一1级节点元件(1)经由另外的1级节点元件(1)与所述第二1级节点元件(1)连接。

2.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，通过网络、通过多个节点元件(120)提供所述不同的连接路径，其中，该网络至少具有以下节点元件(120)：

-至少一个用于所述网络的第一级的1级节点元件(1)，所述1级节点元件(1)连接在网络侧，

-至少一个用于所述网络的第二级的2级节点元件(2)，所述2级节点元件(2)连接在组件侧。

3.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其特征在于，通过多个1级节点元件(1)形成网络(110)，用于动态地生成和/或改变连接路径，2级节点元件(2)分别作为到所述连接路径的输入点和输出点与所述网络(110)连接。

4.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，通过多个节点元件(120)提供用于电气组件(30)的能量基础结构，为此，将多个2级节点元件(2)和多个1级节点元件(1)相互连接成网络(110)，从而通过至少一个所述1级节点元件(1)分别连接所述网络(110)中的至少一个网络分支(111)，其中，各1级节点元件(1)分别具有用于中断或释放相应网络分支(111)的能量供应的开关元件(1.1)。

5.根据权利要求4所述的系统(10)，其特征在于，各2级节点元件(2)分别与至少一个所述组件(30)连接，以便实现对相应的所述组件(30)的能量供应，各2级节点元件(2)分别具有开关装置(2.1)，以便中断或建立对相应连接的组件(30)的能量供应，各2级节点元件(2)分别具有安全开关装置(2.2)，以便在安全危急状态下中断对相应连接的组件(30)的能量供应。

6.根据权利要求4或5所述的系统(10)，其特征在于，至少两个独立的、不同类型的能量源(75)分别通过不同的1级节点元件(1)与所述网络(110)连接，从而在利用一个能量源(75)对一个网络分支(111)进行的能量供应中断时，通过另一个能量源(75)建立对其余网络分支(111)的能量供应，并且反之亦然。

7.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，通过多个节点元件(120)提供用于电气组件(30)的数据基础结构，使得所述组件(30)分别经由至少一个2级节点元件(2)分别与至少一个1级节点元件(1)连接，所述1级节点元件(1)形成具有网络分支(111)的网络(110)，并且所述网络分支(111)和/或1级节点元件(1)经由交换元件(90)彼此连接，所述1级节点元件(1)和/或2级节点元件(2)分别还设计成用于符合能量基础结构地提供对组件(30)的能量供应。

8.根据权利要求4所述的系统(10)，其特征在于，所述2级节点元件(2)分别设计成用于，关于数据基础结构和/或能量基础结构，对与相应的2级节点元件(2)连接的组件(30)实施与涉及安全性的隔离，从而阻止相应组件(30)与所述网络(110)的其它组件(30)通信和/或阻止对相应组件(30)的能量供应。

9.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，节点元件(120)既形成用于在组件(30)之间进行数据分配的数据基础结构，也形成用于对组件(30)以工作电压进行能量供应的能量基础结构。

10.一种用于在车辆(15)中进行能量和/或数据传输的方法，具有至少一个节点元件(120)，

其特征在于，具有以下步骤：

-将车辆(15)的至少两个电气组件(30)经由至少一个节点元件(120)连接，从而利用连接路径来传输能量和/或数据，

-根据规定和/或事件改变所使用的连接路径，从而使能量和/或数据传输自动与所述规定和/或事件相适配，

其特征还在于，设置具有多个1级节点元件(1)的网络(110)，其中，

为了建立第一和第二组件(30a、30b)之间的连接，

-第一组件(30a)与第一2级节点元件(2)连接，所述第一2级节点元件(2)与所述网络(110)的第一1级节点元件(1)连接，以及

-第二组件(30b)与第二2级节点元件(2)连接，所述第二2级节点元件(2)与所述网络(110)的第二1级节点元件(1)连接，

所述第一1级节点元件(1)经由另外的1级节点元件(1)与所述第二1级节点元件(1)连接。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，提供用于对组件(30)以工作电压进行能量供应的能量基础结构，以及提供用于通过网络(110)在组件(30)之间进行数据传输的数据基础结构，从而根据数据传输通过相应的节点元件(120)来控制对至少一个与该节点元件(120)连接的组件(30)的数据和/或能量传输。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，通过节点元件(120)探测故障情况作为事件，并且在肯定地探测到故障情况时，通过节点元件(120)实现自动中断能量传输，从而中断第一连接路径，为了补偿所述中断，提供第二连接路径。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，使用根据权利要求1至9之一所述的系统(10)执行。

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