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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät und ein Steuersystem an Bord eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verteilung von Daten und elektrischer Energie zwischen Steuergeräten an Bord des Kraftfahrzeugs.
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An Bord eines Kraftfahrzeugs ist eine Vielzahl Steuergeräte vorgesehen, die mittels eines Netzwerks miteinander kommunizieren könnten. Wird das Kraftfahrzeug abgestellt, so werden die Steuergeräte üblicherweise ganz abgeschaltet oder in einen Zustand niedriger Energieaufnahme versetzt.
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Verfügt ein Steuergerät über eine permanente Energieversorgung, so kann es aus einem Schlafzustand aufgeweckt werden, indem ihm eine Aktivierungsnachricht zugestellt wird. Dies bedingt, dass das Steuergerät nur soweit deaktiviert wird, dass das Empfangen der Nachricht noch möglich ist. In einer anderen Ausführungsform ist eine gesonderte Weckleitung vorgesehen, über die ein Impuls oder ein Pegel an das Steuergerät versandt werden kann, um dieses aufzuwecken. In diesem Fall muss das Steuergerät im energiesparenden Zustand Datenverkehr auf einer Datenschnittstelle nicht auswerten. Sollen verschiedene Steuergeräte einzeln aufgeweckt werden können, so sind verschiedene Weckleitungen vorzusehen. Zum Aufwecken eines Steuergeräts kann ein Verfahren durchgeführt werden, das unter der Bezeichnung TC10 bekannt ist, und das für Ethernet in der OPEN Alliance spezifiziert ist. Dabei kann das Steuergerät in einen energiesparenden Zustand versetzt werden, in welchem es keine Daten mehr empfangen kann. Zum Aufwecken kann dann über eine Datenleitung ein elektrisches Signal gesandt werden, um das Steuergerät wieder aufzuwecken.
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Es wurde vorgeschlagen, eine Datenleitung zwischen zwei Steuergeräten gleichzeitig zur Übermittlung elektrischer Energie an ein angeschlossenes Steuergerät zu verwenden. Diese Herangehensweise ist als Fernspeisung (Power Over Data Line, PoDL) bekannt und für Ethernet in der Spezifikation 802.3bu festgelegt. Bekannte PoDL-Ansätze arbeiten auf Punkt- zu-Punkt-Verbindungen und erlauben nicht den Aufbau eines komplexen Kommunikationsnetzes, wie es an Bord eines aktuellen Kraftfahrzeugs verwendet wird.
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Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur Übertragung elektrischer Energie und Daten zwischen Steuergeräten an Bord eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuergerät an Bord eines Kraftfahrzeugs eine erste Schnittstelle mit einer Leitung, die gleichzeitig zur Übertragung von Daten und elektrischer Energie zur Versorgung des Steuergeräts eingerichtet ist; eine zweite Schnittstelle mit einer Leitung, die gleichzeitig zur Übertragung von Daten und elektrischer Energie an ein angeschlossenes weiteres Steuergerät eingerichtet ist; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Aktivierungsnachricht über die erste Schnittstelle zu empfangen; und in Abhängigkeit der empfangenen Aktivierungsnachricht eine weitere Aktivierungsnachricht an das mit der zweiten Schnittstelle verbundene weitere Steuergerät bereitzustellen.
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Das Steuergerät erlaubt es, ein Kommunikationsnetz zwischen Steuergeräten an Bord eines Kraftfahrzeugs aufzubauen, das kaskadiert oder hierarchisch gegliedert ist. Eine zentrale Stelle an Bord des Kraftfahrzeugs kann die Aktivierungsnachricht an das Steuergerät bereitstellen, und das Steuergerät kann diese auswerten und das weitere Steuergerät in einen passenden Aktivierungszustand versetzen. Eine Kommunikation der zentralen Stelle mit dem weiteren Steuergerät kann dadurch vereinfacht sein. In einer Ausführungsform kann die gesamte Verwaltung der Verteilung elektrischer Energie an das weitere Steuergerät seitens des Steuergeräts durchgeführt werden. Die zentrale Stelle kann von dieser Aufgabe weitgehend oder vollständig entlastet sein. Das Steuergerät kann eine Zusammenführung von Fernspeisung, Wecken und Energieversorgung des weiteren Steuergeräts realisieren.
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Die Aktivierungsnachricht umfasst bevorzugt eine Anforderung zum Übergang eines Steuergeräts oder eines Teils davon von einem aktiven Zustand in einen inaktiven Zustand oder umgekehrt. Das Steuergerät kann mehrere Zustände einnehmen, die als unterschiedlich aktiv gelten können. Dazu kann das Steuergerät eine Anzahl Komponenten umfassen, die nacheinander abgeschaltet werden können, wenn das Steuergerät von einem höheren in einen niedrigeren Aktivierungsgrad verbracht wird. eine Komponente kann auch mit einer niedrigeren Spannung, einer niedrigeren Taktfrequenz oder in längeren Intervallen betrieben werden, um in einem verringerten Aktivierungsgrad Energie zu sparen. In umgekehrter Weise können Komponenten aktiviert werden, wenn der Aktivierungsgrad erhöht wird. Beispielhafte Komponenten umfassen eine Schnittstelle, eine Verarbeitungseinrichtung, einen Zähler und einen Speicher. Die Aktivierungsnachricht kann einen Aktivierungsgrad angeben oder das Aktivieren oder Deaktivieren einer ihrer Komponenten angeben. Je aktiver ein Steuergerät ist, desto höher ist üblicherweise seine Anforderung für elektrische Energie.
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In einer Ausführungsform umfasst die Aktivierungsnachricht eine Anforderung zum Einschalten oder Abschalten des weiteren Steuergeräts oder eines Teils davon. Das Steuergerät kann dazu eingerichtet sein, das weitere Steuergerät oder einen betroffenen Teil davon einzuschalten bzw. abzuschalten. Bevorzugt ist das Steuergerät dazu eingerichtet, mit dem weiteren Steuergerät bidirektional zu kommunizieren und eine Bestätigung des weiteren Steuergeräts über das korrekte Einnehmen der angeforderten Aktivierung auszuwerten. In einer Ausführungsform kann das Steuergerät auch eine Fehlerbehandlung durchführen, falls das weitere Steuergerät der Anforderung nicht nachkommt. In diesem Fall kann das Steuergerät das weitere Steuergerät beispielsweise vollständig abschalten, indem die Versorgung von elektrischer Energie über die zweite Schnittstelle eingestellt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Versorgung des weiteren Steuergeräts mit elektrischer Energie über die zweite Schnittstelle auszuhandeln. Bevorzugt wird die ausgehandelte elektrische Energie dann über die zweite Schnittstelle bereitgestellt. Das Aushandeln kann automatisch und unabhängig von einer von der zentralen Stelle empfangenen Aktivierungsnachricht erfolgen. Die elektrische Energie kann bezüglich einer elektrischen Spannung und/oder eines zulässigen elektrischen Stroms ausgehandelt werden. Das Aushandeln kann vom Steuergerät oder vom weiteren Steuergerät initiiert werden.
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Zum Aushandeln kann das weitere Steuergerät mit einer vorbestimmten, geringen Energie versorgt werden, insbesondere an einer geringen Spannung von beispielsweise ca. 5 V. Eine Stromaufnahme des weiteren Steuergeräts kann auf einen vorbestimmten, geringen Wert begrenzt sein, beispielsweise ca. 100 mA. Dann kann zwischen dem Steuergerät und dem dann kommunikationsfähigen weiteren Steuergerät vereinbart werden, welche maximale Stromstärke es aufnehmen darf und mit welcher Spannung es versorgt wird. Die ausgehandelten Werte liegen üblicherweise über den initial verwendeten, geringen Werten.
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Zum Aushandeln der bereitgestellten Energie kann einer der Partner ein Angebot bzw. eine Anforderung für einen bevorzugten Wert für die Spannung oder den Strom bereitstellen. Der andere Partner kann das Angebot entweder annehmen oder ein Gegenangebot bereitstellen, auf das dann der erste Partner reagieren kann. Eine andere Vorgehensweise ist ebenfalls möglich. Können sich die Partner nicht einigen, so kann die Energieversorgung mit Werten erfolgen, die vom versorgenden Partner gewählt sind, wobei bevorzugt eine vom versorgten Partner angeforderte Spannung nicht überstiegen wird. Alternativ kann die Energieversorgung in diesem Fall auch verweigert werden.
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Die Energie kann insbesondere bezüglich einer Spannung und/oder einer maximalen Stromstärke ausgehandelt werden. Für jedes separat angeschlossene weitere Steuergeräte kann eine individuelle Spannung ausgehandelt werden. Das Steuergerät kann die von den angeschlossenen weiteren Steuergeräten angeforderten maximalen Leistungen (jeweils als Produkt aus der verwendeten Spannung und der angeforderten maximalen Stromstärke) zu einer Gesamtleistung addieren, die es selbst von einer zentralen Stelle anfordern kann. Steht dem Steuergerät weniger elektrische Leistung zur Verfügung als für die Versorgung aller Steuergeräte erforderlich ist, so kann die maximale oder augenblickliche Leistung eines der Steuergeräte verringert werden.
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Sollte der versorgte Partner einen höheren als den bewilligten Strom aufnehmen, so kann der versorgende Partner die Energieversorgung unterbrechen oder verringern oder versuchen einen höheren Wert für den Strom auszuhandeln .
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Ist das Steuergerät dazu eingerichtet, eine von der zentralen Stelle bereitgestellte Versorgungsspannung zu erhöhen, so kann es durch die zentrale Stelle mit einer praktisch beliebigen Kombination von Spannung und Strom versorgt werden, solange dabei ausreichend Leistung bereitgestellt wird. Andernfalls, wenn im Steuergerät nur eine Abwärts-Wandlung der Spannung möglich ist, kann das Steuergerät versuchen, von der zentralen Stelle Energie mit der höchsten Spannung zu erhalten, die von einem der angeschlossenen weiteren Steuergeräte angefordert wurde. Umgekehrt kann das Steuergerät auch mit einem weiteren Steuergerät aushandeln, dass dieses mit keiner höhere Spannung versorgt wird, als das Steuergerät von der zentralen Stelle selbst erhält.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die Versorgung des weiteren Steuergeräts mit elektrischer Energie anzupassen, wenn das weitere Steuergerät zu aktivieren oder zu deaktivieren ist. So kann beispielsweise eine Versorgungsspannung für das weitere Steuergerät automatisch abgesenkt werden, wenn das weitere Steuergerät in einen niedrigeren Aktivierungszustand versetzt wird.
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Es ist allgemein bevorzugt, dass das Steuergerät mehrere zweite Schnittstellen umfasst, die zur Verbindung mit mehreren weiteren Steuergeräten eingerichtet sind. Bevorzugt ist jeder zweiten Schnittstelle genau ein weiteres Steuergerät zugeordnet, in einer weiteren Ausführungsform können jedoch auch mehrere weitere Steuergeräte mit einer zweiten Schnittstelle verbunden werden. Über ein passendes Adressierungsverfahren können dann Daten dediziert mit jedem einzelnen der angeschlossenen weiteren Steuergeräte ausgetauscht werden, die Versorgung mit elektrischer Energie erfolgt dann für alle angeschlossenen weiteren Steuergeräte in derselben Weise.
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Es ist besonders bevorzugt, dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, mit unterschiedlichen zweiten Schnittstellen verbundene weitere Steuergeräte mit elektrischer Energie unterschiedlicher Spannungen zu versorgen. Anders ausgedrückt können Spannungen für unterschiedliche weitere Steuergeräte individuell über jeweils verwendete zweite Schnittstellen eingestellt bzw. ausgehandelt werden. So kann in verbesserter Weise darauf Rücksicht genommen werden, dass bestimmte Steuergeräte an Bord des Kraftfahrzeugs noch eine Zeit lang oder dauerhaft aktiv bleiben können, wenn das Kraftfahrzeug abgestellt wird. Jedes einzelne der weiteren Steuergeräte kann sukzessive oder pauschal in einen niedrigeren Aktivierungsgrad versetzt werden.
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Das Steuergerät kann eine dritte Schnittstelle zur Übertragung nur von Daten an ein angeschlossenes weiteres Steuergerät umfassen. Das weitere Steuergerät kann anderweitig mit elektrischer Energie versorgt werden, beispielsweise von einer zentralen Stelle an Bord des Kraftfahrzeugs. Die Verarbeitungseinrichtung kann in diesem Fall dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit der Aktivierungsnachricht eine weitere Aktivierungsnachricht an das mit der dritten Schnittstelle verbundene weitere Steuergerät bereitzustellen.
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So kann auch ein weiteres Steuergerät angebunden werden, das nicht zum Empfang elektrischer Energie über eine Datenleitung (PoDL) geeignet ist. Es ist allgemein bevorzugt, dass mehrere dritte Schnittstellen vorgesehen sind, um mehrere weitere Steuergeräte anzuschließen. Auch hier gilt, dass eine Eins-zu-eins-Zuordnung zwischen weiteren Steuergeräten und dritten Schnittstellen bevorzugt ist, unter Umständen jedoch auch mehrere weitere Steuergeräte mit einer dritten Schnittstelle verbunden werden können.
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Ein Steuersystem an Bord eines Kraftfahrzeugs umfasst ein hierin beschriebenes Steuergerät. Bevorzugt umfasst es zusätzlich wenigstens ein mittels einer zweiten Schnittstelle angeschlossenes weiteres Steuergerät.
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Umfasst das Steuergerät wenigstens eine dritte Schnittstelle, so kann das Steuersystem zusätzlich wenigstens ein mittels der dritten Schnittstelle angeschlossenes weiteres Steuergerät umfassen.
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Ein Kraftfahrzeug umfasst ein hierin beschriebenes Steuergerät und/oder ein hierin beschriebenes Steuersystem. Das Kraftfahrzeug umfasst bevorzugt ein Kraftrad, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
- 1 ein Steuersystem an Bord eines Kraftfahrzeugs;
- 2 ein Steuersystem in einer weiteren Ausführungsform;
- 3 eine zentrale Stelle für ein Steuersystem an Bord eines Kraftfahrzeugs; und
- 4 ein Steuersystem in wieder einer weiteren Ausführungsform illustriert.
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1 zeigt ein Steuersystem 100 an Bord eines Kraftfahrzeugs 105. Das Kraftfahrzeug 105 ist exemplarisch als Personenkraftwagen dargestellt. Es umfasst eine elektrische Energiequelle 110 und eine zentrale Stelle 115, die eine Verteilung elektrischer Energie an das Steuersystem 100 steuern kann. Eine solche Komponente kann auch Energieversorger (Power Supply Equipment, PSE) genannt werden. Üblicherweise handelt es sich bei der zentralen Stelle 115 ebenfalls um ein Steuergerät. Es ist zu beachten, dass an Bord des Kraftfahrzeugs 105 auch mehrere zentrale Stellen 115 vorgesehen sein können.
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Das Steuersystem 100 umfasst ein Steuergerät 120 und wenigstens ein weiteres Steuergerät 125, das an das Steuergerät 120 angeschlossen ist. In der Darstellung von 1 sind exemplarisch fünf weitere Steuergeräte 125 vorgesehen, die beispielsweise Funktionen einer Motorsteuerung, eines Diebstahlschutzes, einer elektrischen Zentralverriegelung, einer Steuerung eines Klimatisierungssystems (Heating, Ventilation, Air Conditioning, HVAC), einer Kommunikationsverbindung mit einem entfernten Netzwerk oder eines Unterhaltungssystems implementieren können. Weitere Funktionen sind ebenfalls möglich. An einem modernen Kraftfahrzeug 105 können mehrere Dutzend weitere Steuergeräte 125 vorgesehen sein.
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Das Steuergerät 120 ist dazu eingerichtet, eine Kommunikation der weiteren Steuergeräte 125 untereinander und/oder mit der zentralen Stelle 115 zu ermöglichen und zumindest einige der weiteren Steuergeräte 125 mit elektrischer Energie zu versorgen.
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Es ist zu beachten, dass in einer weiteren Ausführungsform des Steuersystems 100 auch mehrere Steuergeräte 120 vorgesehen sein können, die jeweils mit einem oder mehreren weiteren Steuergeräten 125 verbunden sind. Die Steuergeräte 120 sind dann üblicherweise untereinander hierarchisch oder gleichberechtigt miteinander verbunden.
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2 zeigt ein Steuersystem 100 in einer weiteren Ausführungsform. Das Steuergerät 120 umfasst eine erste Schnittstelle 205, eine zweite Schnittstelle 210 sowie eine optionale dritte Schnittstelle 215. Die erste Schnittstelle 205 ist zur Verbindung mit der zentralen Komponente 115 vorgesehen. Dabei wird bevorzugt PoDL-Technologie verwendet, wobei die erste Schnittstelle 205 Datenleitungen umfasst, über die gleichzeitig elektrische Energie übermittelt wird. Daten können einen hochfrequenten Anteil und elektrische Energie einen niederfrequenten Anteil von Strom umfassen, der über die Datenleitungen transportiert wird. Daten werden dazu üblicherweise kapazitiv ein- und ausgekoppelt, während elektrische Energie induktiv ein- bzw. ausgekoppelt wird. Dazu kann eine LC-Schaltung verwendet werden, die als Bias-T oder Bias Tee bekannt ist.
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Die zweite Schnittstelle 210 ist ebenfalls nach Art einer Fernspeisung (PoDL) implementiert, wobei hier ebenfalls über eine Leitung bzw. ein Leitungspaar sowohl Daten als auch elektrische Energie übermittelt werden. An einer zweiten Schnittstelle 210 ist ein weiteres Steuergerät 125 angeschlossen. Bevorzugt sind mehrere zweite Schnittstellen 210 vorgesehen, an denen mehrere weitere Steuergeräte 125 angeschlossen sind.
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Die dritte Schnittstelle 215 ist eine konventionelle Datenschnittstelle ohne Fernspeisung. Eine dritte Schnittstelle 215 umfasst lediglich Datenleitungen, über die keine elektrische Energie zur Versorgung eines angeschlossenen weiteren Steuergeräts 125 übermittelt und wird und die auch keine dedizierte Energieversorgungsleitung umfasst. Ein über eine dritte Schnittstelle 215 angebundenes weiteres Steuergerät 125 wird auf andere Weise mit elektrischer Energie versorgt. In der in 2 dargestellten Ausführungsform werden sowohl die zentrale Stelle 115 als auch die über eine dritte Schnittstelle 215 angebundenen weiteren Steuergeräte 125 aus einem Energieversorgungsnetz des Kraftfahrzeugs 105 gespeist. Dazu kann ein Bordnetz an den bekannten Klemmen 30 und/oder 31 verwendet werden.
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Ein weiteres Steuergerät 125 ist dazu eingerichtet, mit dem Steuergerät 120, der zentralen Stelle 115 oder einem anderen weiteren Steuergerät 125 zu kommunizieren. Ein mit einer zweiten Schnittstelle 210 verbundenes weiteres Steuergerät 125 kann deaktiviert oder in einen Ruhezustand verbracht werden, indem eine ihm bereitgestellte elektrische Leistung abgestellt oder verringert wird. Zur Deaktivierung eines mit einer dritten Schnittstelle 215 verbundenen weiteren Steuergeräts 125 kann ihm eine entsprechende Nachricht zugestellt oder seine Energiezufuhr unterbrochen werden.
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Bezüglich einer Energieverteilung und bevorzugt auch bezüglich einer Datenverteilung bildet das weitere Steuergerät 125 bevorzugt einen Endknoten. Es ist jedoch auch möglich, ein weiteres Steuergerät 125 nach Art eines hierin beschriebenen Steuergeräts 120 auszubilden und optional mit einem oder mehreren weiteren Steuergeräten 125 zu verbinden. So kann eine kaskadierte Daten- und Energieversorgung realisiert werden.
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3 zeigt eine zentrale Stelle 115 für ein Steuersystem 100 an Bord eines Kraftfahrzeugs 105 schematisch und in einer beispielhaften Ausführungsform.
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Die zentrale Stelle 115 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 305, einen Treiber 310, ein Bias-T 315, eine interne Spannungsversorgung 320, eine Versorgungssteuerung 325, eine Steuereinrichtung 330 sowie optional eine sonstige Einrichtung 335.
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Die Verarbeitungseinrichtung 305 ist dazu eingerichtet, Abläufe innerhalb der zentralen Komponente 115 zu steuern. Optional kann sie eine sonstige Einrichtung 335 aktivieren oder deaktivieren. In 3 ist hierzu ein Schalter SO_b zu diesem Zweck angedeutet. Der Treiber 310 sorgt für eine Anbindung des physischen Mediums, das zur ersten Schnittstelle 205 des Steuergeräts 120 führt. Üblicherweise werden hierbei zu übertragende Informationen in physische Repräsentationen und umgekehrt umgesetzt.
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Das Bias-T 315 mischt Daten und elektrische Energie, die von der Versorgungssteuerung 325 bereitgestellt ist. Die Versorgungssteuerung 325 kann auch Power Supply Equipment (PSE) genannt werden und ist dazu eingerichtet, über eine Leitung der ersten Schnittstelle 205 elektrische Energie in einer Form und Menge bereitzustellen, wie sie das Steuergerät 120 erfordert bzw. bevorzugt. Wie durch den angedeuteten Schalter SP_1 symbolisiert, kann die Versorgungssteuerung 325 auch von der ersten Schnittstelle 205 bzw. dem Bias-T 315 abgekoppelt werden.
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Die interne Spannungsversorgung 320 generiert aus elektrischer Energie eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs 105 intern erforderliche Ströme bzw. Spannungen. Wie durch den Schalter S1 angedeutet ist, kann die Versorgungssteuerung 325 optional auch abgeschaltet werden.
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Die Steuereinrichtung 330 ist dazu eingerichtet, interne Abläufe der zentralen Stelle 115 zu steuern und insbesondere die Bereitstellung elektrischer Energie über die erste Schnittstelle 205 mit dem Steuergerät 120 auszuhandeln. Dazu kann die Steuereinrichtung 330 ein vorbestimmtes PoDL-Protokoll implementieren.
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4 zeigt ein Steuergerät 120 in einer weiteren Ausführungsform. Das Steuergerät 120 ist ähnlich wie die zentrale Stelle 115 aufgebaut und umfasst mit Bezug auf 3 erläuterte Komponenten.
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Im Unterschied zur zentralen Stelle 115 zieht das Steuergerät 120 seine elektrische Energie jedoch mittels PoDL-Technik über die erste Schnittstelle 205. Dementsprechend tritt an die Stelle der internen Spannungsversorgung 320 ein Energieempfänger 405, der elektrische Energie mittels PoDL-Technologie über die erste Schnittstelle 205 empfängt. Der Energieempfänger 405 tritt gegenüber dem Steuergerät 115 als Powered Device (PD) auf und ist bevorzugt dazu eingerichtet, aus einer empfangenen Spannung bei Bedarf eine andere (niedrigere oder höhere) Spannung zu generieren.
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Ebenfalls abweichend vom Steuergerät 115 von 3 ist die Versorgungssteuerung 325 bevorzugt als Mehrfach-Versorgungssteuerung 410 ausgeführt. Die Mehrfach-Versorgungssteuerung 410 ist dazu eingerichtet, mehrere weitere Steuergeräte 125 jeweils individuell mittels PoDL-Technologie mit elektrischer Energie zu versorgen. Dazu kann mit einem weiteren Steuergerät 125 eine bereitzustellende Spannung oder Leistung individuell ausgehandelt werden. Die Mehrfach-Versorgungssteuerung 410 kann gegenüber jedem der weiteren Steuergeräte 125 als Energieversorger (Power Supply Equipment, PSE) auftreten.
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Eines oder mehrere weitere Steuergeräte 125 können über eine zweite Schnittstelle 210 oder eine dritte Schnittstelle 215 angebunden werden. Eine Kommunikation zwischen weiteren Steuergeräten 125 kann mittels eines Switch 415 ermöglicht sein. Der Switch kann insbesondere als Vermittlungseinrichtung ausgelegt sein. Das Netzwerk ist bevorzugt als Ethernet ausgeführt.
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Optionale Komponenten des Steuergeräts 120 sind mit unterbrochenen Linien dargestellt. Dazu zählt neben einer möglichen sonstigen Einrichtung 335 auch eine mögliche weitere Verarbeitungseinrichtung 420.
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Es ist bevorzugt, dass der Energieempfänger 405 dazu eingerichtet ist, eine durch das Steuergerät 120 aufgenommene Energie bei Bedarf zu verringern, indem er eine oder mehrere der Komponenten des Steuergeräts 120 teilweise oder vollständig deaktiviert. In entsprechender Weise kann eine Komponente wieder aktiviert werden, um einen erhöhten Aktivierungsgrad einzunehmen. Zur Steuerung der Aktivierung oder Deaktivierung von Komponenten sind schematisch und beispielhaft ein Schalter S_ON zur Deaktivierung des Bias-T 315, ein Schalter S3 zur Deaktivierung der Verarbeitungseinrichtung 305, ein Schalter SO_a zur Deaktivierung einer optionalen Komponente 420 und ein Schalter S2 zur Deaktivierung des Switch 415 im Energieempfänger 405 dargestellt. Es ist zu beachten, dass auch eine teilweise Deaktivierung einer Komponente erfolgen kann, beispielsweise durch Verringern einer Taktfrequenz.
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Es ist ferner bevorzugt, dass die Mehrfach-Versorgungssteuerung 410 dazu eingerichtet ist, ein angeschlossenes weiteres Steuergerät 125 graduell oder vollständig zu deaktivieren, indem es eine dem weiteren Steuergerät 125 bereitgestellte elektrische Leistung verringert. Schematisch sind hierfür beispielhafte Schalter SP_1, SP_2 und SP_3 dargestellt, die jeweils einer zweiten Schnittstelle 210 zugeordnet sind. Die Verringerung kann mit dem weiteren Steuergerät 125 über die Datenverbindung ausgehandelt oder ihm angekündigt werden. Auch hier ist eine Aktivierung oder Deaktivierung nicht auf eine binäre Einstellung beschränkt, sondern kann auch graduell erfolgen.
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Die interne Spannungsversorgung 320 verhält sich gegenüber der zentralen Stelle 115 als Energieempfänger (Powered Device, PD) und empfängt elektrische Energie über die erste Schnittstelle 205. Daraus erzeugt die Spannungsversorgung 320 daraus bei Bedarf abweichende Spannungen für den internen oder externen Bedarf. Die Spannungsversorgung 320 kann praktisch jede der Komponenten des Steuergeräts 120 einzeln teilweise oder vollständig deaktivieren. Zu diesem Zweck sind entsprechende Schalter in der Spannungsversorgung 320 dargestellt.
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Die Versorgungssteuerung 325, die bezüglich der PoOL-Technologie das Pendant der internen Spannungsversorgung 320 des Steuergeräts 120 darstellt, kann elektrische Energie über eine zweite Schnittstelle 210 sowohl nach einem verwendeten PoDL-Protokoll steuern als auch gänzlich abschalten, wie durch entsprechende Schalter dargestellt ist.
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Vorteilhaft ist das Steuergerät 120 dazu eingerichtet, selbst nicht weiter deaktiviert zu werden, als zum Empfangen von Daten über die erste Schnittstelle 205 erforderlich ist. Sollten Daten empfangen werden, die an ein weiteres Steuergerät 125 gerichtet sind, welches deaktiviert ist, so kann das Steuergerät 120 eine entsprechende Aktivierungsnachricht an das betroffene weitere Steuergerät 125 versenden. Es kann auch eine Aktivierungsnachricht von der zentralen Komponente 115 empfangen und ausgewertet werden. In Antwort darauf können eines oder mehrere angeschlossene weitere Steuergeräte 125 aufgeweckt bzw. deaktiviert werden.
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Bezugszeichen
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- 100
- Steuersystem
- 105
- Kraftfahrzeug
- 110
- elektrischer Energiespeicher
- 115
- zentrale Stelle
- 120
- Steuergerät
- 125
- weiteres Steuergerät
- 205
- erste Schnittstelle
- 210
- zweite Schnittstelle
- 215
- dritte Schnittstelle
- 305
- Verarbeitungseinrichtung
- 310
- Treiber
- 315
- Bias-T
- 320
- interne Spannungsversorgung
- 325
- Versorgungssteuerung (Power Supply Equipment, PSE)
- 330
- Steuereinrichtung
- 335
- sonstige Einrichtung
- 405
- Energieempfänger
- 410
- Mehrfach-Versorgungssteuerung (Power Supply Equipment, PSE)
- 415
- Switch
- 420
- weitere Verarbeitungseinrichtung