CN101652270B - 车辆通信系统与用于操作通信系统的方法 - Google Patents

车辆通信系统与用于操作通信系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101652270B
CN101652270B CN200880011373.1A CN200880011373A CN101652270B CN 101652270 B CN101652270 B CN 101652270B CN 200880011373 A CN200880011373 A CN 200880011373A CN 101652270 B CN101652270 B CN 101652270B
Authority
CN
China
Prior art keywords
network
interface unit
data
main operation
communication system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200880011373.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101652270A (zh
Inventor
N·塔拉辛斯基
N·弗里茨
D·沃尔克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deere and Co filed Critical Deere and Co
Publication of CN101652270A publication Critical patent/CN101652270A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101652270B publication Critical patent/CN101652270B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

本发明涉及车辆(12)的、尤其是工业或农业用车的通信系统(10)。所述通信系统(10)包括至少两个主操作组件(14)和网络(16)。所述车辆(12)和优选至少一种工作功能可以利用所述主操作组件(14)被操作。主操作组件(14)具有接口单元(32)并且必要时具有控制单元，通过所述控制单元可以控制和/或调节主操作组件。数据可以从一主操作组件(14)的接口单元(32)通过网络(16)被传输到另一主操作组件(14)的接口单元(32)。此外，本发明涉及一种用于操作通信系统(10)的方法。为了提供一种简化的结构和/或一种具有较高带宽的通信系统，建议，连接所述接口单元(32)的网络(16)具有以太网-数据网络。

Description

车辆通信系统与用于操作通信系统的方法
本发明涉及一种车辆的、尤其是工业或农业用车的通信系统。所述通信系统包括至少两个主操作组件和网络。所述车辆和优选至少一种工作功能(Arbeitsfunktion)可以利用所述主操作组件被操作。主操作组件具有接口单元并且必要时具有控制单元，通过所述控制单元可以控制和/或调节主操作组件。数据或者信息可以从主操作组件的接口单元通过所述网络被传输到另一主操作组件的接口单元。此外，本发明涉及一种用于操作通信系统的方法。
几十年以来，在农用机械领域，电子学及电子控制和调节的应用越来越重要。许多应用可以被简化，更有效且更好地被操纵并且被使用，因为相比于在手动操纵中可能的，电子控制器能够更精确且更快地做完许多过程。
为了不同的控制器能够相互协调它们的过程，同步并且相互交换需要的数据，这些控制器通过CAN总线进行通信。它是一种串行总线系统，所述串行总线系统许多年以来在汽车工业和自动化工业中是流行的。CAN总线在理想条件下提供直至最大1MBit/s的数据传输率。典型的数据传输率位于125kBit/s、250kBit/s或500kBit/s。
为了能够传输与处理随着现代车辆系统的功能规模而增长的数据量，多个总线或总线系统一起被操作，所述总线或总线系统可以通过网关相互连接。由此形成变得越来越复杂的系统，所述系统使得识别并消除问题越来越困难。
CAN-通信在农业机械技术中的应用子领域是在拖拉机与用于交换控制命令的设备之间的通信。这里存在覆盖制造商的国际标准(ISO11783或ISOBUS)，所述标准确保不同制造商的设备和牵引车能够相互通信并且确保这以哪种方式或以哪种形式发生。
因此，本发明的任务是，说明并改进一种在文章开始处提及的那类通信系统，通过所述通信系统克服前面提及的问题。尤其地，应提供一种简化的体系结构和/或一种具有较高带宽的通信系统。
该任务依照本发明通过权利要求1的特征来解决。由从属权利要求得知本发明的其他有利的实施方案和改进方案。
依照本发明，在文章开始处提及的那类通信系统，其特征在于，连接所述接口单元的网络具有以太网-数据网络。
原则上可以规定，在所有的主操作组件之间设置有以太网-数据网络。可替代地，也可能仅仅在所选择的车辆主操作组件之间存在以太网-数据网络。
首先已看出，CAN总线(在所述CAN总线上应用迄今的ISO标准)的容量在完全使用ISOBUS可能性的情况下可能完全满负荷。通过ISOBUS伸展的调节回路超过CAN总线的工作效率，正如用于自动化在车辆与可适配于车辆的工作设备之间相互配合中的工作过程的应用。此外，在一些应用中要求相比于利用目前CAN总线可实现的反应时间更短的反应时间。另外，CAN总线不具有受保证的回复时间。另一个问题是ISOBUS的作用半径，因为相比于所述总线由于物理原因允许的，一些辅助设备的块(Masse)具有更大的尺寸。
因此尤其建议，从工业自动化几年以来熟知的工业的以太网-数据网络(所述以太网-数据网络被制造商和运营商应用于工业的生产设备)被用作针对在辆的主操作组件之间的通信的基础结构或平台。
由于较高的带宽(100MBit/s或1GBit/s)和较大的作用半径(在借助铜缆进行连接的情况下直至100m)，较大的数据量也可以没问题地被传输。为了能够操作具有实时要求的复杂的调节回路，现在存在多种不同的基于工业以太网-数据网络的解决方案，所述解决方案恰当地处理甚至在短的循环时间(例如几百微秒)的情况下的高的要求。此外，工业的以太网-数据网络使得能够更简单地将车辆连接到办公室或管理部门。移动应用的特点对所述系统提出更高的要求并因此是首先在越野领域中的技术挑战。为了实现实时的网络，例如可以应用精确时间协议Precision Time Protocol(IEEE 1588)。
下列车辆组件被视为在本发明的意图中的主操作组件：
-内燃机
-变速箱
-液压泵
-动力输出轴(Zapfwelle)
-用于控制电机的变流器
-功率电子器件
-电机
-发电机
-电动机
-压缩机
-车辆避震系统，尤其是在主动(aktiv)控制时
换句话说，主操作组件是具有通常较大的功率消耗或功率输出的、用于实施或完成车辆的重要功能(诸如移动或工作功能的实施)的、较大的机组(Aggregat)或较大的部件
依照所述通信系统的一种优选的实施形式，通过接口单元将发电机的变流器连接到所述网络中。此外，同样地通过接口单元将电动机的变流器连接到所述网络中。至少在所述的两个接口单元之间，所述网络被构建为以太网-数据网络，所述以太网-数据网络尤其是实时的，从而发电机和电动机可以相互协调地被操作。
在所述通信系统的另一优选实施形式中设置有通信系统服务器，所述通信系统服务器控制主操作组件的单个的接口单元。单个接口单元的控制可以集中地借助于通信系统服务器实现，其中由此不一定必然地造成星形的网络拓扑。
如果调节回路的一些主操作组件或至少一个主操作组件被控制，则可以预料，通过所述网络要传输的数据率处于1至几MBit/s的范围内。此外，此类调节回路可能要求非常短的反应时间。因此，在所述通信系统的一优选实施形式中，所述以太网-数据网络被如此构建，使得能够实现实时的数据传输。
如果在至少两个接口单元之间的数据传输在可预先规定的持续时间内完成，则就可能尤其存在实时的数据传输，其中所述的可预先规定的持续时间处于10μs至10ms的范围内。
实时的数据传输也可以在所谓的确定性的数据传输的范畴内实现。在此，在预先规定的时间分别进行数据传输。这可以被设置为单个数据分组的形式。典型的循环时间处于约200μs，但是完全也可能更短。在这样的循环时间内完成在网络参与者之间的数据传输。
附加地或可替代地，如果接口单元发送被指定用于至少一个另外的接口单元的数据，就可能存在实时的数据传输。在此，最大持续时间可以由所述的进行发送的接口单元预先规定。可替代地，可以按其他方式预先规定最大持续时间。在该最大持续时间内，关于成功的数据传输的反馈或者说验证必须从所述的进行接收的接口单元到达。
如果接口单元发送被指定用于至少一个另外的接口单元的数据，并且所发送的数据例如在循环时间之后也实际上到达接收者处，就也可能存在实时的数据传输。实时数据传输的此类概念根据用于在不同构造中的稳定应用(stationaere Anwendungen)的现有技术是熟知的。这样的概念要么可以针对这里的本应用基本上不改变地被接受，要么特意被匹配到本应用情况上。
依照所述通信系统的一种优选的实施形式，所述网络可以完全或大部分根据下列以太网-标准的规范被构建：
-IEEE 802.3(以太网)
-IEC SC5C(实时以太网)
-IEEE 802.11(WLAN)
-FlexRay
尤其是针对依照IEC SC5C(实时以太网)构建所述以太网-数据网络的情况，可以按有利的方式动用针对安全要求高的应用已验证的标准。
此时，接口单元可以作为客户端和/或作为服务器通过网络相互通信。附加地或可替代地，这可能是合适的，即所述网络具有主端(Master)和至少一个从端(Slave)。所述主端可以(尤其是在预先规定的时间)将请求数据分组通过所述网络发送到所述的至少一个从端和/或到所有接口单元。就这点而言，可以动用网络中数据传输的熟知的或已建立的概念，依赖于这些概念中的哪个针对本应用情况显得适宜。
在此上下文中，通过所述网络传输的帧的帧大小或数据分组的帧大小或者数据分组大小也可以是可预先规定的和/或被构建为可变的。优选地，依赖于要传输的信息和/或依赖于在时间上的传输密度，可以可变地确定帧大小。
依照所述通信系统的一种优选的实施形式，所述接口单元按照主-从协议通过所述网络相互通信。尤其是当设置有对主操作组件的单个接口单元进行集中控制的通信系统服务器时，适合的是，将该通信系统服务器配置为主端并且将主操作组件的接口单元配置为从端。
优选地，所述网络被如此构建，使得该网络具有至少1MBit/s、优选10MBit/s或更大的数据传输率。
单个的接口单元可以按不同方式在网络中相互连接。在此，不同的拓扑可以是适宜的，其中下面假定，至少两个接口单元或三个以上的接口单元至少逐段地以相应的拓扑相互连接。尤其优选地，至少两个接口单元以线形拓扑的形式相互连接。附加地或可替代地，至少两个接口单元以环形拓扑、树形拓扑和/或星形拓扑的形式相互连接。环形拓扑是尤其有利的，因为在网络在某位置处断开的情况下仍然能够通过剩下的联接的部分传输数据。
如果不要求所有主操作组件或者它们的接口单元和/或控制单元相互实时通信，那么可以规定，所述网络的仅仅某段具有实时的数据传输。此外，单个网络段的最大数据传输率可以具有不同的值，而且依赖于在相应的接口单元之间通常具有所预期的数据业务(Datenverkehr)。
依照所述通信系统的一种优选的实施形式，所述网络延伸到可适配于车辆的工作设备。如果所述车辆被构建为农业用车的形式并尤其被构建为拖拉机的形式，作为工作设备例如考虑犁、压捆机(Rundballenpresse)、喷洒器、耙、播种机和/或割草机。据此，工作设备在本发明的意图内尤其是如下工作设备，即所述工作设备可以实施工作功能并被可逆地(reversibel)适配到车辆。在车辆与工作设备之间的网络连接可以通过电缆连接和/或通过无线电连接来实现。如果所述工作设备具有带接口单元的主操作组件，则车辆的车载网络到可逆地可适配于车辆的工作设备的延伸(Erstrecken)是尤其适宜的。工作设备的主操作组件例如可以是电动机或对该电动机进行控制的变流器，其中所述电动机例如可以驱动饲料搅拌车(Futtermischwagen)的搅拌蜗杆。所述电动机可以通过供电线路被供给电流，所述电流由被设置在车辆上的发电机产生并被提供给饲料搅拌车。饲料搅拌车的电动机可以根据运转速度、要输出的饲料、饲料搅拌车的容器的填充状态和其他操作参数相应地被控制或调节。在工作设备上和/或在车辆上的传感器的传感器数据也可以通过所述网络被传输。
通过所述网络可以传输设备数据，其中它可以尤其是涉及网络上的单个接口单元的注册(Anmeldung)的数据。此外考虑如下数据，即所述数据涉及接口单元的标识、或者接口单元或主操作单元的特性数据、或者预先设置的参数、和/或这些组件的状态数据。
通过所述网络可以可替代地或附加地传输过程数据。过程数据可以尤其是到主操作组件的命令数据、主操作组件的输入数据、主操作组件的参数和/或传感器数据。尤其优选地，它可以是关于在发电机与电动机之间的电能流的调节数据，所述调节数据可以在发电机的变流器与电动机的变流器之间被传输。在此，发电机和电动机都可以被布置在车辆上。可替代地或附加地，也可以考虑，发电机被布置在车辆上而电动机被布置在适配于车辆的工作设备上。
错误报告也可以通过所述网络被传输。该错误报告尤其包括错误的时间点、错误类型、错误原因和/或主操作组件的状态。
尤其可以通过所述网络传输诊断数据，其中诊断数据尤其具有主操作组件的操作状态和/或参数。
依照所述通信系统的一种尤其优选的实施形式，所述接口单元基于单芯片技术。在此，尤其是网络通信以及对主操作组件的控制在半导体器件(芯片)中被综合。这一方面使得结构方式紧凑，另一方面使得网络尽可能无误地且可靠地运行(ablaufen)，因为只须使用少量的单个元件。
优选地，在进行中的网络操作中可以加入或移除接口单元。这样的用术语“热插拔”表示的网络特征在以下情况中是尤其适宜的，即工作设备被适配到车辆并且所述网络延伸到工作设备。在这种情况下，工作设备的主操作组件的接口单元在进行中的网络操作中在车辆网络中注册并且接着通过所述网络被控制。尤其是在农业工作设备或拖拉机中，经常变换工作设备，从而例如不必关闭所述网络，以将别的接口单元连接到所述网络并且在此期间只利用车辆的受限的功能范围。
优选地设置有至少一种措施，利用所述措施可以防止对所述网络的未授权的访问。这样一种措施可以包括防火墙、程序例程、密码询问、用户权限管理和/或密码学方法。关于这一点，可以动用现有的机制或者标准。
尤其优选地设置有工具，利用所述工具可以将所述网络的单个组件映象到文件系统上。这样的工具可以尤其包括诸如NFS、FPT、SFTP、RSH、SSH、Telnet、Rlogin和/或X-Windows的例程或系统组件。因而整个通信系统例如可以向外被表示为简单的文件系统的形式。该概念可以被称为车辆的“虚拟服务器”。
在此上下文中，例如可以通过所述通信系统服务器集中地调整(einspielen)新的和/或修改的软件。同样适用于单个接口单元或单个主操作组件的新的防火墙。在此不要求知道单个数据或文件的实际的物理存储位置，因为后者例如由通信系统服务器协调。应以合适的编址(Adressierung)为前提。
此外，以这种方式也可以基本上实现或利用以太网-数据网络的所有服务和功能。恰恰在用于越野领域的网络的实现方面，所述以太网-数据网络基于其特性可以是可靠且鲁棒的网络，优选地适合用于车辆的单个主操作组件通过相应接口单元的通信的本应用。
作为用于单个接口单元和/或通信系统服务器的操作系统，可以设置有Unix或Unix派生。在此，可以是多任务操作系统，所述多任务操作系统可以配备有实时能力。可替代地，针对单个的接口单元和/或通信系统服务器，可以将微软Windows或相应的派生设置为操作系统。
不依赖于运行在网络组件上的操作系统，可以给车辆操纵者提供图形的和/或多媒体的用户界面(GUI或Graphical User Interface)，所述用户界面可以简单且直观地被操纵(bedienen)并且给操纵者提供为车辆操纵所需的信息。在此，所述图形用户界面可以被匹配到不同地被构建的、进一步被扩展的操纵方案“看并感觉(Look & Feel)”。对此的实例已知有微软Windows或苹果的操作系统的用户界面。Unix操作系统以及尤其是Linux提供被称为KDE或GNOME的系统作为用户界面。该用户界面可以单独地被配置，从而该用户界面例如也可以具有微软Windows操作系统的“看并感觉”。
尤其优选地，所述通信系统具有到至少一个其他网络的接口、和/或到行业特有的软件的接口、和/或到用于管理工业或农业用车的软件的接口。这样的其他网络例如可以是农场的基础网络，所述基础网络具有在那里所设置的中央计算机系统。在这样的计算机系统上可以安装行业特有的程序，所述程序被用于操作、管理、和/或统计分析农场的工作。尤其地，通过这样的到其他网络的接口，办公室应用和多媒体应用可以被集成到所述车辆网络中或由此通信或者说交换数据。
所述的其他网络可以尤其地分别完全或大部分地满足以下网络规范之一：
-IEEE 802.15.1(蓝牙)
-IEEE 802.15.4(ZigBee)
-IEEE 802.1   (WiMax)
-GPS
-USB
-UMTS或GSM
下面概括本发明通信系统的优点。本发明通信系统具有更快的数据传输并且提供相对于现有技术(对于可比较的应用情况)更高的带宽。用于控制单元和/或接口单元和/或主操作组件的控制和调节程序可以更简单且更快速地被进一步开发，因为能够简单地、自动地且全局地(global)编程，无须明确地针对每个单独控制单元与有可能专门的接口相连接。可能的是，直接登录到通信系统服务器并且从那里访问所有组件，所述组件通过所述网络相互连接。
在此上下文中，可以应用用户权限授予和/或用户权限管理。关于诊断可能性，也可以实现相对于根据现有技术已知的系统的改进，因为可以传输更大的诊断数据率。所述通信系统可以由部件、网络协议和概念构建，所述部件、网络协议和概念看起来是长期以来已知的并且在技术上经受住考验。由此，安全且快速的网络通信尤其是可能的。它是可用的技术，并且标准组件可以以高的件数在较小的材料成本的情况下被获得。可能的是，对于时间要求高的和/或安全性上重要的应用采用已验证的标准。
在方法方面，在文章开始处提及的任务通过权利要求34的特征加以解决。据此，本发明方法被用于操作车辆的通信系统。所述通信系统尤其是按照权利要求1至33之一被构建。所述通信系统包括至少两个主操作组件和网络。所述车辆利用主操作组件被操作。主操作组件具有接口单元并且必要时具有控制单元，通过所述控制单元控制和/或调节主操作组件。数据从主操作组件的接口单元通过所述网络被传输到另一主操作组件的接口单元。连接所述接口单元的网络具有以太网-数据网络。
因为根据本发明的方法适合用于操作按照权利要求1至34之一的车辆通信系统，对于本领域技术人员而言在了解按照权利要求1至34之一的通信系统的情况下也推断出根据本发明的方法的有利的实施方案和改进方案。在这方面，为了避免重复，参见说明书的前面部分。
此时存在不同的可能性，以有利的方式设置与改进本发明的教导。对此，一方面参看从属权利要求，另一方面参看下面的借助附图对本发明优选实施例的说明。与借助附图对本发明优选实施例的说明相结合，也一般地阐述优选的实施方案和改进方案。在附图中：
图1以示意图示出了本发明通信系统的第一实施例，
图2a-2d以示意图分别示出了不同的网络拓扑，并且
图3以示意图示出了本发明通信系统的可能的服务器配置的实施例。
在附图中利用相同附图标记表示相同或相似的元件。
图1示出了车辆12的通信系统10。所述车辆12以拖拉机的形式、也就是以农业用车的形式被构建。在图1中仅仅利用虚线的边缘12来表明，哪些组件被配属给车辆12。所述通信系统10包括多个主操作组件14和网络16。利用主操作组件14可以操作车辆12。
作为主操作组件14，在依照图1的实施例中设置有：内燃机18、变速箱20、液压设备22、具有为其配属的变流器25的发电机24、和多个电机，所述电机可以分别作为电动机或作为发电机被操作。具体地，它是电机26，利用所述电机26驱动用于冷却设备的冷却器(未示出)的风扇(未示出)。电机28驱动空调设备的压缩机(未示出)。变流器30通过电气接口(未示出)以各自需要的形式向适配于车辆的工作设备40提供电能。在此，可以是直流电流或者具有可预先规定频率的交流电路或三相电流。因而所述网络16延伸到可适配于车辆12的工作设备40，而且通过电缆连接和/或无线电连接。所述工作设备40具有主操作组件44和接口单元46。所述接口单元46在进行中的网络操作中可以被添加到网络16中或者被从网络16中移除。诊断系统52也可以在进行中的网络操作中被连接到网络16。利用诊断系统52可以诊断连接到网络16的组件。
刚才提及的主操作组件14各具有接口单元32，通过所述接口单元32可以控制和/或调节相应的主操作组件14。在图1所示的通信系统10中，数据可以从主操作组件14的接口单元32通过网络16被传输到另一主操作组件14的接口单元32。
此外，在网络16上连接组件，所述组件在该实施例中不被理解为主操作组件，然而所述组件控制重要的车辆功能或工作功能。详细地，可电磁控制的液压阀34、单个的传感器36以及单个的液压促动器38。这些组件分别被配属给接口单元32，通过所述接口单元32可以通过网络16控制这些组件。
依照本发明，连接所述接口单元32的网络16具有以太网-数据网络。
借助于通信系统服务器42控制主操作组件14的单个的接口单元32。通信系统服务器42(这涉及与网络16的对话)被配置为主端。接口单元32在网络操作方面被配置为从端。据此，在通信系统服务器42与接口单元32之间应用主-从协议。
网络16的至少那一部分(所述部分在变流器25的接口单元32以及电机26、28和变流器30之间延伸)相应于依照IEC SC5C的规范被构建为实时的以太网-数据网络的形式。由此可以在这些接口单元32与所配属的主操作组件25、26、28、30之间进行实时的数据传输。所述网络16具有100MBit/S或更高的数据传输率。
在监视和操纵单元48处，为车辆操纵者提供图形的和多媒体的用户界面。在此，操纵者可以读取车辆12或其主操作组件14的当前状态数据，并且可以激活和/或去激活车辆12的单个的工作模式。对此，设置有控制和接口单元49，利用所述控制和接口单元49设法实现操纵者与车辆12的通信系统服务器42的交互。
所述网络16包括到其他网络的多个接口。因此设置接口50，在所述接口50处可以连接诊断系统52。通过所述接口50并因此通过网络16可以传输诊断数据，其中诊断数据尤其包括主操作组件14的操作状态和/或参数。
此外，设置有接口54，通过所述接口54所述车辆12例如可以与零售商、修理车间的计算机系统和/或操纵者的基本计算机系统建立连接。车辆一侧的计算机单元(在所述计算机单元上运行关于此的程序例程并准备特定于车辆的、用于与外部计算机系统通信的数据)利用附图标记53被示出。仅仅示意地利用附图标记56重现这样的外部的计算机系统和/或网络系统。接口54可以是电缆连接和常规的以太网连接(车辆在厂房(Halle)中与网络电缆相连接)。然而，接口54也可以被构建为无线电连接，所述无线电连接相应于依照IEEE802.11(WLAN)或IEEE 802.6(WiMax)的规范被构建。
车辆12具有车辆导航系统62，所述车辆导航系统62通过接口58或至少一个卫星60的无线电连接可以接收GPS位置信号。通过接口58，车辆导航系统62也可以与基站64通信，所述基站64同样可以发送位置信号并在耕地边缘处(Feldrand)被定位，从而针对以拖拉机形式被构建的车辆12能够在耕地工作中精确地确定位置。
利用附图标记66至72表示在安全上重要的控制单元，利用所述控制单元可以将车辆12转向并刹住。网络16的与此相关的段以环形拓扑通过实时的以太网-数据网络与通信系统服务器42相连接，所述以太网-数据网络适应用于安全要求高的数据传输的规范，例如TTP(Time Triggered Protocol时间触发协议)或FlexRay。
图2a以示意图示出了多个用于主操作组件(在图2a至2d中未示出)的接口单元32，所述接口单元32以线形拓扑的形式相互连接。图2b以示意图示出了多个用于主操作组件的接口单元32，所述接口单元32以树形拓扑的形式相互连接。逐段地，单个的接口单元32以线形拓扑相互连接。图2c以示意图示出了用于主操作组件的接口单元32，所述接口单元32以星形拓扑的形式相连接。图2d以示意图示出了用于主操作组件的接口单元32，所述接口单元32以环形拓扑的形式相连接。优选地，至少逐段地将线形拓扑和/或环形拓扑应用于车辆12的通信系统10。图1和图2a至2d的接口单元32基于单芯片技术。
图3以示意图示出了服务器配置的实施例，如其例如可用于图1所示的通信系统10。在此，通过单个的长方形示出文件系统的部分74，在所述文件系统中存储有单个的重要的系统数据和/或程序模块。文件系统的各个路径说明在相应部分74处示范性地被给出。
基于在图3中所示的文件系统的实施方案，能够以有利的方式通过通信系统服务器42集中地调整新的和/或修改的软件。
Unix的派生、也即Linux被设置为单个接口单元32和/或通信系统服务器42的操作系统。
设置有措施(Massnahme)76，利用所述措施可以阻止对网络16的未授权的访问。这些措施76分别以防火墙的形式被构建。
最后尤其要指明，前面探讨的实施例仅仅用于描述被要求权利的教导，然而该被要求权利的教导不限于所述实施例。

Claims (32)

1.一种车辆的通信系统，具有至少两个主操作组件(14)和网络(16)，其中所述车辆(12)能利用所述主操作组件(14)被操作，其中主操作组件(14)具有接口单元(32)并且具有控制单元，通过所述控制单元能控制和／或调节所述主操作组件(14)，其中数据可以从主操作组件(14)的接口单元(32)通过所述网络(16)被传输到另一主操作组件(14)的接口单元(32)，
其特征在于，
连接所述接口单元(32)的所述网络(16)具有以太网-数据网络，
所述主操作组件(14)是取自包括以下组件的组中的一个或多个组件：内燃机(18)、变速箱(20)、液压泵、动力输出轴、用于控制电机的变流器(30)、功率电子器件、电机、发电机(24)、电动机、压缩机和可主动控制的车辆避震系统，
而且所述网络(16)通过电缆连接和／或通过无线电连接延伸到可适配于所述车辆(12)的工作设备(40)上，所述工作设备(40)具有带有自己的接口单元(46)的自己的主操作组件(44)。
2.如权利要求1所述的通信系统，
其特征在于，
设置有通信系统服务器(42)，所述通信系统服务器(42)控制所述主操作组件(14)的单个的接口单元(32)。
3.如权利要求1所述的通信系统，
其特征在于，
所述以太网-数据网络被如此构建，使得由此能够实现实时的数据传输。
4.如权利要求3所述的通信系统，
其特征在于，
当在至少两个接口单元(32)之间的数据传输在可预先规定的持续时间内完成时，就存在实时的数据传输，其中所述的可预先规定的持续时间处于10μs至10ms的范围内。
5.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
在预先规定的时间以单个数据分组的形式分别进行数据传输。
6.如权利要求5所述的通信系统，
其特征在于，
当接口单元(32)发送被指定用于另一接口单元(32)的数据时，就存在实时的数据传输，并且在此预先规定最大持续时间，在所述最大持续时间内，关于成功的数据传输的反馈必须从所述的进行接收的接口单元(32)到达。
7.如权利要求5所述的通信系统，
其特征在于，
如果接口单元(32)发送被指定用于至少一个另外的接口单元(32)的数据，并且所发送的数据也实际上到达所述至少一个另外的接口单元(32)处，那么就存在实时的数据传输。
8.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
所述以太网-数据网络完全地满足按照IEEE802.3、IEC SC5C、IEEE802.11或FlexRay的规范。
9.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
所述接口单元(32)作为客户端和／或作为服务器通过所述网络(16)相互通信。
10.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
所述网络具有主端和至少一个从端，所述主端在可预先规定的时间点通过所述网络(16)向所述的至少一个从端和／或向所有接口单元(32)发送请求数据分组。
11.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
所述接口单元(32)按照主-从-协议通过所述网络(16)相互通信。
12.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
通过所述网络(16)传输的帧的帧的帧大小是可预先规定的和／或可变的，并且依赖于要传输的信息和／或依赖于在时间上的传输密度能可变地确定帧大小。
13.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
所述网络(16)被如此构建，使得该网络具有至少10MBit／s的数据传输率。
14.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
至少两个接口单元(32)以线形拓扑的形式相互连接。
15.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
至少两个接口单元(32)以环形拓扑的形式相互连接。
16.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
至少三个接口单元(32)以树形拓扑和／或星形拓扑的形式相互连接。
17.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
所述网络(16)的仅仅一段具有实时的数据传输。
18.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
通过所述网络(16)能传输设备数据，其中这样的数据是在所述网络(16)上的用于注册的数据、接口单元(32)的标识、特性数据、预先设置的参数和／或状态数据。
19.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
通过所述网络(16)能传输过程数据，其中过程数据是关于电机之间的电能流的调节数据、到主操作组件(14)的命令数据、主操作组件(14)的输入数据和／或主操作组件(14)的参数。
20.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
通过所述网络(16)能传输错误报告，所述错误报告包括时间点、错误类型、错误原因和／或主操作组件(14)的状态。
21.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
通过所述网络(16)能传输诊断数据，其中诊断数据包括主操作组件(14)的操作状态和／或参数。
22.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
接口单元(32)基于单芯片技术，其中网络通信以及对主操作组件(14)的控制在半导体器件中被综合。
23.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
接口单元(32)可以在进行中的网络操作中被加入或被移除。
24.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
设置有至少一项措施(76)，利用所述措施可以防止对所述网络(16)的未授权的访问，其中所述措施包括防火墙、程序例程、密码询问、用户权限管理和／或密码学方法。
25.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
设置有工具，利用所述工具能将所述网络(16)的单个组件映象到文件系统上，其中这样的工具包括NFS、FPT、SFTP、RSH、SSH、Telnet、Rlogin和／或X-Windows的例程或系统组件。
26.如权利要求25所述的通信系统，
其特征在于，
能通过通信系统服务器(42)调整新的软件和／或修改的软件。
27.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
作为用于单个接口单元(32)和／或通信系统服务器(42)的操作系统，设置有Unix或Unix派生或者微软Windows或微软Windows派生。
28.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于，
给车辆操纵者提供图形的和／或多媒体的用户界面(48)，其中所述图形用户界面(48)被匹配到不同地被构建的、进一步被扩展的操纵方案。
29.如权利要求28所述的通信系统，
其特征在于，
所述图形用户界面(48)被匹配到微软Windows、KDE、GNOME或苹果操作系统的图形用户界面。
30.如权利要求1至4之一所述的通信系统，
其特征在于到至少一个另外的网络的接口和／或到行业专用软件的接口和／或到用于管理工业或农业用车的软件的接口(50，54，58)。
31.如权利要求30所述的通信系统，
其特征在于，
所述网络完全地满足按照IEEE802.15.1、IEEE802.15.4、IEEE802.1、GPS、USB、UMTS或GSM的规范。
32.一种用于操作车辆的通信系统的方法，其中所述通信系统(10)包括至少两个主操作组件(14)和网络(16)，其中所述车辆(12)利用所述主操作组件(14)被操作，其中主操作组件(14)具有接口单元(32)并且具有控制单元，通过所述控制单元控制和／或调节主操作组件(14)，其中数据从主操作组件(14)的接口单元(32)通过所述网络(16)被传输到另一主操作组件(14)的接口单元(32)，
其特征在于，
连接所述接口单元(32)的所述网络(16)具有以太网-数据网络，
所述主操作组件(14)是取自包括以下组件的组中的一个或多个组件：内燃机(18)、变速箱(20)、液压泵、动力输出轴、用于控制电机的变流器(30)、功率电子器件、电机、发电机(24)、电动机、压缩机和可主动控制的车辆避震系统，
而且所述网络(16)通过电缆连接和／或通过无线电连接延伸到可适配于所述车辆(12)的工作设备(40)上，所述工作设备(40)具有带有自己的接口单元(46)的自己的主操作组件(44)。
CN200880011373.1A 2007-04-12 2008-04-11 车辆通信系统与用于操作通信系统的方法 Active CN101652270B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007016804 2007-04-12
DE102007016804.9 2007-04-12
DE102007056318A DE102007056318A1 (de) 2007-04-12 2007-11-22 Kommunikationssystem eines Fahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationssystems
DE102007056318.5 2007-11-22
PCT/EP2008/054405 WO2008125614A2 (de) 2007-04-12 2008-04-11 Kommunikationssystem eines fahrzeugs und verfahren zum betreiben eines kommunikationssystems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101652270A CN101652270A (zh) 2010-02-17
CN101652270B true CN101652270B (zh) 2014-06-25

Family

ID=39744363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880011373.1A Active CN101652270B (zh) 2007-04-12 2008-04-11 车辆通信系统与用于操作通信系统的方法

Country Status (8)

Country Link
EP (2) EP2335981B1 (zh)
JP (1) JP2010524375A (zh)
KR (1) KR20100015510A (zh)
CN (1) CN101652270B (zh)
BR (1) BRPI0809449A2 (zh)
DE (1) DE102007056318A1 (zh)
MX (1) MX2009010005A (zh)
WO (1) WO2008125614A2 (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011007914A1 (de) * 2011-04-21 2012-10-25 Deere & Company Datenkommunikationsschnittstelle für ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug
DE102011112707B4 (de) 2011-09-07 2020-11-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Anzeigevorrichtung für ein Hybridfahrzeug und Verfahren zur Anzeige und Hybridfahrzeug
EP2587752B1 (de) 2011-10-27 2014-05-07 Siemens Aktiengesellschaft Datenaustausch in einem Transportsystem unter verwendung der positiven und der negativen Halbwellen eines Wechselsignals zur Übertragung der Daten
NL2009105C2 (nl) * 2012-07-02 2014-01-06 Mci Mirror Controls Int Nl Bv Verstelsysteem, primaire versteleenheid en secundaire versteleenheid.
KR102004926B1 (ko) * 2012-11-06 2019-07-29 한국전자통신연구원 캔-이더넷 프레임 변환장치 및 이의 프레임 변환 방법
DE102013101502A1 (de) 2013-02-14 2014-08-14 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Luftversorgungsanlage mit elektronischem Umrichter
KR101491260B1 (ko) 2013-06-07 2015-02-06 현대자동차주식회사 자동차용 ｅｃｕ 다중 진단 시스템 및 방법
KR101500094B1 (ko) 2013-07-01 2015-03-06 현대자동차주식회사 이더넷 기반의 차량 네트워크 메시지 전달 시스템 및 방법
DE102013214577A1 (de) 2013-07-25 2015-01-29 Continental Automotive Gmbh überwachung und Diagnose eines Steuergerätes
US20150135271A1 (en) * 2013-11-11 2015-05-14 GM Global Technology Operations LLC Device and method to enforce security tagging of embedded network communications
KR101443276B1 (ko) * 2013-11-21 2014-09-22 현대자동차주식회사 차량용 이더넷을 위한 제어기 및 그 제어방법
US9118651B2 (en) 2013-11-22 2015-08-25 Hyundai Motor Company Control unit for in-vehicle ethernet and method for controlling thereof
KR101512401B1 (ko) * 2013-12-17 2015-04-15 주식회사 경신 차량 기기 제어 장치와 방법 및 상기 장치를 구비한 차량 기기 제어 시스템
DE102013227059A1 (de) * 2013-12-23 2015-06-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur deterministischen datenübertragung in einem bussystem und bussystem
KR20200092435A (ko) * 2014-02-06 2020-08-03 얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤 병주 작업 시스템
CN104163151B (zh) * 2014-08-22 2016-09-07 东南（福建）汽车工业有限公司 一种车辆整车总线控制系统
ITUA20161643A1 (it) * 2016-03-14 2017-09-14 Iveco Magirus Architettura di rete veicolare
CN105882566A (zh) * 2016-04-20 2016-08-24 徐州徐工汽车制造有限公司 一种基于Zigbee通讯模块的汽车整车控制系统
DE102016117169B4 (de) * 2016-09-13 2020-07-02 HELLA GmbH & Co. KGaA System zur Energie- und/oder Datenübertragung
KR102524290B1 (ko) * 2017-12-26 2023-04-21 현대자동차주식회사 이더넷 스위치, 차량 내 네트워크 구성 방법 및 차량
EP3785505A4 (en) 2018-04-27 2022-04-20 Kubota Corporation GENERATING SET AND WORKING MACHINE
US20210325868A1 (en) * 2018-08-23 2021-10-21 Precision Planting Llc Expandable network architecture for communications between machines and implements
US11369056B2 (en) 2019-02-01 2022-06-28 Cnh Industrial Canada, Ltd. Agitation control system
DE102020134176A1 (de) 2020-12-18 2022-06-23 Horsch Maschinen Gmbh Kommunikationssystem für eine landwirtschaftliche maschine und verfahren zur herstellung einer landwirtschaftlichen maschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10243319A1 (de) * 2002-09-18 2004-04-01 Daimlerchrysler Ag Sichere Datenübertragung
US20060100759A1 (en) * 2004-11-09 2006-05-11 Michael Horbelt Control unit for controlling and/or regulating at least one vehicle function
DE102004059706A1 (de) * 2004-12-07 2006-06-08 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Austauschen von Informationen eines Sichtsystems in einem Fahrzeug
CN1794690A (zh) * 2006-01-12 2006-06-28 北京交通大学 一种采用无线机车信号实现机车信号主体化的方法
EP1770008A2 (en) * 2005-09-28 2007-04-04 Teleflex Canada Incorporated Multiple steer by wire helm system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69814847T2 (de) * 1997-04-16 2004-01-22 Carnegie Mellon University Agrar-erntemaschine mit roboter-kontrolle
JP3730080B2 (ja) * 2000-03-24 2005-12-21 株式会社東芝 電気車の車両情報装置
DE10059601A1 (de) 2000-11-30 2002-08-29 John Deere Fabriek Horst Bv Bussystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug
US7272496B2 (en) * 2003-06-12 2007-09-18 Temic Automotive Of North America, Inc. Vehicle network and method of communicating data packets in a vehicle network
US7089721B2 (en) * 2003-10-30 2006-08-15 Deere & Company Modular vehicle system having engine unit and mower unit for communication therewith
US7289889B2 (en) * 2004-04-13 2007-10-30 General Motors Corporation Vehicle control system and method
JP2006222908A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Canon Inc 再送方式

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10243319A1 (de) * 2002-09-18 2004-04-01 Daimlerchrysler Ag Sichere Datenübertragung
US20060100759A1 (en) * 2004-11-09 2006-05-11 Michael Horbelt Control unit for controlling and/or regulating at least one vehicle function
DE102004059706A1 (de) * 2004-12-07 2006-06-08 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Austauschen von Informationen eines Sichtsystems in einem Fahrzeug
EP1770008A2 (en) * 2005-09-28 2007-04-04 Teleflex Canada Incorporated Multiple steer by wire helm system
CN1794690A (zh) * 2006-01-12 2006-06-28 北京交通大学 一种采用无线机车信号实现机车信号主体化的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2137030A2 (de) 2009-12-30
EP2335981A1 (de) 2011-06-22
CN101652270A (zh) 2010-02-17
MX2009010005A (es) 2009-12-08
BRPI0809449A2 (pt) 2014-09-09
WO2008125614A2 (de) 2008-10-23
KR20100015510A (ko) 2010-02-12
JP2010524375A (ja) 2010-07-15
DE102007056318A1 (de) 2008-10-16
WO2008125614A3 (de) 2009-01-15
EP2335981B1 (de) 2012-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101652270B (zh) 车辆通信系统与用于操作通信系统的方法
CN108303964A (zh) 一种网络连接器及车辆诊断方法
US11734213B2 (en) Integration of multiple communication physical layers and protocols in a process control input/output device
US20070019560A1 (en) Interface module with power over ethernet function
CN102947813B (zh) 用于通过CANopen总线传输数据的方法
EP3648416B1 (de) Automatisierungsgerät mit integrierter netzwerk-analyse und cloud-anbindung
EP1834447B2 (en) Communication system comprising a controller system and a master control means connected via a multipole connection means
CN101947938B (zh) 一种混合动力can网络通讯系统
CN103828305A (zh) 用于参数化自动化系统或控制系统的现场设备的系统和方法
CN108908851A (zh) 注塑机的电射台伺服系统及其数据交互流程
CN104380216A (zh) Io链路用于链接现场装置的用途
WO2020039295A1 (en) Expandable network architecture for communications between machines and implements
US20110055292A1 (en) System and method for standardizing vehicle network data across vehicle product lines
EP1193855A2 (de) Leistungsteil zur Ansteuerung eines elektrischen Antriebs sowie Verfahren zur Vernetzung einer Regelungseinheit mit einem oder mehreren Leistungsteilen
KR20120003695A (ko) 다축(다관절)스윙장치의 통신제어시스템
CN108494671A (zh) 一种网关设备
US20160161934A1 (en) System for use in Automation Technology
CN110858964B (zh) 用于将机器与无线网络连接的方法
US20190132012A1 (en) Apparatus for automation technology
CN110300055B (zh) 异构现场总线用网关系统
CN104821888A (zh) 用于运行尤其是机动车的通信网络的方法和装置
US11815871B2 (en) I/O network module with unique network address
CN104880979B (zh) 模块化工业自动化设备和经背板总线系统传输消息的方法
Sridevi et al. Establishing EtherCAT communication between industrial PC and variable frequency drive
CN109379263A (zh) 一种基于can总线的dtu模块

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant