CN103201980A - 网络和用于操作网络的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网络、尤其是车辆中的网络，其中网络（1）包括中央用户（2）和至少一个第一用户（3），其中中央用户（2）和至少一个第一用户（3）通过至少一个第一缆线（7）连接，其中中央用户（2）包括至少一个信号耦合单元和至少一个能量耦合单元（14），其中可以借助信号耦合单元将交变电压施加到第一缆线（7）的至少一个第一线路（21）上或者从其分接交变电压，其中可以借助能量耦合单元（14）将具有第一预定电压电平的第一直流电压施加到第一缆线（7）的第一线路（21）上，并且将具有其它预定电压电平的其它直流电压施加到第一缆线（7）的第二线路（22）上，其中至少一个第一用户（3）包括至少一个信号耦合单元和至少一个能量耦合单元（15），其中可以借助信号耦合单元从第一缆线（7）的至少一个第一线路（21）分接交变电压或者将交变电压施加到其上，其中可以借助能量耦合单元（15）从第一缆线（7）的第一线路（21）分接第一直流电压并且从第一缆线（7）的第二线路（21）分接其它直流电压，其中第一直流电压是第一用户（3）的第一工作电压或者可以变换为第一用户（3）的第一工作电压，其中第一工作电压可以施加到第一用户（3）的至少一个第一输入端（23）上，其中其它直流电压是第一用户（3）的其它工作电压或者可以变换为其它工作电压，其中其它工作电压可以施加到第一用户（3）的第一输入端（23）或其它输入端（26,27,35）上，其中第一直流电压的第一预定电压电平与其它直流电压的其它预定电压电平不同。本发明还涉及一种用于操作网络的方法。

Description

网络和用于操作网络的方法

技术领域

本发明涉及一种网络以及一种用于操作网络的方法。

背景技术

车辆中的控制设备可以通过不同的总线系统诸如CAN（控制器局域网）总线系统、MOST（面向多媒体的系统传输）总线系统、FlexRay总线系统或者LIN（局域互联网）总线系统通信。所提及的总线系统在其特性方面不同，诸如待传输数据的数据率、插头和缆线类型、可连接到总线系统上的控制设备的数目、最大允许的缆线长度等。控制设备的供能可以从车载网络中进行，通常通过所谓的端子来进行。在此，控制设备可以仅在需要时或者持续从车载网络中供能。

在持续被供电的控制设备中出现这种控制设备持续地为车辆中的能量存储器、尤其车载电池加负荷的问题，这会导致车载电池完全耗尽。因此开发了用于网络管理的方法，通过这种方法，控制设备可以在需要时转换到关断状态或休眠状态中，其中可以从休眠状态中唤醒控制设备。通过关断或者转换到休眠状态中可以降低控制设备的能耗，这为车载电池减轻负荷。

为了进一步节能，如今开发出用于以所谓的子网工作来操作网络的方法。在此将可能的是，选择的控制设备在车辆的行驶工作期间也可以有针对性地开启或关断，并且由此可以仅在需要时彼此通信。然而，为了实现这种子网工作，需要将复杂的逻辑集成到相应的总线系统的收发器模块和控制设备中。此外需要适于协调网络状态的控制部。这提高了本来就高的系统复杂性并且造成故障可能性提高。

与CAN总线系统、FlexRay总线系统和LIN总线系统不同，以太网允许无直流地通信。由此，在借助以太网实现的总线系统中可以将通信信号、通常为交流电压信号调制到直流电压上，而不用担心通信质量有所损失。DE102008030222A1公开了一种用于与差分总线系统通信的控制设备，其中控制设备包括用于馈送和/或用于检测信号的耦合单元，其中耦合单元使用与连接到总线系统上的其它单元共同的电势。

如果控制设备从车载网络供能，则会存在将车载电压的电压电平变换到相应控制设备的工作电压的电压电平上的需求。尤其可以将所谓的开关调节器和所谓的同相调节器用于这种变换。在开关调节器的情况下可以周期性地将开关调节器的输入电压接通或断开并且将该输入电压给出到存储器环节上。在开关调节器或存储器环节的输出端上根据接通时间与断开时间的比例出现确定的平均电压。在此有利的是小的损耗功率，而不利的是通过快速开关过程造成高的开关开销和EMV（电磁电容）干扰。

与此相反，同相调节器提供的优点是输出电压干扰较少，却由于较高的损耗热而具有比开关调节器差的效率。然而存在的问题是，在从车载网络为控制设备供电时，每个控制设备必须要关联至少一个之前描述的调节器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供如下网络和如下用于操作网络的方法，该网络和该方法保证减少网络元件、尤其是用于布线的元件并且允许简单可靠以及节能的子网工作。

该技术问题的解决方案从具有独立权利要求1和10的特征的主题得出。本发明的其它有利扩展方案从从属权利要求得出。

提出的是一种网络、尤其是一种车辆中的网络。在此，网络优选为无直流的网络、尤其是以太网。

网络包括中央用户和至少一个第一用户。在此，中央用户可以是中央控制器、尤其是所谓的网关。第一用户可以是外围控制设备。当然，网络还可以包括除第一用户之外的其它用户。中央用户和至少一个第一用户通过至少一个第一缆线连接。类似地，其它用户可以分别通过其它缆线与中央用户连接。由此，总体上形成根据本发明的网络的所谓的星型拓扑。

中央用户包括至少一个信号耦合单元和至少一个能量耦合单元。借助信号耦合单元可以将交变电压施加到第一缆线的至少一个第一线路上或者从其分接交变电压。交变电压在此用于数据传输，以在中央用户和第一用户之间进行通信。在此，通信是双向均可能的。在发送数据时，例如中央用户将相应的交变电压施加到第一缆线的至少一个第一线路上。在接收数据时，中央用户从第一缆线的至少第一线路分接相应的交变电压。

借助能量耦合单元能够将具有预定的第一电压电平的直流电压施加到第一缆线的第一线路上。因此，交变电压和直流电压可以同时施加到第一缆线的第一线路上。于是可以将交变电压调制到直流电压上。借助能量耦合单元可以将具有其它预定电压电平的其它直流电压施加到第一缆线的第二线路上。于是，第一缆线在此包括两个线路，并且例如可以实施为双芯缆线。

至少一个第一用户也包括信号耦合单元和至少一个能量耦合单元。借助信号耦合单元可以从第一缆线的至少一个第一线路分接交变电压或者将交变电压施加到其上。在此，信号耦合单元用于借助施加到第一线路上的交变电压来与中央用户双向通信。借助第一用户的能量耦合单元可以从第一缆线的至少一个第一线路分接可以由中央用户施加到第一缆线的第一线路上的直流电压。

根据本发明，第一直流电压是第一用户的第一工作电压，或者可以例如借助电压互感器变换为第一用户的第一工作电压，该电压互感器可以是第一用户的能量耦合单元的一部分。此外，第一工作电压可以施加到第一用户的至少一个第一输入端上。

在此，第一直流电压是第一用户的第一工作电压或者可以变换为该第一工作电压。由此，第一直流电压对应于对用户、例如控制设备进行操作所需的供电电压、例如5V的供电电压。

此外，其它直流电压是第一用户的其它工作电压，或者例如借助可以是第一用户的能量耦合单元的元件的电压互感器可以变换为其它工作电压。其它工作电压同样可以施加到第一用户的第一或其它输入端上。在此，第一直流电压的第一预定电压电平与其它直流电压的其它预定电压电平不同。

在此，第一用户可以具有多个输入端，具有各不相同的电压电平的电压可以施加到这些输入端上，或者这些输入端要求电平不同的电压。例如，第一工作电压可以用于为第一用户的微控制器供电。其他工作电压可以用于第一用户的存储器单元的电压供给。

重要的是，中央用户可以通过第一线路将具有第一预定电压电平的直流电压传输给第一用户，并且通过第二线路将具有其它预定电压电平的直流电压传输给第一用户，其中两个电压电平不同。

由此，如果其它直流电压的其它预定电压电平例如借助可以是第一用户的能量耦合单元的一部分的电压互感器可以变换为第一预定电压电平，即其它工作电压的电压电平等于第一工作电压的电压电平，则该其它电压电平于是同样可以施加到第一用户的第一输入端上。在该情景中有利地得出，可以在两个线路上传输电压电平不同的直流电压。由此线路横截面增大，从而可以有利地将更高的功率从中央用户传输至第一用户、尤其传输至第一用户的第一输入端。

然而有利地，其它工作电压的电压电平也与第一工作电压的电压电平不同，其中其它工作电压在该情景中可以施加到第一用户的其它输入端上。例如，第一直流电压是第一工作电压并且可以直接地、即在没有中间连接的电压互感器的情况下施加到第一用户的第一输入端上，并且，其它直流电压是其它工作电压并且可以直接地、即在没有中间连接的电压互感器的情况下施加到第一用户的其它输入端上。由此有利地得出，第一缆线的第一线路可以用于第一用户的第一输入端的供能、例如用于第一用户的微控制器的供能，其中第二线路可以用于第一用户的第二输入端的供能、例如用于第一用户的存储器的供能。

在第一用户接通或唤醒状态中，用于为第一用户供电的能量通过如下线路传输，通过该线路也传输交变电压信号用于在用户之间进行通信或数据传输。由此，第一用户有利地不必再连接到车载网络上或者不必再与其连接来供能。由此有利地得出，可以取消用于将第一用户与车载网络电连接的开关元件、尤其是用于接线的元件。尤其，当中央用户除了第一用户之外还与其它用户连接时，第一用户和其它用户的集中式供能可以从中央用户来进行。由此，可以有利地对于第一和所有其它用户省去用于将第一用户和其它用户与车载网络电连接的开关元件。

在另一实施形式中，其它直流电压的电压电平对应于地电势，其中可以将其它直流电压施加到第一用户的接地输入端上。由此有利地得出，第一用户不必再连接到车辆接地端子上，因为相应的地电势借助第一缆线的第二线路由中央用户来提供。由此可以避免第一用户与车辆或车载网络侧接地端子的高开销的接线。

中央用户也可以通过预定数目的线路与第一用户连接，其中可以借助中央用户的能量耦合单元将其电压电平与地电势对应的直流电压施加到预定数目的线路中的至少一个线路上，其中可以借助第一用户的能量耦合单元从预定数目的线路中的至少一个线路分接该直流电压，并且可以将其施加到第一用户的接地输入端上。预定数目的线路中剩余的线路在此用于传输电压电平不同的至少两个直流电压。

于是例如可以想象的是，中央用户和第一用户通过两个双芯缆线、即通过四个线路电连接。在此，可以借助中央用户的能量耦合单元将各一个、即总共三个直流电压施加到三个线路上，并且可以由第一用户的能量耦合单元分接这些直流电压，其中至少三个中的两个、然而优选所有三个直流电压具有不同的电压电平。可以借助中央用户的能量耦合单元将其电压电平与地电势对应的直流电压施加到剩余的第四线路上，其中可以借助第一用户的能量耦合单元从第四线路分接该直流电压，并且可以施加到第一用户的接地输入端上。

在另一实施形式中，第一用户的能量耦合单元包括至少一个电压互感器，其中可以借助至少一个电压互感器将第一或其它工作电压改变其电压电平。改变了其电压电平的第一工作电压可以施加到第一用户的至少一个其它输入端上。如果第一用户例如包括用于为微控制器供能的第一输入端和用于为存储器单元供能的第二输入端，则可以借助电压互感器例如将从第一缆线的第一线路作为第一工作电压分接的直流电压变换为使得其可以施加到第二输入端上，由此，用于为存储器单元供能的能量同样可以通过第一缆线的第一线路传输。当然，第一用户的能量耦合单元可以包括其它电压互感器，借助所述电压互感器可以将第一工作电压变换到第一用户的其它输入端的电压电平上。

类似地，改变了其电压电平的第二工作电压可以施加到第一用户的第一或至少一个其它输入端上。

在另一实施形式中，第一用户包括信号化单元，或者第一用户关联有信号化单元，其中借助信号化单元可以在第一用户的关断或者休眠状态中产生需求信号。需求信号可以通过至少一个连接第一用户和中央用户的线路由信号化单元传输给中央用户。例如，需求信号可以通过第一线路和/或第二线路，和/或其它的、连接第一用户和中央用户的线路传输。

休眠状态（Sleep-Modus）表示第一用户的节能状态。在此，第一用户的供能实现为使得第一用户在从休眠状态唤醒时转换到如下工作状态中，该工作状态与第一用户曾在激活该休眠状态时具有的工作状态相同。这形成与用户的关断状态主要的区别。在从关断状态开启时，第一用户转换到初始状态中，该初始状态通常不对应于第一用户关断时所处的工作状态。第一用户在关断状态中的能量需求也小于在休眠状态中。

在此，需求信号用于第一用户的通信需求的信号化。在关断状态或休眠状态中，第一用户的能耗于是与工作或通信状态相比减小，然而在中央用户与第一用户之间不能发生通信。如果在这种状态中出现第一用户的通信需求，则必须从关断状态或休眠状态唤醒第一用户。根据本发明，可以在将通过第一用户引起的通信需求信号化时也发起唤醒或者仅在该情况下发起唤醒。这种所谓的反向唤醒

能够有利地实现简单并且从控制逻辑来看不麻烦地以所谓的子网模式操作网络。术语反向唤醒在此包括在将第一用户的通信需求信号化时进行的唤醒或开启。

如果检测到第一用户的通信需求，则例如可以产生需求信号。例如第一用户的通信需求可以通过评估直接与第一用户关联的传感器的信号来实现。直接关联例如可以理解为，传感器与至少一个第一用户的输入接口物理地、例如通过至少一个线路来连接。在此，传感器可以直接与至少一个第一用户的输入接口连接，这就是说传感器的信号直接传输给第一用户并且不是像例如在总线系统中那样通过其它用户传输给第一用户。传感器也可以与第一用户固定接线。直接关联也可以理解为，传感器仅与第一用户物理地、例如通过至少一个线路连接。

在此，传感器也可以是能够手动地、例如通过车辆驾驶员操纵的操纵元件。例如，传感器可以是电车窗升降器的操纵元件，其中操纵元件物理地与伺服电机的控制设备连接以调整车窗玻璃。在此，伺服电机的控制设备是根据本发明的第一用户。如果例如车辆驾驶员操作操纵元件，则检测到第一用户的通信需求并且然后产生需求信号。

通过根据对直接与第一用户关联的传感器的信号进行的评估来发起需求信号的产生，可以以有利方式实现与中央逻辑无关的反向唤醒。尤其，不必再为了确定通信需求和唤醒第一用户而将传感器与中央控制单元、例如中央用户物理地、例如通过线路来连接。

在另一实施形式中，可以借助中央用户检测需求信号，其中可以在检测到需求信号时借助中央用户的能量耦合单元将第一直流电压至少施加到第一缆线的第一线路上，并且将其它直流电压施加到第一缆线的第二线路上。通过施加第一直流电压将第一用户从关断状态接通或者从休眠状态唤醒。由此，以另一有利方式得出，当中央用户检测到需求信号时，才由中央用户以第一工作电压为第一用户供电，即接通或唤醒第一用户。

当然，如果检测到需求信号，也可以借助中央用户的能量耦合单元将其它直流电压施加到预定数目的、将中央用户与第一用户连接的线路上，其中所施加的直流电压中的至少两个直流电压具有不同的电压电平。尤其，如果检测到需求电压，可以将电压电平对应于地电势的直流电压施加到预定数目的线路中的至少一个线路上。

在另一实施形式中，可以借助信号化单元产生具有预定的电压电平的需求电压作为需求信号，其中可以借助第一用户的能量耦合单元将需求电压施加到至少一个连接第一用户和中央用户的线路上。尤其，需求电压可以是直流电压。由此有利地得出，需求电压可以通过已经存在的、用于中央用户与第一用户之间的电连接的元件来传输。

在另一实施形式中，可以借助中央用户的能量耦合单元从第一线路分接需求电压和施加到中央用户的检测输入端上。借助中央用户的评估单元可以评估施加在检测输入端的电压是否超过预定的电压电平。此外，如果施加在检测输入端上的电压超过预定的电压电平，则可以借助中央用户的能量耦合单元将第一直流电压施加到第一缆线的第一线路上，并且将其它直流电压施加到第一缆线的第二线路上。由此有利地得出之前描述的反向唤醒的可简单实现的作用方式。尤其，通过将传输的需求电压与预定的电压电平比较可以实现与干扰电压无关的唤醒或开启。

在一个优选实施形式中，需求电压的电平低于第一用户的第一工作电压的和/或中央用户的工作电压的电平。如果例如第一用户的第一工作电压的电平是5V，则需求电压的电平例如可以是2V。如果需求电压的电平低于中央用户的工作电压的电平，则需求电压不能用于唤醒或接通中央用户并且尤其不能用于为中央用户供电。在该情况下，于是中央用户不能借助需求电压或者从第一用户向中央用户传输的直流电压来供能。需求电压的电平也可以低于第一用户的所有工作电压的电平。由此有利地得出，用于将从第一用户传输给中央用户的通信需求信号化所需的能量很小，由此节能地设计反向唤醒。

在另一实施形式中，第一用户的信号化单元包括至少一个开关单元。信号化单元可以借助开关单元与电压源连接。电压源在此可以是一次电池或二次电池，其输出电压具有需求电压的电平。信号化单元也可以附加地包括至少一个电压互感器，其中电压互感器可以借助开关单元与电压源连接。在该情况下，电压源的输出电压可以高于或低于需求电压的电平。在该情况下，电压源例如可以是车载网络或车载电池。借助电压互感器可以将电压源的输出电压的电平变压到需求电压的电平上。当开关单元在信号化单元与电压源之间建立电连接时，需求电压于是施加到第一缆线的至少一个第一线路上。在此，开关单元可以借助控制单元来控制，其中控制单元例如评估直接与第一用户关联的传感器的信号。开关单元也可以与直接与第一用户所关联的传感器直接连接。由此有利地得出，需求信号可以与第一用户的状态无关地、尤其与第一用户的关断状态或休眠状态无关地传输给中央用户。

第一和可能的其它缆线的线路主要用于中央用户与第一用户之间的通信。在中央用户将第一和第二直流电压施加到第一缆线的第一和第二线路上时要注意的是，应根据直流阻抗、长度和流过第一和第二线路的电流选择所施加的工作电压。尤其，应该将中央用户所施加的第一和其它直流电压选择为使得考虑在第一和第二线路上的压降。

在此，电压互感器可以是之前阐述的同相调节器。尤其可以借助电压互感器、尤其同相调节器将从第一缆线的第一线路分接的直流电压降低其电压电平。

还提出一种用于操作网络、尤其在车辆中的网络的方法。在此，网络对应于之前描绘的网络实施形式来构建。

附图说明

借助多个实施例详细阐述本发明。其中：

图1示出了根据本发明的网络的示意性纵览图，

图2示出了中央用户的示意图，

图3示出了第一用户的示意图，

图4示出了中央用户和第一用户的示意图，

图5示出了第一用户的另一实施形式的示意图，

图6示出了第一用户的另一实施形式的示意图，

图7示出了第一用户的另一实施形式的示意图，

图8示出了用户的另一实施形式的示意图。

具体实施方式

下面用相同的附图标记表示具有相同或相似技术特性的元件。

在图1中示出了根据本发明的网络1。根据本发明的网络1包括也可以称作网关的中央用户2。网络1还包括第一用户3、第二用户4、第三用户5和第四用户6。中央用户2通过第一缆线7与第一用户3连接。类似地，中央用户2通过第二缆线8、第三缆线9和第四缆线10与用户4、5、6连接。由此，中央用户2用作所谓的星型拓扑中的中性点。中央用户2包括具有所谓的MAC单元（Media-Access-Control（媒体存取控制）单元）12的微控制器11。中央用户2还包括以太网开关13并且对于连接到中央用户2上的每个其它用户3、4、5、6均包括构建为直流电压耦合器的能量耦合单元14。

其它用户3、4、5、6的结构例如借助第一用户3的结构来阐述。第一用户3同样包括也构建为直流电压耦合器的能量耦合单元15。此外，第一用户3包括具有内部MAC单元17的微控制器16，在该MAC单元上可以连接网络的、即以太网的物理层18。此外，第一用户3包括用于实施预定应用的控制设备外围装置19。第一用户3的包含在微控制器16中的MAC单元17调节与中央用户2的以太网通信。

中央用户2的以太网13在发送方向上将MAC单元12的数字信号转换为模拟传输信号并且将其以所谓的点对点通信分配到示出为缆线7、8、9、10的相应的通信支路上。在用户3、4、5、6中，物理层18再次将这些模拟信号数字化。在中央用户2的微控制器11中网络信息可用。由此可以导出与其它用户3、4、5、6有关的通信需求。基于这些网络信息，可以有针对性地在需要时接通或断开其它用户3、4、5、6。该接通或断开通过开启或关断借助能量耦合单元14输入耦合到缆线7、8、9、10的线路21、22（例如参见图4）上的直流电压来进行。

在其它用户3、4、5、6的开启状态中，被以太网通信叠加的、电压电平不同的直流电压施加到缆线7、8、9、10的线路21、22上。在接收器、例如第一用户3的情况下，在能量耦合单元15中将直流电压与通信信号分离。直流电压在此用于为微控制器16供能，其中通信信号（以太网信号）馈送给MAC单元17。需要时微控制器16可以接入控制设备外围装置19并且由此使用例如第一用户3的输入-输出接口（I-O接口）。

在此，能量耦合单元14将具有第一预定电压电平的第一直流电压输入耦合到缆线7、8、9、10的第一线路21上，并且将具有第二预定电压电平的第二直流电压输入耦合到缆线7、8、9、10的第二线路22上，该第一直流电压和第二直流电压由中央电压源20提供。在此，所施加的直流电压分别用作其它用户3、4、5、6的第一和第二工作电压。在此示出，第一用户3需要5V的第一工作电压、3.3V的第二工作电压和1.6V的第三工作电压。第二用户4需要5V的第一工作电压和3.3V的第二工作电压。第三用户5需要5V的第一工作电压和1.6V的第二工作电压。第四用户6需要3.3V的第一工作电压和1.6V的第二工作电压。在此，中央用户的能量耦合单元14和/或其它用户3、4、5、6的能量耦合单元15可以包括电压互感器，借助该电压互感器可以将由中央电压源20提供的电压匹配于其它用户3、4、5、6所需的工作电压。

如果没有直流电压施加到缆线7、8、9、10的线路21、22上，则控制设备外围装置19也完全关断。静态电流在该情况下为0A。由此，这种网络管理有利地非常能量有效。在此，网络管理的中央逻辑集成在中央用户中，由此有利地降低网络管理的复杂度并且提高网络的鲁棒性。因为激活和关断的其它用户3、4、5、6的组合可以自由选择，所以由此可以有利地实现任意的子网工作。

在图2中示出了中央用户2的示意图。在此，尤其示出了将交变电压以及第一和第二直流电压通过中央用户2施加到第一缆线7的第一和第二线路21、22上（参见图1）。中央用户2的信号耦合单元在此包括第一电容器C1、第二电容器C2、第一电感器L1和第二电感器L2。在此，第一电容器C1和第一电感器L1设置在第一缆线7的第一线路21中。此外，第二电容器C2和第二电感器L2设置在第一缆线7的第二线路22中。借助微控制器11以及在图2中未示出的MAC单元12和以太网开关13可以将交变电压施加到第一和第二线路21、22上。在此，电容器C1、C2用于将中央用户2与施加到第一线路21上的直流电压退耦。在此，电感器L1、L2用作Common-Mode-Choke（共模扼流圈）。该共模扼流圈具有多个相同、然而双股绕制的绕组，其相反地被工作电流通流。其磁场在共模扼流圈的芯部中抵消。共模扼流圈在此用于衰减干扰发射（EMI（电磁干扰））。中央用户2的能量耦合单元14包括电感器L3和电感器L9，其中通过用于对用于通信的交变电压的高频进行阻止的电感器L3可以将例如5V的第一直流电压施加到第一线路21上。在图2中示出，第一直流电压由中央电压源20提供。通过同样用于对用于通信的交变电压的高频进行阻止的电感器L9可以将例如3.3V的第二直流电压施加到第二线路22上。在图2中示出，第二直流电压由其它中央电压源38提供。

在图3中示意性示出第一用户3。在此，第一用户3的信号耦合单元与中央用户2的信号耦合单元类似地包括第一用户3的信号耦合单元的第一电容器C3和第二电容器C4。该信号耦合单元还包括第一用户3的信号耦合单元的第一电感器L4和第二电感器L5。电容器C3、C4和电感器L4、L5在此实施与之前阐述的中央用户2的信号耦合单元的电容器C1、C2和电感器L1、L2相同的功能。第一用户3的能量耦合单元15尤其包括线圈L6，通过该线圈可以从第一线路21分接第一直流电压。在此示出，这样分接的第一直流电压可以对应于第一用户3的第一工作电压地施加到第一用户3的第一输入端23上。此外，能量耦合单元15包括第一同相调节器24和第二同相调节器25。通过第一同相调节器24将施加到第一线路21上的、同时对应于第一工作电压的第一直流电压变压到3.3V的电压电平上并且施加到第一用户3的第二输入端26上。借助第二同相调节器25将施加到第一线路21上的第一工作电压的电压电平从5V变换到1.3V的电压电平上并且施加到第一用户的第三输入端27上。由此，可以借助通过第一线路21传输的直流电压为第一用户3的三个输入端供给匹配过的工作电压。在图3中示出，在第一缆线7的第二线路22上施加具有0V电压电平的第二直流电压。

在图4中示出了中央用户2和第一用户3的示意性组合电路，其中借助在图4中示出的电路阐述所谓的反向唤醒。中央用户2具有检测输入端28。借助检测输入端可以分接施加在第一线路21上的电压。此外，中央用户2具有开关输出端29。借助开关输出端29可以切换开关30，该开关将中央电压源20通过电感器L3与第一线路21连接，并且将其它中央电压源38通过电感器L9与第二线路22连接。第一用户3在此如在图6中所示那样构建。此外，第一用户3的信号化单元具有电压互感器31以及二极管32。此外，信号化单元具有开关33。借助开关33可以将电压互感器31与车载网络34电连接。电压互感器31在此将车载电压的例如12V的电平变换到例如2.7V的较低电平。在二极管32上附加地降有具有预定电平、例如0.7V的所谓的二极管32的正向电压。如果开关33闭合，则第一线路21通过电感器L6、二极管32、电压互感器31和开关33与车载网络连接。通过电压互感器31和二极管32将车载电压的电平变换降低到需求电压的例如2V的电平上。2V的需求电压然后施加到第一线路21上。需求电压在此用作需求信号，其中借助需求信号可以在第一用户3的关断或休眠状态中将通信需求传输给中央用户2。在第一用户3的关断或休眠状态中开关30断开，即并无工作电压施加到第一线路21上来为第一用户3供电。由此，并无电压施加到第一线路21上。如果第一用户3的信号化单元的开关33闭合，则具有预定电压电平的需求信号施加到第一线路21上。借助中央用户2的检测输入端28，该需求电压通过电感器L3从第一线路21来分接。借助未示出的、例如可以集成到中央用户1的微控制器11中的评估单元评估施加在检测输入端28上的电压是否超过预定电压电平、尤其需求电压的预定电压电平。如果施加在检测输入端28上的电压超过预定电压电平，则借助开关输出端29将开关30控制为使得该开关闭合并且中央电压源20通过电感器L3与第一用户3耦合。由此，具有例如5V的电压电平的第一直流电压施加到第一线路21上，并且具有例如3.3V的电压电平的第二直流电压施加到第二线路22上，并且第一用户3供给有第一工作电压和第二工作电压。同时，开关33可以再次断开。

在图5中示出了借助第一缆线7的第一线路和第二线路21、22（参见图1）为第一用户3供给电压的示意性电路框图。在此，第一用户3如在图3中示出那样构造。然而附加地，第一用户3的第一输入端23以及第一同相调节器和第二同相调节器24、25通过电感器L7与第一缆线7的第二线路22电连接。可以借助中央用户2的能量耦合单元14（参见图1）将3.3V的第二直流电压施加到第二线路22上，该第二直流电压借助其它同相调节器37变换到第一工作电压的电压电平（5V）上。由此有利地形成导体横截面的增大，因为用于为第一用户3供能的电流除了第一线路21之外还可以通过第二线路22流向第一用户3。

在图6中示出了通过第一线路21为第一用户3的第一输入端供给电压，以及借助第二线路22以较低的电压电平为第二输入端和第三输入端26、27供给电压。在此示出，例如借助中央用户2的能量耦合单元14（参见图1）将对应于第一用户3的第一工作电压的、例如5V的第一直流电压施加到第一线路21上。该第一直流电压通过电感器L6从第一线路21被分接并且施加到第一用户3的第一输入端23上。借助中央用户2的能量耦合单元14或其它能量耦合单元将低于第一直流电压的第二直流电压施加到第二线路22上。该第二直流电压通过电感器7从第二线路22分接并且施加到第一用户的第二输入端26上。由此，第二直流电压于是对应于第一用户3的第二工作电压。借助同相调节器36可以将从第二线路22分接的第二工作电压变换到比该第二工作电压低的电压电平上并且将其施加到第一用户3的第三输入端27上。

在图7中与图6不同地示出，从第一线路21分接的、5V的第一工作电压首先施加到第一用户3的第一输入端23上，并且通过第一同相调节器24施加到第一用户3的第二输入端26上。比对应于第一工作电压的第一直流电压低的、例如1.3V的第二直流电压施加到在图1中所示的第一缆线7的第二线路22上。借助电感器L7从第二线路22分接该第二直流电压并且将其施加到第一用户3的第三输入端27上。有利地，从第二线路22分接的、对应于第二工作电压的第二直流电压用作寄存器或存储器状态的维持电压。由此，在根据图7的实施形式中可以有利地将第一用户3的第一输入端和第二输入端23、26的工作电压断开并且还通过第二线路22提供第二工作电压。由此，存储在处理器或存储器中的信息可以保持不变。这也可以称作所谓的冻结状态。在这种情况下，第一用户3在接入5V的第一直流电压的情况下迅速又转换到其之前的状态（在关断或进入休眠时的状态）。由此可以省去费时的起动或初始化。

在图8中与图6和图7不同地示出，通过第一线路21施加5V的第一直流电压，并且在第二线路22上施加0V的第二直流电压。第二线路22在此具有地电势、尤其是车辆接地的电势。通过电感器L8可以从第二线路22分接该地电势并且将其施加到第一用户3的接地输入端35上。由此，第一用户3可以有利地在没有连接到车辆接地的单独的端子的情况下工作。

附图标记表

1  网络

2  中央用户

3  第一用户

4  第二用户

5  第三用户

6  第四用户

7  第一缆线

8  第二缆线

9  第三缆线

10 第四缆线

11 微控制器

12 MAC单元

13 以太网开关

14 能量耦合单元

15 能量耦合单元

16 微控制器

17 MAC单元

18 物理层

19 控制设备外围装置

20 中央供电电压

21 第一线路

22 第二线路

23 第一输入端

24 第一同相调节器

25 第二同相调节器

26 第二输入端

27 第三输入端

28 检测输入端

29 开关输出端

30 开关

31 电压互感器

32 二极管

33 开关

34 车载网络电压

35 接地输入端

36 同相调节器

37 同相调节器

38 其它中央电压源

C1 第一电容器

C2 第二电容器

C3 第一电容器

C4 第二电容器

L1 第一电感器

L2 第二电感器

L3 电感器

L4 第一电感器

L5 第二电感器

L6 电感器

L7 电感器

L8 电感器

L9 电感器

Claims (10)

1.一种网络、尤其是车辆中的网络，其中所述网络（1）包括中央用户（2）和至少一个第一用户（3），其中所述中央用户（2）和所述至少一个第一用户（3）通过至少一个第一缆线（7）连接，其中所述中央用户（2）包括至少一个信号耦合单元和至少一个能量耦合单元（14），其中能够借助所述信号耦合单元将交变电压施加到所述第一缆线（7）的至少一个第一线路（21）上或者从所述第一缆线（7）的至少一个第一线路（21）分接交变电压，其中能够借助所述能量耦合单元（14）将具有第一预定电压电平的第一直流电压施加到所述第一缆线（7）的所述第一线路（21）上，并且将具有其它预定电压电平的其它直流电压施加到所述第一缆线（7）的第二线路（22）上，其中所述至少一个第一用户（3）包括至少一个信号耦合单元和至少一个能量耦合单元（15），其中能够借助所述信号耦合单元从所述第一缆线（7）的所述至少一个第一线路（21）分接交变电压或者将交变电压施加到所述第一缆线（7）的所述至少一个第一线路（21）上，其中能够借助所述能量耦合单元（15）从所述第一缆线（7）的所述第一线路（21）分接所述第一直流电压，并且从所述第一缆线（7）的所述第二线路（21）分接所述其它直流电压，其特征在于，所述第一直流电压是所述第一用户（3）的第一工作电压或者能够变换为所述第一用户（3）的所述第一工作电压，其中所述第一工作电压能够施加到所述第一用户（3）的至少一个第一输入端（23）上，其中所述其它直流电压是所述第一用户（3）的其它工作电压或者可以变换为所述其它工作电压，其中所述其它工作电压能够施加到所述第一用户（3）的所述第一输入端（23）或者其它输入端（26,27,35）上，其中所述第一直流电压的所述第一预定电压电平与所述其它直流电压的所述其它预定电压电平不同。

2.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，所述其它直流电压的电压电平对应于地电势，其中所述其它直流电压能够施加到所述第一用户（3）的接地输入端（35）上。

3.根据上述权利要求之一所述的网络，其特征在于，所述第一用户（3）的所述能量耦合单元（15）包括至少一个电压互感器（24,25），其中能够借助所述至少一个电压互感器（24,25）将所述第一工作电压或所述其它工作电压改变其电压电平，其中改变了其电压电平的所述第一工作电压能够施加到所述第一用户（3）的其它输入端（26,27）上，其中改变了其电压电平的所述其它工作电压能够施加到所述第一用户（3）的所述第一输入端（23）或其它输入端（26,27）上。

4.根据上述权利要求之一所述的网络，其特征在于，所述第一用户（3）包括信号化单元，其中能够借助所述信号化单元在所述第一用户（3）的关断或休眠状态中产生需求信号，其中所述需求信号能够由所述信号化单元通过至少一个将所述第一用户和所述中央用户（3,2）连接的线路传输给所述中央用户（2）。

5.根据权利要求4所述的网络，其特征在于，能够借助所述中央用户（2）检测所述需求信号，其中，如果检测到所述需求信号，则能够借助所述中央用户（2）的所述能量耦合单元将所述第一直流电压施加到所述第一缆线（7）的所述第一线路（21）上并且将所述其它直流电压施加到所述第一缆线（7）的所述第二线路（22）上。

6.根据权利要求4或5所述的网络，其特征在于，能够借助所述信号化单元产生具有预定电压电平的需求电压作为需求信号，其中能够借助所述第一用户（3）的所述能量耦合单元（15）将所述需求电压施加到将所述第一用户和所述中央用户（3,2）连接的线路上。

7.根据权利要求6所述的网络，其特征在于，能够借助所述中央用户（2）的所述能量耦合单元（14）从所述将所述第一用户和所述中央用户（3,2）连接的线路分接所述需求电压，并且将所述需求电压施加到所述中央用户（2）的检测输入端（28）上，其中能够借助所述中央用户（2）的评估单元来评估施加在所述检测输入端（28）上的电压是否超过预定电压电平，其中，如果施加在所述检测输入端（28）上的电压超过所述预定电压电平，则能够借助所述中央用户（2）的所述能量耦合单元（14）将所述第一直流电压施加到所述第一缆线（7）的所述第一线路（21）上并且将所述其它直流电压施加到所述第一缆线（7）的所述第二线路（22）上。

8.根据权利要求6或7所述的网络，其特征在于，所述需求电压的电平低于所述第一用户（3）的所述第一工作电压的电平和/或所述中央用户（2）的工作电压的电平。

9.根据权利要求6至8之一所述的网络，其特征在于，所述第一用户（3）的所述信号化单元包括至少一个开关单元，其中所述信号化单元能够借助所述开关单元与电压源连接。

10.一种用于操作网络，尤其是在车辆中的网络的方法，其中所述网络（1）包括中央用户（2）和至少一个第一用户（3），其中所述中央用户（2）和所述至少一个第一用户（3）通过至少一个第一缆线（7）连接，其中所述中央用户（2）包括至少一个信号耦合单元和至少一个能量耦合单元（14），其中在所述第一用户（3）的通信状态中借助所述信号耦合单元将交变电压施加到所述第一缆线（7）的至少一个第一线路（21）上或者从所述第一缆线（7）的所述至少一个第一线路（21）分接交变电压，其中借助所述能量耦合单元（14）将具有第一预定电压电平的第一直流电压施加到所述第一缆线（7）的所述第一线路（21）上，并且将具有其它预定电压电平的其它直流电压施加到所述第一缆线（7）的第二线路（22）上，其中所述至少一个第一用户（3）包括至少一个信号耦合单元和至少一个能量耦合单元（15），其中借助所述信号耦合单元从所述第一缆线（7）的所述至少一个第一线路（21）分接交变电压或者将交变电压施加到所述第一缆线（7）的所述至少一个第一线路（21）上，其中借助所述能量耦合单元（15）从所述第一缆线（7）的所述至少一个第一线路（21）分接所述第一直流电压，并且从所述第一缆线（7）的所述第二线路（22）分接所述其它直流电压，其特征在于，所述第一直流电压是所述第一用户（3）的第一工作电压或者变换为所述第一用户（3）的所述第一工作电压，其中所述第一工作电压施加到所述第一用户（3）的至少一个第一输入端（23）上，其中所述其它直流电压是所述第一用户（3）的其它工作电压或者变换为所述其它工作电压，其中所述其它工作电压施加到所述第一用户（3）的所述第一输入端（23）或其它输入端（26,27,35）上，其中所述第一直流电压的所述第一预定电压电平与所述其它直流电压的所述其它预定电压电平不同。

Images