CN106576063A - 总线系统和总线系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种总线系统(2)，所述总线系统具有通过信号技术通过至少一个总线线路(10)相互耦合的多个电部件和/或电子部件，其中，至少一个主机部件(4)和至少两个从机部件(6，7，8，8’，8n，9，9’)。所述从机部件(6，7)中的至少一个对于另外的从机部件(8，8’，8n，9，9’)中的一个或多个对于至少一个运行参数充当主机。此外，公开一种用于控制这样的总线系统(2)的方法，所述总线系统具有通过信号技术通过至少一个总线线路(10)相互耦合的多个电部件和/或电子部件，其中，所述从机部件(6，7)中的至少一个对于另外的从机部件(8，8’，8n，9，9’)中的一个或多个对于至少一个运行参数作为主机工作。

Description

总线系统和总线系统控制方法
技术领域
本发明涉及一种具有独立权利要求1的特征的总线系统，所述总线系统具有通过信号技术通过至少一个总线线路相互耦合的多个电部件和/或电子部件。本发明还涉及一种具有独立权利要求7的特征的用于控制这样的总线系统的方法。
背景技术
为了控制车辆中的电部件和电子部件，已知不同的电子控制总线系统，它们在下文中也一般称为总线系统。在车辆技术中尤其使用控制器局域网络总线系统(所谓的CAN总线系统)或者局域互联网络总线系统(所谓的LIN总线系统)。尽管非常广泛应用的CAN总线系统的特征在于高的数据传输率，但这样的系统基于其相对高的复杂性比更缓慢的LIN总线系统更昂贵。CAN总线系统尤其需要两件式数据线路，而LIN总线系统以仅仅一个数据线路足够并且正常运转，由此可以节省非常多的线路材料。特别出于该原因，在汽车工业中在许多系统上——这些系统不是安全重要相关的和/或可以给这些系统至少暂时地配属低级优先级——使用LIN总线系统。这样的应用——这些应用可以无问题地借助LIN总线系统控制——的例子是车门、车辆座椅或车窗。
尤其在车辆座椅中，自从一些时间以来除了常规的电座椅加热设备之外越来越多地使用空调设备。这些称为空调座椅的系统除了用于车辆座椅的温度调节的座椅加热装置之外还包括用于车辆座椅的附加的通风系统。空调座椅的任务在于，通过在车辆乘员与车辆座椅之间的接触面的冷却或通风来主动影响微气候，以便由此提高车辆乘员的舒适度。已经已知如下座椅空调系统，所述座椅空调系统通过所谓的主-从-系统运行并且为此通过总线系统通信。在这些系统中，总线主机部件除了多个功能——如例如座椅位置的电调节、座椅记忆功能和/或所谓的座椅气动(Sitzpneumatik)之外附加地还承担用于空调座椅的中央调节功能。此外，主机部件提供相应座椅加热输出用于另外的线路的连接。在标准配置中，主机部件承担决策者的任务。如果涉及智能主机部件，则该智能主机部件能够在调节过程期间根据另一(从机)部件的至少一个测量值进行自调节。与此相反，从机部件通常遵循智能部件的控制信号。
这样的具有LIN控制总线的系统例如由文献DE 10 2013 201 471 A1已知。在那里公开的LIN控制总线应具有小的电流消耗和高的可用性。对此，提出所谓的静默(Silent)或静止(Stille)模式，该静默或静止模式形成对于在没有主动控制命令交换的情况下的阶段的节电模式。一旦又应实现至少一个部件的主动控制，就应由该静默或静止模式变换到主动的清醒模式中。然而，通过该布局，总线主机的复杂性显著增加，这导致提高的成本。
此外已知如下座椅空调系统，所述座椅空调系统包括所谓的座椅空调调节单元。这些座椅空调调节单元具有自身的用于车辆座椅加热以及车辆座椅通风的线路输出并且承担中央调节功能。然而在此不利的是，在仅仅配备有一个座椅加热装置的车辆座椅中例如通过较小装配或不同软件产生调节器变型。这导致基于附加必要的研发工作、生产过程或物流任务而引起的成本提高。此外，在这些方法中没有最优地利用存在的用于空气调节单元的结构空间。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种简单构造的总线系统，尤其用于在机动车的空调设备中的应用，所述总线系统不需要附加的座椅空气调节单元，从而可以降低控制结构的复杂性，并且由此可以减少制造成本。
上述任务通过一种总线系统解决，所述总线系统包括独立权利要求1的特征。另外的有利的构型通过从属权利要求来描述。
为了解决上述任务，本发明提出一种具有独立权利要求1的特征的总线系统，所述总线系统具有通过信号技术通过至少一个总线线路相互耦合的多个电部件和/或电子部件。在所述电部件或电子部件中存在至少一个主机部件和至少两个从机部件，其中，从机部件中的至少一个对于另外的从机部件中的一个或多个对于至少一个运行参数如主机那样充当命令者，也即其或多或少独立地将控制信号传送给其他从机部件。在系统中虽然总是存在主机部件，但此外具有从机部件，从机部件可以半自主或自主地、也即至少部分独立于主机部件地将自身的控制信号和控制命令传送给其他从机部件，而该信号传送不受主机部件影响。这些从机部件相比于其他从机部件就此而言至少暂时地充当主机部件。因为术语“主机”原本被预留用于表示系统中的唯一的“真实的”主机，所以关于发出命令的从机部件也可以使用术语“命令者”，以便将其与真实的主机区分。在该总线系统中因此至少一个从机部件可以算出用于另一从机部件的至少一个期望运行参数并且将其传送给所述另一从机部件和/或所述主机部件。在此，也可以选择性地设置，给所述第一从机部件分配用于待调节的系统的中央调节功能，所述中央调节功能被传输给另外的从机部件和/或主机部件或者整个待调节的系统。在所述总线系统中可以有利的是，至少相比于其他从机部件暂时如主机那样充当命令者的第一从机部件通过给其传送的并且经分析处理的总线信号和/或总线消息识别所述第一从机部件的作为待调节的系统的组成部分的状态。
在根据本发明的总线系统——所述总线系统包括至少一个总线线路、主机部件以及至少一个第一以及第二从机部件——中，总线线路——通过所述总线线路实现在主机部件与从机部件之间的通信——例如可以是LIN总线线路，然而可选择地也可以是CAN总线线路。在此，第一从机部件具有用于待调节的系统的中央调节功能。第一从机部件通过存在的总线消息识别：是否所述第一从机部件形成待调节的系统的组成部分。因此，优选第一从机部件对于整个待调节的系统承担中央调节功能。在通过主机部件要求之后，第一从机部件将相应的消息传送给配属给第一从机部件的至少第二从机部件。主机部件的消息在此降低到系统内的仅仅一个功能级上。第一从机部件在考虑存在的另外的信息的情况下进一步处理主机部件的消息。
所述方法提供如下优点，可以在总线线路内运行一个或多个部件，所述一个或者多个部件分别不具有部件输出。取而代之地，第一和第二从机部件是独立的部件系统，其可以通过一个或多个总线系统的总线线路通信。
根据本发明的总线系统尤其适用于调节空调设备、优选空调座椅的座椅空调控制。座椅空调控制包含主机部件，所述主机部件通过总线线路与例如座椅加热装置形式的第一从机部件以及例如座椅通风装置形式的至少一个第二从机部件连接。座椅加热部件以及座椅通风部件是独立的部件，它们通过总线系统通信并且交换它们的电信号数据。座椅加热部件在此对于整个座椅空调系统单独承担中央调节功能并且就此而言对于座椅通风形成如主机那样的命令者。典型地为此设有身体控制模块、空调控制装置或座椅控制模块。座椅加热部件因此包括座椅加热调节器，所述座椅加热调节器包括用于空调座椅的调节功能。座椅加热调节器为此能够在没有自身通风装置输出的情况下运行一个或多个座椅通风部件。
座椅加热部件通过在总线线路内的存在的消息识别是否其是空调座椅的组成部分。主机部件的消息在此仅仅降低到座椅加热系统的或空调座椅系统的功能级上。在此例如可以涉及将座椅加热装置调节到“加热级1”或“空调级2”上。座椅加热部件在考虑存在的另外的信息的情况下处理所述消息。这些信息可以例如是座椅加热温度。在主机部件要求之后，座椅加热部件将相应的消息传送给配属给所述一个或所述多个座椅加热部件的座椅通风部件。紧接着，座椅加热部件相应地控制相应的座椅通风部件。
例如可以在空调设备投入运行之前进行座椅加热部件的不同目标温度的或座椅通风部件的通风装置转速目标值的参数化以便提供不同的座椅变型。因此，可以定义用于调节空调座椅的不同的调节级，操作人员可以根据操作元件选择不同的调节级，如例如将座椅加热装置调节到“加热级1”上或者将座椅通风装置调节到“空调级2”上。在“加热级1”中例如可以设置33-35℃的座椅加热温度。对此不需要在空调设备上的技术改变。
所述结构型式相比于常规总线系统提供如下优点：车辆座椅借助于上述类型的座椅加热装置仅仅通过将座椅通风部件添加至空调座椅才可以增值。对此不是必然需要在座椅加热部件上或者在主机部件上的必要的技术变化。此外，可以利用商业通用的座椅加热与座椅通风部件，而不存在附加的座椅空气调节单元的必要性。此外，提供可应用在空调座椅的空调设备中的总线系统的成本有利的解决方案。
为了解决上述任务，本发明此外还提出一种具有独立权利要求7的特征的用于控制总线系统的方法，所述总线系统具有通过信号技术通过至少一个总线线路相互耦合的多个电部件和/或电子部件。在这些部件中存在至少一个主机部件和至少两个从机部件。在所述方法中，从机部件中的至少一个对于另外的从机部件中的一个或多个对于至少一个运行参数和/或对于所定义的运行间隔作为主机工作。因此，至少一个从机部件——所述至少一个从机部件对于另外的从机部件至少暂时作为主机工作——算出另一从机部件的至少一个期望运行参数并且将其传送给所述另一从机部件和/或所述主机部件。通过这种方式可以给所述第一从机部件分配用于待调节的系统的中央调节功能，所述中央调节功能被传输给另外的部件或者整个待调节的系统。
优选地可以在所述方法中设置，第一从机部件通过给其传送的并且经分析处理的总线信号和/或总线消息识别所述第一从机部件的作为待调节的系统的组成部分的状态。可选择地可以设置，所述第一从机部件仅仅在通过所述主机部件要求之后才将相应的信号传送给配属给所述第一从机部件的至少第二从机部件。主机部件的消息在此降低到系统内的仅仅一个功能级上。此外可以有意义的是，第一从机部件在考虑存在的另外的信息的情况下进一步处理主机部件的消息。所述方法提供如下优点，可以在总线线路内运行一个或多个部件，所述一个或者多个部件分别不具有部件输出。取而代之地，第一和第二从机部件是独立的部件系统，其可以通过一个或多个总线系统的总线线路通信。
本发明的另一应用情况涉及一种用于控制空调座椅的方法。系统的主机部件为此例如配备有在内部空间中的操作元件用于输入用于调节座椅加热装置的温度值或用于调节座椅通风装置的通风装置转速值。如果通过操作元件实现值的输入，则该输入由主机部件借助于总线线路转发给座椅加热部件，因为主机部件的任务仅仅限于功能级。如果输入涉及用于调节座椅加热装置的温度值——例如调节座椅加热装置到“加热级1”上的命令，则所述命令直接由座椅加热部件转换，因为所述座椅加热部件具有系统的中央调节功能。
在另一控制流程中，作为另一输入可以根据操作元件将用于调节座椅通风装置——例如用于调节座椅通风装置到“空调级2”上的命令发送给主机部件。基于主机部件的功能级，将该命令借助于总线线路传输给座椅加热部件。因为座椅加热部件具有系统的中央调节功能，所以该命令由座椅加热部件借助于总线线路传输给座椅通风部件，所述座椅通风部件仅仅执行命令。
除了根据本发明的总线系统在空调设备中的应用之外，也可以考虑在不同的车辆内部系统中的应用，其中，通常的加热装置可以承担以LIN总线运行的通风系统，以便例如优化内部空间舒适性。此外，根据本发明的总线系统可以应用在颈部加热系统内，其中，座椅加热装置承担颈部加热器通风装置的控制，以便确定座椅加热温度与颈部通风量的最好组合。
此外，也能够实现根据本发明的总线系统在床空调系统中、办公室桌椅或工作站座椅中的应用，其中，不仅应用加热装置而且应用通风装置或智能热电设备。例如微热模块(Micro Thermal Module)提供另一应用领域，在所述微热模块中，座椅加热装置承担用于冷却或加热的通风装置的和热元件的控制。
附图说明
在下文中应根据附图进一步阐述本发明的实施例及其优点。各个元件在附图中的相互的大小比例不总是相应于真实的大小比例，因为一些形状经简化地并且其他形状为了更好说明而相比于其他元件放大地示出。
图1示出用于示出根据本发明的总线系统的一种实施变型的示意方框图；
图2示出在根据本发明的总线系统内的有意义的控制过程的另一示意方框图；
图3示出在根据本发明的总线系统内的另一控制过程的示意图；
图4以机动车空调座椅为例示出根据本发明的总线系统的示意图；
图5示出在空调座椅的总线系统内的控制过程的另一示意图；
图6示出在根据本发明的总线系统内的控制流程；
图7示出在根据本发明的总线系统内的另一控制流程。
对于本发明的相同的或作用相同的元素使用相同的附图标记。此外，为清楚起见，仅仅对于相应附图的描述需要的附图标记在各个附图中示出。示出的实施方式仅仅是如下例子，即根据本发明的系统或者根据本发明的方法可以如何构型并且不表示穷尽的限制。
具体实施方式
在图1中描绘根据本发明的总线系统2的一种可考虑的实施变型的示意方框图示图。所示出的总线系统2包括一个主机部件4以及多个从机部件6和8，即第一从机部件6和多个第二从机部件8、8’至8n。第一从机部件6和第二从机部件8、8’至8n是系统12的组成部分，该系统例如可以通过有空调的车辆座椅等等形成，所述系统分配有电部件。
从机部件6和8、8’至8n相互通过唯一的总线线路10连接以便传输电的数据信号，总线线路将从机部件6和8、8’至8n不仅相互耦合而且还将其越过系统12的边界地通过信号技术连接到主机部件4上。主机部件4的通过总线线路10传输的信号消息仅仅降低到系统12内的一个功能级上，而第一从机部件6承担系统12内的中央调节功能。第一从机部件6可以因此在系统12内至少暂时和/或关于确定的功能如主机那样充当用于第二从机部件8、8’至8n或者至少用于第二从机部件8、8’至8n之一的命令者。因此，中央调节功能可以完全通过命令者承担。但替代地，中央调节功能也可以例如借助于身体控制模块、空调控制装置或座位控制模块来执行。
图2的方框图示例性地示出根据本发明的总线系统2内的可能的或有意义的控制过程。主机部件4从在此未示出的用于操作系统12的操作或操纵单元24(参见图5)获得控制命令，该控制命令通过箭头14表示。基于在系统12内主机部件4的功能级，所述主机部件将控制命令借助于总线线路10转发给第一从机部件6。控制命令的传送通过箭头16表示。因为借助控制命令16传输的功能属于第一从机部件6的功能范围，所以控制命令16也由第一从机部件6执行。与此相反，在图2中示出的并且通过总线线路10通过信号技术与主机部件4和第一从机部件6耦合的第二从机部件8首先不获得控制命令并且不执行动作。
在图3的方框图中示例性地示出在根据本发明的总线系统2内的另一可能的控制过程。主机部件4从在图3中未示出然而在图5中示出的用于操作系统12的操作或操纵单元24获得控制命令，该控制命令通过箭头18表示。基于主机部件4的关于系统降低的功能级，所述主机部件4将控制命令借助于总线线路10转发给第一从机部件6。所述控制命令通过箭头20表示。控制命令20的内容或信息含量可通过中央调节(并且因此部件6)分析处理，其方式是，考虑另外的对于部件6可用的参数，由此产生控制命令22。控制命令20的内容属于第二从机部件8的功能范围。因为第一从机部件6具有中央调节功能，所以第一从机部件6可以在通过主机部件4要求之后将命令通过总线线路10传送给第二从机部件8。控制命令的传送通过箭头22标明。紧接着，控制命令20、22可以由第二从机部件8执行。
图4的示意图以空调座椅的空调设备为例示出根据本发明的总线系统2，所述空调座椅尤其可以是有空调的车辆座椅。在此，总线系统2又包括中央主机部件4。对于空调设备的最优功能方式，在空调座椅系统13内存在座椅加热部件7形式的第一从机部件6。同样地，空调座椅系统13具有两个以座椅通风部件9和9’形式的第二从机部件8或8’。座椅加热部件或座椅通风部件7、9和9’越过空调座椅系统13的边界地通过总线线路12与主机部件4连接。主机部件4输出的并且通过总线线路10传送的数据信号在此例如降低到仅仅一个功能级上。在此，座椅加热部件7作为第一从机部件6承担系统12、13的中央调节功能。基于中央调节功能，座椅加热部件7根据所传送的信号识别：是否这些信号包含用于空调座椅系统13的空调设备的信号部分。如果是这样的情况，则将这些信号用于功能的控制，否则忽略这些信号。
在图5的示意图中示例性地描绘出在空调设备的根据本发明的总线系统2内的另一控制过程。可以看出操作元件26和28；操作元件26用于调节座椅加热部件7，而操作元件28用于调节座椅通风部件9或9’。操作元件26和28与用于操作或调节空调座椅系统13的操作单元24耦合。操作或操纵单元24通过信号技术与主机部件4连接。通过箭头30表示的数据信号或数据命令由操作单元24传送给主机部件4。主机部件4通过总线线路10传送进入的命令给座椅加热部件7，所述座椅加热部件具有中央调节功能。数据命令的传送根据箭头32阐述。只要涉及用于座椅加热部件7的调节命令，所述调节命令就由座椅加热部件7转换。如果调节命令是用于座椅通风部件9或9’之一的命令，则座椅加热部件7基于通过主机部件4的要求进一步传送相应的消息给座椅通风部件9或9’，如根据箭头34所示。
图6示例性地示出在根据本发明的总线系统2内的第一控制流程。在步骤S1中，主机部件4获得用于将座椅加热部件7调节到“加热级1”上的命令。在随后的步骤S2中，主机部件4将命令“加热级1”通过总线线路10(参见步骤S3)传送给座椅加热部件7。在步骤S4中，命令“加热级1”由座椅加热部件7接收。因为命令“加热级1”涉及座椅加热部件7，所以在步骤S5中实现将座椅加热部件7调节到“加热级1”上。
图7示例性地示出在根据本发明的总线系统2内的第二控制流程。在步骤S1’中，主机部件4获得用于将座椅通风部件9调节到“空调级2”上的命令。在随后的步骤S2’中，主机部件4将命令“空调级2”通过总线线路10(参见步骤S3’)传送给座椅加热部件7。在步骤S4’中，命令“空调级2”由座椅加热部件7接收。因为命令“空调级2”不涉及座椅加热部件7，所以在步骤S5’中在通过主机部件4要求之后将命令由座椅加热部件7借助于总线线路10传输给座椅通风部件9。在步骤S6’中通过座椅通风部件9接收命令“空调级2”之后，可以进行将座椅通风部件9调节到“空调级2”上(参见步骤S7’)。
也可以设置，座椅加热部件不仅复制并转发命令，而且首先处理或转化命令。借此表示，不是将内容“空调级2”而是将内容“转速80％”传送给通风装置。
在参照优选实施方式的情况下描述了本发明。但对于本领域技术人员而言可以考虑，可以做出本发明的修改或改变，而在此不会脱离下述权利要求的保护范围。
附图标记列表：
2 总线系统
4 主机部件
6 第一从机部件
7 座椅加热部件
8 第二从机部件
8’ 第二从机部件
8n 第二从机部件
9 座椅通风部件
9’ 座椅通风部件
10 总线线路
12 系统
13 空调座椅系统
14 命令的传送，控制命令
16 命令的传送，控制命令
18 命令的传送，控制命令
20 命令的传送，控制命令
22 命令的传送，所传送的控制命令
24 操作单元，操纵单元
26 座椅加热部件的操作元件
28 座椅通风元件的操作元件
30 命令的传送
32 命令的传送
34 命令的传送
S1 第一控制流程的步骤1
S2 第一控制流程的步骤2
S3 第一控制流程的步骤3
S4 第一控制流程的步骤4
S5 第一控制流程的步骤5
S1’ 第二控制流程的步骤1
S2’ 第二控制流程的步骤2
S3’ 第二控制流程的步骤3
S4’ 第二控制流程的步骤4
S5’ 第二控制流程的步骤5
S6’ 第二控制流程的步骤6
S7’ 第二控制流程的步骤7

Claims (14)

1.一种总线系统(2)，所述总线系统具有通过信号技术通过至少一个总线线路(10)相互耦合的多个电部件和/或电子部件，其中，至少一个主机部件(4)和至少两个从机部件(6，7，8，8’，8n，9，9’)，其中，所述从机部件(6，7)中的至少一个对于另外的从机部件(8，8’，8n，9，9’)中的一个或多个至少在确定的条件下承担命令者的角色。
2.根据权利要求1所述的总线系统，其特征在于，关于至少一个运行参数和/或关于确定的运行模式承担所述命令者的角色。
3.根据权利要求1或2所述的总线系统，其中，至少一个从机部件(6，7)算出另一从机部件(8，8’，8n，9，9’)的至少一个期望运行参数并且将其传送给所述另一从机部件和/或所述主机部件(4)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的总线系统，其中，第一从机部件(6、7)分配有用于待调节的系统的中央调节功能，所述中央调节功能被传输给另外的部件或整个待调节的系统。
5.根据权利要求4所述的总线系统，其中，所述第一从机部件(6、7)通过给其传送的并且经分析处理的总线信号和/或总线消息识别所述第一从机部件的作为待调节的系统的组成部分的状态。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的总线系统，所述总线系统配备有LIN总线线路和/或CAN总线线路。
7.一种空调设备，其具有根据权利要求1至6中任一项所述的总线系统(2)，所述空调设备具有至少一个加热设备(7)作为第一从机部件(6)以及至少一个通风装置(9，9’)作为第二从机部件(8，8’)，其中，所述加热设备(7)计算所述通风装置(9，9’)的至少一个期望运行参数并且将所述至少一个期望运行参数作为控制信号通过所述总线线路(10)传送给所述通风装置。
8.一种用于控制总线系统(2)的方法，所述总线系统具有通过信号技术通过至少一个总线线路(10)相互耦合的多个电部件和/或电子部件，其中，至少一个主机部件(4)和至少两个从机部件(6，7，8，8’，8n，9，9’)，其中，所述从机部件(6，7)中的至少一个对于另外的从机部件(8，8’，8n，9，9’)中的一个或多个对于至少一个运行参数作为主机工作。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，至少一个从机部件(6，7)算出另一从机部件(8，8’，8n，9，9’)的至少一个期望运行参数并且将其传送给所述另一从机部件和/或所述主机部件(4)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，给所述第一从机部件(6、7)分配用于待调节的系统的中央调节功能，所述中央调节功能被传输给另外的部件或整个待调节的系统。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一从机部件(6、7)通过给其传送的并且经分析处理的总线信号和/或总线消息识别所述第一从机部件的作为待调节的系统的组成部分的状态。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一从机部件(6、7)仅仅在通过所述主机部件(4)要求之后才将相应的信号传送给配属给所述第一从机部件的至少第二从机部件(8，8’，8n，9，9’)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一从机部件(6、7)在考虑存在的另外的信息的情况下进一步处理所述主机部件(4)的信号。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，所述方法用于控制根据权利要求7所述的空调设备，所述空调设备配备有根据权利要求1至6中任一项所述的总线系统(2)。
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