DE102013211655B4 - Flexible Stromversorgung für ein Schnittstellenelement - Google Patents

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Abstract

Steuergerät (2) für ein Fahrzeug, aufweisend ein Schnittstellenelement (4) zur Anbindung des Steuergerätes (2) an ein physikalisches Daten-Übertragungsmedium (12); wobei an das Schnittstellenelement (4) Energie unter Verwendung des physikalischen Daten-Übertragungsmediums (12) übertragbar ist; wobei das Schnittstellenelement (4) eingerichtet ist, unter Verwendung der durch das physikalische Daten-Übertragungsmedium (12) übertragenen Energie versorgbar zu sein, so dass die Funktionalität des Schnittstellenelementes (4), die Aufrechterhaltung einer Verbindung (LINK) zur Übertragung von Daten über das physikalische Daten-Übertragungsmedium (12), im Falle, dass sich das Steuergerät (4) in einem inaktiven oder nicht mit Energie versorgten Zustand befindet, erhalten bleibt dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (16) vorgesehen ist, wobei das Schaltelement (16) eingerichtet ist sowohl vom Steuergerät (2) als auch vom physikalischen Daten-Übertragungsmedium (12) Energie zum Betrieb des Schnittstellenelementes (4) zu erhalten und wobei das Schaltelement (16) eingerichtet ist, dem Schnittstellenelement (4) aus zumindest einer Quelle (10, 10a, 10b) von Steuergerät (2) und physikalischem Daten-Übertragungsmedium (12) Energie bereitzustellen, so dass ein Betrieb des Schnittstellenelementes (4) auch für den Fall sichergestellt ist, dass nur eine Quelle Energie bereitstellt, wobei das Schaltelement (16) eingerichtet ist, Energie vom Steuergerät (2) an das physikalische Daten-Übertragungsmedium (12) bereitzustellen, für die Versorgung von zumindest einem entfernten Steuergerät (2'), das an das Steuergerät (2) unter Verwendung des physikalischen Daten-Übertragungsmediums (12) angebunden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugtechnologie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Steuergeräte-Technologie für Fahrzeuge. Weiter insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät für ein Fahrzeug mit einem Schnittstellenelement zur Anbindung des Steuergerätes an ein physikalisches Datenübertragungsmedium.
  • Stand der Technik:
  • Durch die fortschreitende Elektronisierung von Fahrzeugen in den letzten Jahren bzw. Jahrzehnten werden vermehrt elektronische Steuergeräte im Fahrzeug vorgesehen und lokal bzw. dezentral jeweils an dem Ort der benötigten Steuerung angeordnet. Diese Steuergeräte lösen meist eine lokale Aufgabe, beispielsweise ein Klimasteuergerät der Klimaanlage, sind jedoch trotzdem untereinander über einen geeigneten Kommunikationsbus verbunden. Typische Netzwerke im Automobil sind hierbei beispielsweise CAN-BUS, MOST Bus bzw. FlexRay.
  • Die Aufstartzeit eines Netzwerkes spielt dabei im Fahrzeug eine wichtige Rolle. Als Aufstartzeit wird diejenige Zeit bezeichnet, die benötigt wird, bis von einem definierten Ruhezustand, beispielsweise ein ausgeschaltetes Steuergerät, bis nach dessen Einschalten über dieses Netzwerk Daten gesendet werden können. Die Aufstartzeit wird dabei berechnet, indem davon ausgegangen wird, dass das Netzwerk vorher inaktiv war und die beteiligten Steuergeräte nicht mit Strom versorgt wurden. Am Ende der Aufstartzeit sind somit erforderliche Konfiguration, Synchronisation und weitere Startmechanismen, die ein Netzwerk möglicherweise benötigt, abgeschlossen.
  • Zum Start eines Netzwerkes gehören neben dem Start des jeweiligen Steuergerätes auch der Start des Netzwerkcontrollers und der Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen den Netzwerkteilnehmern. Ein wichtiger Punkt ist hierbei beispielsweise auch die zeitliche Synchronisation der Netzwerkteilnehmer, sofern notwendig, welche erst eine Kommunikation eines zeitgesteuerten Netzwerkes wie zum Beispiel MOST, FlexRay oder Ethernet-AVB ermöglicht.
  • 1 zeigt ein Steuergerät für ein Fahrzeug. In 1 wird Schnittstellenelement 4 vom angeschlossenen Steuergerät 2 mit Strom versorgt. Mögliche Spannungsstufen werden dabei entweder vom Mikrocontroller 8 oder vom Steuergerät 2 selbst bereitgestellt. Unter Verwendung der Stromversorgung 10c ist Schnittstellenelement 4 energetisch versorgt. Dies bedeutet jedoch gleichzeitig, dass das Schnittstellenelement 4 nur mit Strom versorgt werden kann, wenn das Steuergerät 2 in Betrieb ist. Im Fehlerfall bzw. beim Abschalten des Gerätes wird auch das Schnittstellenelement 4 abgeschaltet. Dies erfordert nach einem Neustart des Steuergerätes eine Neukonfiguration des Schnittstellenelementes 4, was die Aufstartzeit des gesamten Steuergerätes 2, somit die Zeit, bis dieses unter Verwendung des Schnittstellenelementes 4 und der Datenleitung 12 mit einem weiteren Kommunikationsteilnehmer kommunizieren kann, signifikant erhöht. Herkömmlich wird dabei ein Schnittstellenelement 4, beispielsweise ein Ethernet-Transceiver (PHY) unter Verwendung einer mediumunabhängigen Schnittstelle (Media Independent Interface – MII) an den Ethernet-Media-Access-Controller (MAC) angeschlossen.
  • Steuergerät 2 ist hierbei nur in Bezug auf seine Kommunikationsarchitektur dargestellt, da die Ausgestaltung des Steuergerätes bezüglich dessen Steuerfunktion im Fahrzeug vorliegend nicht relevant ist. Das Steuergerät 2 weist eine geeignet ausgestaltete Stromversorgung 10a, 10b auf, mit welcher unter anderem ein Mikrocontroller 8 mit einem integrierten Media-Access-Controller (MAC) 6 sowie Schnittstellenelement 4 vom angeschlossenen Steuergerät 2 mit Strom versorgt wird. Ein Schnittstellenelement 4 zur Anbindung des Steuergerätes 2 an eine Datenleitung 12 ist unter Verwendung einer geeigneten Anbindung 14 mit dem Media-Access-Controller 6 verbunden. Schnittstellenelement 4, ausgebildet exemplarisch als ein ”physical transceiver” (PHY), stellt, bezogen auf das OSI Schichtenmodell, die Anbindung der physikalischen Übertragungsschicht, somit der Datenleitung, an das Steuergerät 2 dar. Während das Schnittstellenelement 4 im Bereich von OSI Layer 1 aufzufinden ist, ist der integrierte Media-Access-Controller 6 im Bereich von OSI Layer 2 aufzufinden.
  • Herkömmliche Netzwerke ermöglichen eine Aufstartzeit von ca. 100 ms. Bei FlexRay bedeutet dies exemplarisch, dass zu diesem Zeitpunkt bereits applikative Nachrichten verschickt werden können. Im Falle eines MOST-Netzwerkes folgt regelmäßig noch eine Ermittlung der Netzwerkkonfiguration, so dass applikative Nachrichten erst nach typischerweise weiteren 500 ms verschickt werden können. Auch dann erst ist der Versand von Streaming-Daten möglich.
  • Offenbarung der Erfindung:
  • Netzwerke unter der Ethernet-Spezifikation oder daraus abgeleiteten Varianten wie BroadR-Reach können dabei Einzug in Fahrzeuge finden und dort momentan verwendete Netzwerke wie CAN, MOST, FlexRay oder LVDS langfristige ersetzen. Der Ethernet-Standard wurde jedoch ursprünglich nicht für die Nutzung im Automobil entwickelt, vielmehr für Büronetzwerke. In diesen Netzwerken spielt der Start des Netzwerkes, somit die Aufstartzeit, nur eine untergeordnete Rolle. Typischerweise benötigt ein Büro-Ethernet-Netzwerk einige Sekunden, beispielsweise 5–10 Sekunden, bis eine Kommunikation überhaupt möglich ist und zwei miteinander verbundene Kommunikationsteilnehmer, beispielsweise Computer, miteinander kommunizieren können. Zunehmend werden jedoch Erweiterungen erarbeitet, die neue Ethernet-Standards definieren, um den speziellen Anforderungen im Automotive-Bereich gerecht zu werden.
  • Diese Aufstartzeit des Netzwerkes setzt sich dabei zusammen aus Aufstartzeit eines Kommunikationstransceivers am Kommunikationsteilnehmer, der für die Kommunikation benötigt wird, insbesondere dessen initiale Konfiguration beim Start, sowie das Aushandeln von Verbindungsparametern bzw. Verbindungsgeschwindigkeit (Auto-Negotiation). Ein Kommunikationstransceiver ist dabei ein Beispiel eines Schnittstellenelementes, welches geeignet ist, zwei Kommunikationsteilnehmer miteinander zu koppeln, so dass eine Kommunikationsverbindung zwischen diesen Kommunikationsteilnehmern herstellbar ist. Transceiver und ein MAC-Baustein können dabei diskret ausgebildete elektronische Bauelemente sein, können jedoch auch funktional integriert bzw. zusammengefasst in einem elektronischen Bauelement gemeinsam angeordnet sein. Im Falle eines extern ausgebildeten Schnittstellenelementes bedeutet dies nicht zwingend, dass das Schnittstellenelement extern/außerhalb des Steuergerätes angeordnet ist, vielmehr bedeutet dies lediglich, dass ein separater Baustein vorgesehen sein kann.
  • Aufstartzeiten im Bereich von 5–10 Sekunden mögen für Automobilapplikationen zu lange sein, so dass herkömmliches Ethernet nur bedingt einsetzbar ist. Ist jedoch eine Kommunikationsverbindung einmal aufgebaut und ausgehandelt, kann eine Ethernet-Netzwerktopologie zur Kommunikation im Fahrzeug Verwendung finden.
  • Ein weiterer aktueller Aspekt für Fahrzeuge ist die Stromeinsparung. Um eine gesteigerte Stromersparnis im Fahrzeug realisieren zu können, kann vorgesehen sein, auch Steuergeräte abzuschalten, wenn diese (momentan) nicht gebraucht werden, zum Beispiel im stop-and-go Verkehr, ähnlich wie der Motor, der beim Fahrzeug-Stillstand an der Ampel ausgeschaltet wird. Allerdings kann bei einem Wiedereinschalten eines Steuergerätes der Wiederaufbau eines Kommunikationslinks bzw. einer Kommunikationsverbindung vergleichsweise lange dauern. Steuergeräte im Fahrzeug müssen jedoch sehr schnell miteinander kommunizieren können, da sonst möglicherweise das gesamte Fahrzeug nicht mehr funktionsfähig wäre.
  • Aus der DE 10 2008 030 222 A1 ist es bekannt, das Schnittstellenelement, beispielsweise einen externen Ethernet-Transceiver, separat mit Betriebsenergie zu versorgen, wobei die Betriebsenergie wahlweise vom Steuergerät als Energiequelle sowie parallel von einer weiteren Energiequelle bereitgestellt werden kann. Somit stehen einem Schnittstellenelement zwei Energiequellen zur Verfügung, welche dabei parallel angebunden sind, so dass jede Energiequelle für sich genommen das Schnittstellenelement mit Energie versorgen kann. Dies bedeutet nun beispielsweise, dass ein Steuergerät erstmalig, zum Beispiel beim Anlassen eines Fahrzeuges, gestartet wird und nachfolgend dem Schnittstellenelement Energie zur Verfügung stellt. Dieses Schnittstellenelement kann sich dabei herkömmlich konfigurieren und eine Datenverbindung mit einem weiteren Kommunikationsteilnehmer bereitstellen. Wenn das Schnittstellenelement zwei parallele Energiequellen aufweist, kann es aktiv gehalten werden, auch wenn das Steuergerät ausgeschaltet wird. Somit nützt das Schnittstellenelement nicht mehr die Stromversorgung des Steuergerätes, insbesondere nach erfolgreicher Konfiguration bzw. Linkaufbau, vielmehr wird im Falle des Energieverlustes des Steuergerätes die weitere, parallel angeordnete Energiequelle für das Schnittstellenelement verwendet.
  • Eine Möglichkeit, dem Schnittstellenelement Energie zur Verfügung zu stellen, ist eine Energieübertragung über die Datenverbindung bzw. Datenleitung, zum Beispiel gemäß dem Power over Ethernet(PoE)-Standard oder Power over Dataline(PoDL)-Standard. Die einzelnen Energiequellen von Steuergerät und Datenleitung können parallel anliegen, oder es kann zwischen einzelnen Energiequellen hin und her bzw. umgeschaltet werden. Die Datenleitung kann dabei eine herkömmliche Datenleitung bzw. Datenkabel gemäß den Anforderungen einer Ethernet Spezifikation sein.
  • Aus der DE 10 2011 087 828 A1 ist eine Netzwerk-Komponente bekannt, welche unterschiedliche daran angeschlossene Netzwerksegmente wahlweise mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen versorgt.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Mechanismen bereitzustellen, die es ermöglichen, in einem Netzwerk, insbesondere in einem Netzwerk in einem Automobil, die Aufstartzeit positiv zu beeinflussen bzw. zu verringern. Dazu ist in Patentanspruch 1 ein Steuergerät angegeben, dessen Schnittstelle über ein physikalisches Daten-Übertragungsmedium mit Energie versorgt werden kann, und das selbst Schnittstellen anderer Steuergeräte über das physikalische Daten-Übertragungsmedium mit Energie versorgen kann. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Bei einem Erststart des Fahrzeuges, somit einem Zustand, in dem zunächst alle Steuergeräte im Wesentlichen ausgeschaltet sind, wird das Automobil gestartet, wodurch die Steuergeräte hochgefahren werden. Jedes Steuergerät mit einer Kommunikationsanbindung konfiguriert sein Schnittstellenelement gemäß herkömmlichem Vorgehen. Im Rahmen der Konfiguration wird auch mit angeschlossenen Kommunikationsteilnehmern die Kommunikationsverbindung aufgebaut. Sobald die Kommunikationsverbindung erstmalig aufgebaut wurde, kann das Schnittstellenelement von zwei parallelen Energiequellen, eine aus dem zugeordneten Steuergerät und eine aus der Datenleitung, erfolgen.
  • Nach diesem Einschaltvorgang haben beide Kommunikationsteilnehmer einen aktiven Link zum jeweils anderen Kommunikationsteilnehmer. Sobald an einem Schnittstellenelement zwei parallele Energiequellen anliegen, kann zum Beispiel ein Steuergerät ausfallen, neu gestartet bzw. reinitialisiert werden, zum Beispiel kurzfristig energielos geschaltet werden, ohne dass der Link zwischen den Schnittstellenelementen 4 an sich beeinträchtigt wird. Somit kann das Aufstartverhalten von Steuergeräten beschleunigt werden, zum Beispiel können Steuergeräte öfters in einen Energiesparmodus überführt, in anderen Worten schlafengelegt werden, wobei erfindungsgemäß der Kommunikationslink zwischen den Schnittstellenelementen aktiv bleibt und somit beim Neustart eines Steuergerätes die Aufstartzeit signifikant reduziert wird. Auch eine bewusste Initialisierung bzw. ein bewusst ausgeführter Neustart eines Steuergerätes ist bei Bedarf möglich, ohne dass dies der weitere Kommunikationsteilnehmer realisiert.
  • Auch die Ausfallsicherheit der Steuergeräte bzw. der Kommunikationsverbindung im Fahrzeug wird erhöht, da kurzzeitige Fehler in einem Steuergerät im idealen Fall für das Netzwerk und damit für weitere Kommunikationsteilnehmer unsichtbar bleiben. Auch können Stromschwankungen von Steuergeräten an das Schnittstellenelement kompensiert werden, da das Schnittstellenelement über das Netzwerk mit Energie versorgt werden kann und nicht auf die Energieversorgung durch ein angebundenes Steuergerät zurückgreifen muss.
  • Die normalerweise für Ethernet-Anwendungen benötigte Zeit zum Start des Schnittstellenelementes und der Aushandlung von Übertragungsgeschwindigkeit kann somit von regelmäßig mehreren Sekunden reduziert werden, so dass auch im Wesentlichen herkömmliche Ethernet-Technologie im Fahrzeug eingesetzt werden kann.
  • Ausführungsformen der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Steuergerät für ein Fahrzeug;
  • 2 eine schematische Darstellung der Kommunikationsverbindung zwischen zwei Steuergeräten gemäß der vorliegenden Erfindung und
  • 3 eine exemplarische Ausgestaltung eines Steuergerätes mit weiterem Schaltelement gemäß der vorliegen den Erfindung.
  • Weiter Bezug nehmend auf 2 wird eine schematische Darstellung der Kommunikationsverbindung zwischen zwei Steuergeräten gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
  • 2 zeigt die schematische Verbindung von zwei Steuergeräten 2, welche jeweils über einen Mikrocontroller 8 sowie integrierten Media-Access-Controller 6 verfügen. Die Steuergeräte 2 weisen jeweils ein Schnittstellenelement 4 auf, welche unter Verwendung einer Datenleitung 12 untereinander verbunden sind. Das rechte Steuergerät 2 ist dabei aktiv, während das linke Steuergerät 2 inaktiv ist. Da das linke Schnittstellenelement 4 (wie auch das rechte) an zwei (parallele) Energiequellen angeschlossen ist, kann das Schnittstellenelement 4 auch auf zwei unterschiedlichen Wegen mit Energie versorgt werden. Eine Energiequelle 10a ist dabei das linke Steuergerät 2, eine weitere Energiequelle 10b ist die Energie, die über die Datenleitung 12 bereitgestellt wird. Da das linke Steuergerät 2 inaktiv ist, ist Energiequelle 10a ebenfalls inaktiv. Das linke Schnittstellenelement 4 ist jedoch trotzdem aktiv und mit Energie versorgt, durch die Energie, die unter Verwendung der Energiequelle 10b von der Datenleitung bereitgestellt wird. Somit ist noch immer zwischen den Schnittstellenelementen 4 eine Kommunikationsverbindung über Datenleitung 12 aufgebaut, obwohl das linke Steuergerät 2 selbst inaktiv ist. Bei einem Neustart des linken Steuergerätes 2 kann dieses mit dem rechten Steuergerät 2 und weiteren Kommunikationsteilnehmern unter Verwendung des Schnittstellenelementes 4 im Wesentlichen unmittelbar kommunizieren, ohne dass die Datenverbindung über Datenleitung 12 neu ausgehandelt werden muss. Auch erhält das rechte Steuergerät 2 im Wesentlichen keine Information davon, dass das linke Steuergerät ausgeschaltet ist bzw. ist dies für das rechte Steuergerät ohne Relevanz.
  • Weiter Bezug nehmend auf 3 wird eine exemplarische Ausgestaltung eines Steuergerätes mit weiterem Schaltelement gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Schaltelement 16. Dieses ist schematisch außerhalb des Steuergerätes angeordnet, was jedoch nicht einschränkend auf eine konkrete Implementierung hinweisen soll. Schnittstellenelement 4 kann sowohl von Energiequelle 10a des Steuergerätes 2 als auch von Energiequelle 10b über Datenleitung 12 versorgt werden. Schaltelement 16 kann dabei exemplarisch die Funktion eines Powerswitches bzw. eines Spannungsreglers übernehmen, somit eine gewisse Logik aufweisen, derart dass das Schaltelement 16 aktiv auswählt, welche Energiequelle 10a, 10b verwendet wird, oder aber es kann passiv ausgebildet sein und im Wesentlichen die eintreffenden Energiequellen 10a, b parallel an das Schnittstellenelement 4 weitergegeben. Somit ist sichergestellt, falls zumindest eine Energiequelle 10a, b aktiv ist, dass auch das Schnittstellenelement 4 mit Energie versorgt wird. Energiequelle 10b über Datenleitung 12 muss dabei nicht zwingend von einem Schaltelement 16 eines weiteres Steuergerätes 2 stammen, kann aber derart bereitgestellt werden.
  • Vielmehr ist es möglich, ein Datennetzwerk im Fahrzeug vorzusehen, das über geeignete Vorrichtungen die Datenleitung(en) 12 an sich als Energiequelle(n) bereitstellt. Somit kann beispielsweise an einem zentralen oder an mehreren verteilten Orten im Fahrzeug eine Einkopplung von Energie in die Datenleitungen 12 erfolgen, darüber im Fahrzeug verteilt und mittels Schaltelementen 16 bzw. an Schnittstellenelemente 4 bereitgestellt werden. Prinzipiell auch denkbar ist die ausschließliche Energieversorgung von Steuergeräten über die Datenleitungen 12, wobei beispielsweise dann je Steuergerät zumindest zwei Schnittstellenelemente vorgesehen sein können. Eine Einkopplung von Energie unter Verwendung des Schaltelementes 16 in die Datenleitung 12, ausgehend von Steuergerät 2 als Energiequelle für das Schaltelement 16, ist ebenfalls denkbar und in 3 mit Pfeilen am Übergang der Leitungen der Energiequelle 10b in die Datenleitung 12 angedeutet.
  • Gemäß der Ausgestaltung nach 3 wird Schaltelement 16 vorgesehen, welches wie zuvor beschrieben auch einen Spannungsregler aufweisen mag, der z. B. eine 12 V-Spannung eines Steuergerätes in eine für das Schnittstellenelement 4 geeignete Spannung von beispielsweise 3,3 V transformieren kann. Schaltelement 16 weist exemplarisch zwei Eingänge sowie einen Ausgang auf, wobei einer der Eingänge weiterhin auch ein Ausgang zur Datenleitung 12 sein kann. Eine weitere mögliche Ausgestaltung für einen Spannungsregler im Schaltelement 16 kann die Umsetzung einer ersten Spannung von z. B. 12 V bzw. 5 V, welche über Datenleitung 12 eintrifft, in eine für das Schnittstellenelement 4 benötigte zweite Spannung, zum Beispiel 3,3 V, sein. Auch mag Schaltelement 16 eine Spannung des Steuergerätes 2, beispielsweise 12 V, in die Spannung der Datenleitung 12, z. B. 5 V, umwandeln. Schaltelement 16 kann im Weiteren ein Energiespeicherelement, beispielsweise einen Kondensator aufweisen, so dass Umschaltzeiten vermindert werden können, welche gegebenenfalls in einer Nichtversorgung des Schnittstellenelementes 4 mit Energie resultieren können, wodurch dieses schlimmstenfalls kurzfristig abschaltet, damit die Kommunikationsverbindung verliert, wodurch der Link wieder neu aufgebaut werden muss.
  • Nachfolgend wird ein Szenario nach einem Systemstart und damit einem Neustart aller Steuergeräte beschrieben. Die Steuergeräte werden neu gestartet, wobei sämtliche Elemente der Steuergeräte wie beispielsweise Mikrocontroller 8, Media-Access-Controller 6 und Schnittstellenelement 4 (neu) mit Energie versorgt werden. Der Media-Access-Controller 6 eines Steuergerätes 2 kann das Schnittstellenelement 4 befragen, ob dieses gestartet ist und zum Beispiel einen aktiven Link besitzt. Dies mag eine herkömmliche Funktion eines bekannten Ethernet-Schnittstellenelementes 4, wie beispielsweise eines Ethernet-PHY, sein.
  • Im Falle, dass das Schnittstellenelement 4 keine Antwort an den Media-Access-Controller 6 bereitstellt, mag sich in einem Fehlerzustand befinden. Durch das zwischen Steuergerät 2 und Schnittstellenelement 4 angeordnete Schaltelement 16 kann nun Schnittstellenelement 4 eingeschaltet werden, bzw. das Steuergerät 2 wartet noch, bis das Schnittstellenelement 4 konfiguriert ist und somit einen Link zwischen dem Schnittstellenelement 4 und einem weiteren Schnittstellenelement aufgebaut hat. Nun können sich die an der Kommunikation beteiligten Kommunikationsteilnehmer bzw. Steuergeräte wechselseitig mit Energie versorgen, die über Datenleitung 12 übertragen wird. Falls Schaltelement 16 derart ausgebildet ist, so dass es aktiv eine Energiequelle 10a, b auswählt, so kann nun das Schaltelement 16 auf Energiequelle 10b umschalten, so dass das Schnittstellenelement 4 unabhängig vom Steuergerät 2 mit Energie versorgt wird. Dadurch ist die Energieversorgung des Schnittstellenelementes 4 vom Steuergerät 2 entkoppelt.
  • Nun könnte das Steuergerät 2 auch inaktiviert werden, um beispielsweise Strom zu sparen, einen Fehler zu beseitigen etc., während die Kommunikationsverbindung zwischen Schnittstellenelement 4 und einem weiteren Schnittstellenelement aktiv bleibt. Bei einem Neustart eines bereits bestehenden Kommunikationslinks wird das Steuergerät neu gestartet, wobei seine Elemente mit Energie versorgt werden. Der Media-Access-Controller 6 fragt nun das Schnittstellenelement 4, ob dieses gestartet ist. Da das Schnittstellenelement 4 trotz des Neustarts des angebundenen Steuergerätes 2 aktiv blieb, kann es dem Media-Access-Controller 6 unmittelbar antworten, dass sein Link aktiv ist. Hieraus schließt der Media-Access-Controller 6, dass das Schnittstellenelement 4 aktiv und konfiguriert ist, so dass eine Kommunikation zwischen Schnittstellenelement 4 und Media-Access-Controller 6 unmittelbar möglich ist. Die Aufstartzeit des Schnittstellenelementes 4 und dessen Konfigurationszeit kann somit reduziert bzw. vollständig eingespart werden.
  • Im Falle, dass Schnittstellenelement 4 über Datenleitung 12 mit Energie versorgt wird und die Energie auf Datenleitung 12 unterbrochen wird, kann beispielsweise über eine geeignete Detektionsschaltung im Schaltelement 16 auf die Energiequelle 10a des Steuergerätes 2 umgeschaltet werden, welche Umschaltung durch einen Energiespeicher in Element 16, z. B. den zuvor erwähnten Kondensator, gepuffert werden mag. Nach dem Umschalten von Energiequelle 10b auf Energiequelle 10a wird das Schnittstellenelement 4 wieder von Steuergerät 2 mit Energie versorgt, musste zwischenzeitlich allerdings nicht neu konfiguriert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Steuergerät
    4
    Schnittstellenelement
    6
    Media-Access-Controller
    8
    Mikrocontroller
    10
    Stromversorgung/Energiequelle
    12
    Datenleitung
    14
    Anbindung Schnittstellenelement an Steuergerät
    16
    Schaltelement

Claims (9)

  1. Steuergerät (2) für ein Fahrzeug, aufweisend ein Schnittstellenelement (4) zur Anbindung des Steuergerätes (2) an ein physikalisches Daten-Übertragungsmedium (12); wobei an das Schnittstellenelement (4) Energie unter Verwendung des physikalischen Daten-Übertragungsmediums (12) übertragbar ist; wobei das Schnittstellenelement (4) eingerichtet ist, unter Verwendung der durch das physikalische Daten-Übertragungsmedium (12) übertragenen Energie versorgbar zu sein, so dass die Funktionalität des Schnittstellenelementes (4), die Aufrechterhaltung einer Verbindung (LINK) zur Übertragung von Daten über das physikalische Daten-Übertragungsmedium (12), im Falle, dass sich das Steuergerät (4) in einem inaktiven oder nicht mit Energie versorgten Zustand befindet, erhalten bleibt dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (16) vorgesehen ist, wobei das Schaltelement (16) eingerichtet ist sowohl vom Steuergerät (2) als auch vom physikalischen Daten-Übertragungsmedium (12) Energie zum Betrieb des Schnittstellenelementes (4) zu erhalten und wobei das Schaltelement (16) eingerichtet ist, dem Schnittstellenelement (4) aus zumindest einer Quelle (10, 10a, 10b) von Steuergerät (2) und physikalischem Daten-Übertragungsmedium (12) Energie bereitzustellen, so dass ein Betrieb des Schnittstellenelementes (4) auch für den Fall sichergestellt ist, dass nur eine Quelle Energie bereitstellt, wobei das Schaltelement (16) eingerichtet ist, Energie vom Steuergerät (2) an das physikalische Daten-Übertragungsmedium (12) bereitzustellen, für die Versorgung von zumindest einem entfernten Steuergerät (2'), das an das Steuergerät (2) unter Verwendung des physikalischen Daten-Übertragungsmediums (12) angebunden ist.
  2. Steuergerät gemäß Anspruch 1, wobei das Schnittstellenelement (4) ausgebildet ist als ein „physical transceiver” (PHY).
  3. Steuergerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das physikalische Daten-Übertragungsmedium (12) als ein kabelgebundenes Daten-Übertragungsmedium gemäß Ethernet-Spezifikation und/oder als ein LAN-Datenkabel ausgebildet ist.
  4. Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Energie an das Schnittstellenelement (4) unter Verwendung des „Power over Ethernet”-Standards (PoE) erfolgt.
  5. Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Schnittstellenelement (4) ausgebildet ist als ein diskretes elektronisches Bauelement oder funktional integriert/zusammengefasst ist in/mit weitere(n) elektronische(n) Bauelemente(n) des Steuergerätes (2).
  6. Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Start, Neustart oder eine Reinitialisierung des Steuergerätes (2) die Funktion des Schnittstellenelementes (4) nicht beeinträchtigt, darunter das Aufrechterhalten einer zuvor über das physikalische Daten-Übertragungsmedium hergestellten Verbindung.
  7. Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Start, Neustart oder eine Reinitialisierung des Steuergerätes keinen Start, Neustart oder eine Reinitialisierung des Schnittstellenelementes (4) hervorruft.
  8. Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Energie zur Versorgung des Schnittstellenelementes (4) vom Steuergerät (2) und/oder unter Verwendung des physikalischen Daten-Übertragungsmediums (12) bereitstellbar ist.
  9. Fahrzeug mit einem Steuergerät (2) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest zwei Steuergeräten (2) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, die unter Verwendung eines physikalischen Daten-Übertragungsmediums (12) gekoppelt sind.
DE102013211655.1A 2013-06-20 2013-06-20 Flexible Stromversorgung für ein Schnittstellenelement Active DE102013211655B4 (de)

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