DE102022207686A1 - Data processing device and processing system on board a vehicle - Google Patents

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Abstract

Ein Verarbeitungssystem (100) an Bord eines Fahrzeugs (105) umfasst ein erstes Datennetzwerk (C, L, E, F) zur Übermittlung von Daten von oder an ein angeschlossenes Steuergerät (120); ein Energienetzwerk (U, P) zur Bereitstellung von elektrischer Energie an ein angeschlossenes Steuergerät (120); und ein PLC Gateway (130) zum Austausch von Daten zwischen dem Energienetzwerk (U, P) und dem ersten Datennetzwerk (C, L, E, F). Dabei ist das PLC Gateway (130) dazu eingerichtet, Daten, die auf elektrische Energie im Energienetzwerk (U, P) aufmoduliert sind, in das Datennetzwerk (C, L, E, F) einzuspeisen und Daten aus dem Datennetzwerk (C, L, E, F) in Energie im Energienetzwerk (U, P) aufzumodulieren.A processing system (100) on board a vehicle (105) comprises a first data network (C, L, E, F) for the transmission of data from or to a connected control device (120); an energy network (U, P) for providing electrical energy to a connected control unit (120); and a PLC gateway (130) for exchanging data between the energy network (U, P) and the first data network (C, L, E, F). In this case, the PLC gateway (130) is set up to feed data that are modulated onto electrical energy in the energy network (U, P) into the data network (C, L, E, F) and data from the data network (C, L, E, F) to modulate energy in the energy network (U, P).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenverarbeitung an Bord eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Datenverarbeitungsvorrichtung und Verarbeitungssystem an Bord eines Fahrzeugs.The present invention relates to data processing on board a vehicle. In particular, the invention relates to a data processing device and processing system on board a vehicle.

Ein Fahrzeug umfasst eine Vielzahl Steuervorrichtungen, die jeweils eines oder mehrere Systeme oder Subsysteme an Bord des Fahrzeugs steuern. Beispielhafte solche Systeme können eine Sitzverstellung oder eine elektrische Lenkung umfassen. Die Steuervorrichtungen sind miteinander kommunikativ vernetzt, um Anforderungen oder Ergebnisse miteinander auszutauschen. Dazu wird üblicherweise ein drahtgebundener serieller Bus verwendet, insbesondere ein CAN-Bus oder ein LIN-Bus. Zur Versorgung der Steuervorrichtungen mit elektrischer Energie ist ein separates Bordnetz vorgesehen.A vehicle includes a plurality of controllers, each controlling one or more systems or subsystems onboard the vehicle. Exemplary such systems may include seat adjustment or power steering. The control devices are communicatively networked with one another in order to exchange requirements or results with one another. A wired serial bus is usually used for this purpose, in particular a CAN bus or a LIN bus. A separate vehicle electrical system is provided to supply the control devices with electrical energy.

Es wurde vorgeschlagen, das Bordnetz mit dem Datenbus zu kombinieren, indem eine Datenübertragung durch Modulation einer Spannung oder eines Stroms erfolgt, mit dem eine Steuervorrichtung mit Energie versorgt wird. Dadurch kann ein separater Datenbus entfallen, wodurch ein Kabelbaum im Fahrzeug signifikant vereinfacht werden kann. Außerdem können dedizierte Datenleitungen eingespart werden, sodass der Kabelbaum leichter ausgeführt sein kann. Eine Steckverbindung zwischen dem Kabelbaum und der Steuervorrichtung kann mit nur zwei Kontakten sowohl eine Stromverbindung als auch eine Datenverbindung herstellen.It has been proposed to combine the vehicle electrical system with the data bus in that data is transmitted by modulating a voltage or a current with which a control device is supplied with energy. This eliminates the need for a separate data bus, which means that a wiring harness in the vehicle can be significantly simplified. In addition, dedicated data lines can be saved, so that the cable harness can be made lighter. A plug connection between the wiring harness and the control device can produce both a power connection and a data connection with only two contacts.

Eine solche Technik ist unter der Bezeichnung PLC (Power Line Communication) bekannt. Allerdings eignet sie sich nicht gut für eine schnelle Übertragung von Daten, eine große Anzahl Teilnehmer oder ein Echtzeitprotokoll, da eine nutzbare Bandbreite der Energieleitung begrenzt ist.Such a technique is known as PLC (Power Line Communication). However, it is not well suited for fast transmission of data, a large number of participants or a real-time protocol, since a usable bandwidth of the power line is limited.

Ein anderer Vorschlag sieht vor, Faseroptik im Fahrzeug zu verwenden, um eine sehr schnelle Datenübertragung zu ermöglichen. Beispielsweise können Sensorwerte einer hochauflösenden Kamera mit einer hohen Abtastrate gut über eine Faserstrecke übertragen werden. Nachteilig an Faseroptik sind die Empfindlichkeit des Übertragungsmediums gegenüber mechanischer Beanspruchung, die während einer Montage oder im Betrieb des Fahrzeugs auftreten kann, oder die Gefahr von Funktionsstörungen durch Feuchtigkeit oder Verschmutzung.Another proposal is to use fiber optics in the vehicle to enable very fast data transmission. For example, sensor values from a high-resolution camera with a high sampling rate can be transmitted well over a fiber link. A disadvantage of fiber optics is the sensitivity of the transmission medium to mechanical stress, which can occur during assembly or operation of the vehicle, or the risk of malfunctions due to moisture or dirt.

Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur Datenübertragung an Bord eines Fahrzeugs. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object on which the present invention is based is to specify an improved technique for data transmission on board a vehicle. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims reflect preferred embodiments.

Nach einem ersten Aspekt umfasst ein Verarbeitungssystem an Bord eines Fahrzeugs ein erstes Datennetzwerk zur Übermittlung von Daten von oder an ein angeschlossenes Steuergerät; ein Energienetzwerk zur Bereitstellung von elektrischer Energie an ein angeschlossenes Steuergerät; und ein PLC Gateway zum Austausch von Daten zwischen dem Energienetzwerk und dem ersten Datennetzwerk. Dabei ist das PLC Gateway dazu eingerichtet, Daten, die auf elektrische Energie im Energienetzwerk aufmoduliert sind, in das Datennetzwerk einzuspeisen und Daten aus dem Datennetzwerk in Energie im Energienetzwerk aufzumodulieren.According to a first aspect, a processing system on board a vehicle comprises a first data network for transmitting data from or to a connected control unit; an energy network for providing electrical energy to a connected control device; and a PLC gateway for exchanging data between the energy network and the first data network. The PLC gateway is set up to feed data that is modulated onto electrical energy in the energy network into the data network and to modulate data from the data network into energy in the energy network.

Erfindungsgemäß kann durch das Verarbeitungssystem eine Architektur von Geräten an Bord eines Fahrzeugs angegeben sein, die mit bekannten Komponenten weitgehend kompatibel sein kann, sodass etablierte oder unverzichtbare bestehende Elemente, beispielsweise ein bestimmter Sensor oder Aktor oder ein bestimmtes Steuergerät, unverändert integriert werden können. Die vorgeschlagene Architektur kann eine einfache Erweiterung, beispielsweise in Form eines weiteren Sensors, Aktors oder Steuergeräts ermöglichen. Wichtige Datenverbindungen zwischen verschiedenen Komponenten können redundant ausgeführt sein, sodass das Verarbeitungssystem eine hohe Funktionssicherheit erreichen kann. So kann ein flexibles und zukunftssicheres Kommunikationssystem bereitgestellt werden, das an der Vielzahl verschiedener Fahrzeuge schnell eingesetzt und lange genutzt werden kann.According to the invention, an architecture of devices on board a vehicle can be specified by the processing system, which can be largely compatible with known components, so that established or indispensable existing elements, for example a specific sensor or actuator or a specific control unit, can be integrated unchanged. The proposed architecture can enable a simple extension, for example in the form of a further sensor, actuator or control device. Important data connections between different components can be redundant, so that the processing system can achieve a high level of functional reliability. In this way, a flexible and future-proof communication system can be provided that can be used quickly and for a long time on a large number of different vehicles.

Durch Nutzen des Energienetzes zur Übertragung von Daten kann eine Steuervorrichtung einfach in das Verarbeitungssystem eingebunden werden. Das Energienetzwerk kann angeschlossene Komponenten mit elektrischer Energie mit einer vorbestimmten Spannung versorgen. Eine Steuervorrichtung kann Daten übermitteln, indem sie ihre Stromaufnahme verändert, sodass ein durch das Energienetzwerk fließender Strom oder eine an ihm anliegende Spannung entsprechend verändert werden. Anders ausgedrückt können Daten auf einen Strom oder eine Spannung im Energienetzwerk aufmoduliert werden. Eine andere an das Energienetzwerk angeschlossene Steuervorrichtung kann diese Schwankungen erfassen und so die eingespeisten Daten auslesen.By using the power grid to transmit data, a control device can be easily integrated into the processing system. The energy network can supply connected components with electrical energy at a predetermined voltage. A control device can transmit data by changing its current consumption, so that a current flowing through the energy network or a voltage applied to it are changed accordingly. In other words, data can be modulated onto a current or a voltage in the energy network. Another control device connected to the energy network can detect these fluctuations and thus read out the data that has been fed in.

Durch Bereitstellen von Daten auf einem Energienetzwerk kann dieses zum PLC-Netzwerk werden, das weiter zur Verteilung von elektrischer Energie und darüber hinaus zur Übermittlung von Daten verwendet werden kann. Das Energienetzwerk benötigt in einer einfachen Ausführungsform nur zwei elektrisch voneinander isolierte Leiter, zwischen denen eine Spannung anliegt. Das Energienetzwerk kann in einer beliebigen Topographie angelegt sein, beispielsweise linear nach Art eines Busses.By providing data on an energy network, this can become the PLC network, which can further be used to distribute electrical energy and also to transmit data. The energy network requires in a simple embodiment just two electrically insulated conductors between which a voltage is applied. The energy network can be laid out in any desired topography, for example linearly in the manner of a bus.

Das Verarbeitungssystem kann ferner ein zweites Datennetzwerk umfassen, wobei das PLC Gateway dazu eingerichtet ist, Daten zwischen dem Energienetzwerk und dem zweiten Datennetzwerk auszutauschen. Das zweite Datennetzwerk kann zur Verbindung mit einem klassischen Steuergerät vorgesehen sein, das getrennte Energie- und Datenversorgungen erwartet. Dabei kann die Energieversorgung dieses Steuergeräts mittels des beschriebenen Energiebusses erfolgen. Schwankungen der Spannung oder des Stroms auf dem Energiebus sind bevorzugt so gering, dass sie eine Energieentnahme eines Steuergeräts nicht beeinträchtigen.The processing system can also include a second data network, with the PLC gateway being set up to exchange data between the energy network and the second data network. The second data network can be provided for connection to a classic control device that expects separate energy and data supplies. In this case, the power supply to this control unit can be effected by means of the power bus described. Fluctuations in the voltage or in the current on the energy bus are preferably so small that they do not impair energy consumption by a control unit.

Das PLC Gateway kann dazu eingerichtet sein, Daten zwischen dem ersten und dem zweiten Datennetzwerk auszutauschen. Dadurch können Steuergeräte, die mit unterschiedlichen Datennetzwerken verbunden sind, miteinander kommunizieren. Allgemein kann das PLC Gateway nur solche Daten zwischen den Datennetzwerken austauschen, die von einem Sender in einem der Netzwerke an einen Empfänger in einem anderen der Netzwerke gerichtet ist. Dazu kann eine Nachricht von einem Sender an einen Empfänger darauf untersucht werden, ob es in ein anderes Datennetz umgesetzt werden muss oder nicht. Die Untersuchung kann auch einen Rundruf (Broadcast) oder eine Gruppenaddressierung (Multicast) unterstützen. Dabei bezeichnet Broadcast ein Versenden von Nachrichten an alle Teilnehmer eines Datennetzwerks, und Broadcast ein Versenden an mehrere Teilnehmer einer vorbestimmten Gruppe unter nur einer Adresse. So kann verhindert werden, dass Daten in ein Datennetzwerk überführt werden, in dem sie keinen Empfänger haben. So kann Bandbreite in einem der Datennetzwerke eingespart werden, sodass eine schnellere oder weniger stark verzögerte Übermittlung anderer Daten ermöglicht sein kann.The PLC gateway can be set up to exchange data between the first and the second data network. This allows control units that are connected to different data networks to communicate with one another. In general, the PLC gateway can only exchange data between the data networks that is directed from a sender in one of the networks to a recipient in another of the networks. For this purpose, a message from a sender to a recipient can be examined to determine whether or not it needs to be converted to another data network. The investigation may also support broadcast or multicast. In this context, broadcast refers to the sending of messages to all participants in a data network, and broadcast refers to the sending to a plurality of participants in a predetermined group using only one address. This can prevent data from being transferred to a data network in which they have no recipient. In this way, bandwidth can be saved in one of the data networks, so that a faster or less heavily delayed transmission of other data can be made possible.

In einer Ausführungsform sind im Verarbeitungssystem mehrere zweite Datennetzwerke vorgesehen, wobei das PLC Gateway dazu eingerichtet ist, Daten zwischen den Datennetzwerken auszutauschen. Dabei können die zweiten Datennetzwerke unterschiedlichen Standards folgen. Beispielsweise können zweite Datennetzwerke alternativ nach einem CAN-, LIN- oder Ethernet Standard implementiert sein. In einer hierin beschriebenen Weise können Daten zwischen mehreren zweiten Datennetzwerken oder zwischen dem ersten und einem oder mehreren zweiten Datennetzwerken ausgetauscht werden. Auch in dieser Ausführungsform können Daten, die in einem angeschlossenen Datennetzwerk keinen Empfänger haben, nicht dieses Datennetzwerk umgesetzt werden.In one embodiment, a number of second data networks are provided in the processing system, with the PLC gateway being set up to exchange data between the data networks. The second data networks can follow different standards. For example, second data networks can alternatively be implemented according to a CAN, LIN or Ethernet standard. In a manner described herein, data can be exchanged between multiple second data networks or between the first and one or more second data networks. In this embodiment, too, data that do not have a receiver in a connected data network cannot be implemented in this data network.

Sind mehrere zweite Datennetzwerk vorgesehen, so kann das Verarbeitungssystem ein weiteres Gateway umfassen, das dazu eingerichtet ist, Daten zwischen den zweiten Datennetzwerken auszutauschen. So können beispielsweise ein CAN-Bus und ein LIN-Bus mittels des Gateways miteinander gekoppelt werden.If several second data networks are provided, the processing system can include a further gateway which is set up to exchange data between the second data networks. For example, a CAN bus and a LIN bus can be coupled to one another by means of the gateway.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Konverter vorgesehen, der mit dem Energienetzwerk verbunden ist, und der mittels eines weiteren Datennetzwerks mit dem weiteren Gateway verbunden ist. Dabei ist der Konverter dazu eingerichtet, Daten zwischen dem Energienetzwerk und dem weiteren Datennetzwerk auszutauschen. Anders ausgedrückt kann das weitere Gateway mittels eines Konverters an ein PLC-Netzwerk angeschlossen sein, wobei ein Datentransfer zwischen beliebigen Netzwerken ermöglicht sein kann. Der Konverter kann eine Funktion des weiteren Gateways redundant erfüllen, sodass eine erhöhte Funktionssicherheit des Verarbeitungssystems erreicht werden kann.In a further embodiment, a converter is provided which is connected to the energy network and which is connected to the further gateway by means of a further data network. In this case, the converter is set up to exchange data between the energy network and the further data network. In other words, the further gateway can be connected to a PLC network by means of a converter, with data transfer between any networks being possible. The converter can redundantly fulfill a function of the further gateway, so that increased functional reliability of the processing system can be achieved.

In einer weiteren Ausführungsform ist das weitere Gateway mittels einer dedizierten Leitung mit einem Datennetzwerk verbunden, das seinerseits mit dem PLC-Netzwerk gekoppelt ist, beispielsweise mittels eines weiteren Konverters. Die verschiedenen Datennetzwerke an Bord eines Fahrzeugs können mittels eines oder mehreren weiteren Gateways und optional einem oder mehreren Konvertern miteinander verbunden werden, wobei eines der Netzwerke ein PLC-Netzwerk umfassen kann. So kann die vorgeschlagene Architektur flexibel an unterschiedlich komplexe Szenarien oder Anforderungen an Bord des Fahrzeugs angepasst werden.In a further embodiment, the further gateway is connected to a data network by means of a dedicated line, which in turn is coupled to the PLC network, for example by means of a further converter. The various data networks on board a vehicle can be connected to one another by means of one or more further gateways and optionally one or more converters, whereby one of the networks can comprise a PLC network. In this way, the proposed architecture can be flexibly adapted to different complex scenarios or requirements on board the vehicle.

Das Verarbeitungssystem kann weiter eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, die mittels eines dritten Datennetzwerks mit dem PLC Gateway verbunden ist. Dabei ist das PLC Gateway bevorzugt dazu eingerichtet, Daten zwischen dem dritten Datennetzwerk und dem Energienetzwerk auszutauschen. Die Verarbeitungseinrichtung kann von einer Steuervorrichtung umfasst sein und insbesondere eine High Performance Computing (HPC) Plattform umfassen. Die HPC Plattform kann einen oder mehrere bekannte RISC- oder CISC-Prozessoren umfassen. Zusätzlich können dedizierte Verarbeitungseinrichtungen vorgesehen sein, die eine parallele Verarbeitung bestimmter Probleme ermöglichen. So kann eine für Grafik optimierte Verarbeitungseinrichtung über eine Vielzahl von Shadern verfügen, die außer zur Berechnung von Bilddaten beispielsweise auch zur Objekterkennung in Bilddaten verwendet werden kann.The processing system can further comprise a processing device which is connected to the PLC gateway by means of a third data network. The PLC gateway is preferably set up to exchange data between the third data network and the energy network. The processing device can be comprised by a control device and in particular can comprise a high-performance computing (HPC) platform. The HPC platform can include one or more well-known RISC or CISC processors. In addition, dedicated processing devices can be provided, which allow parallel processing of specific problems. A processing device optimized for graphics can thus have a large number of shaders at its disposal, which can also be used, for example, for object recognition in image data, in addition to calculating image data.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, Sensordaten von einem oder mehreren Sensoren an Bord des Fahrzeugs zu empfangen, wobei ein Sensor dazu eingerichtet ist, ein Umfeld oder einen Innenraum des Fahrzeugs abzutasten. Beispielhafte Sensoren umfassen eine Kamera, einen Radar-Sensor und einen LiDAR-Sensor. Die Verarbeitungseinrichtung kann ein Objekt im Umfeld des Fahrzeugs auf der Basis der Sensordaten erkennen. In a particularly preferred embodiment, the processing device is set up to receive sensor data from one or more sensors on board the vehicle, one sensor being set up to scan an environment or an interior of the vehicle. Example sensors include a camera, a radar sensor, and a LiDAR sensor. The processing device can recognize an object in the area surrounding the vehicle on the basis of the sensor data.

Weiter kann die Verarbeitungseinrichtung das Fahrzeug in Abhängigkeit eines erkannten Objekts steuern. Eine Steuerung in Längsrichtung kann mittels eines Antriebsmotors oder eines Bremssystems erfolgen; eine Steuerung in Querrichtung kann mittels eines Lenksystems durchgeführt werden.Furthermore, the processing device can control the vehicle as a function of a detected object. Longitudinal control can be by means of a drive motor or a braking system; transverse direction control can be performed by means of a steering system.

Ein Sensor oder ein Aktor kann jeweils als Steuergerät ausgeführt sein, das mittels eines der hierin beschriebenen Datennetzwerke mit der Verarbeitungseinrichtung verbunden ist. In einer Ausführungsform ist ein mit der Verarbeitungseinrichtung verbundenes dediziertes Datennetzwerk für privilegierte oder breitbandige Kommunikation reserviert, beispielsweise von einem Sensor oder zu einem Aktor. In einer weiteren Ausführungsform ist ein dediziertes Datennetzwerk zur Kommunikation mit dem anderen Gateway vorgesehen.A sensor or an actuator can each be designed as a control device that is connected to the processing device by means of one of the data networks described herein. In one embodiment, a dedicated data network connected to the processing device is reserved for privileged or broadband communication, for example from a sensor or to an actuator. In a further embodiment, a dedicated data network is provided for communication with the other gateway.

Optional ist ein Konverter zur Versorgung eines Steuergeräts mit elektrischer Energie und zum Austausch von Daten mit dem Steuergerät über voneinander getrennte Anschlüsse vorgesehen. Dabei ist der Konverter mit dem Energienetzwerk verbunden und dazu eingerichtet, Daten zwischen dem Steuergerät und dem Energienetzwerk auszutauschen und das Steuergerät mittels Energie aus dem Energienetzwerk zu betreiben. Der Konverter kann eine Anbindung eines klassischen Steuergeräts mit getrennten Anschlüssen für Daten und Energie an das PLC-Netzwerk erlauben.A converter is optionally provided for supplying a control device with electrical energy and for exchanging data with the control device via separate connections. The converter is connected to the energy network and set up to exchange data between the control device and the energy network and to operate the control device using energy from the energy network. The converter can allow a classic control device with separate connections for data and energy to be connected to the PLC network.

Bevorzugt umfasst das Verarbeitungssystem wenigstens ein Steuergerät, das mit einem der Datennetzwerke verbunden ist. Üblicherweise sind mehrere Steuergeräte vorgesehen, die an gleichen oder verschiedenen Datennetzwerken angeschlossen sind. Die beschriebenen Komponenten zwischen den Datennetzwerken können eine Kommunikation zwischen Steuergeräten an unterschiedlichen Datennetzwerken erlauben. Ein Steuergerät umfasst bevorzugt eine Verarbeitungseinrichtung, einen Aktor, einen Sensor oder eine Kombination daraus. Eine Versorgung der Steuergeräte mit elektrischer Energie erfolgt bevorzugt mittels des als PLC-Netzwerk ausgebildeten Energienetzwerks. Eine Versorgung auf andere Weise kann jedoch ebenfalls unterstützt sein.The processing system preferably comprises at least one control unit which is connected to one of the data networks. A plurality of control units are usually provided, which are connected to the same or different data networks. The components described between the data networks can allow communication between control units on different data networks. A control unit preferably includes a processing device, an actuator, a sensor or a combination thereof. The control units are preferably supplied with electrical energy by means of the energy network designed as a PLC network. However, provision in other ways may also be supported.

Das Verarbeitungssystem kann darüber hinaus einen Einspeiser zur Bereitstellung von elektrischer Energie in das Energienetzwerk umfassen. Der Einspeiser kann elektrische Energie beispielsweise aus einem Bordnetz des Fahrzeugs entnehmen, das durch eine Batterie, einen Akkumulator oder einen Generator versorgt sein kann. Der Einspeiser kann sicherstellen, dass ausreichend elektrische Energie in das Energienetzwerk eingespeist wird und dass beispielsweise eine vorbestimmte elektrische Spannung eingehalten ist.The processing system can also include a feeder for providing electrical energy to the energy network. The feeder can take electrical energy, for example, from an on-board network of the vehicle, which can be supplied by a battery, an accumulator or a generator. The feeder can ensure that sufficient electrical energy is fed into the energy network and that, for example, a predetermined electrical voltage is maintained.

Bevorzugt ist ferner ein Trennschalter vorgesehen, um das Energienetzwerk von einer Energiequelle zu trennen. Der Trennschalter kann insbesondere ausgelöst, also geöffnet werden, falls ein durch das Energienetzwerk fließender elektrischer Strom einen vorbestimmten Wert übersteigt. Der Trennschalter kann auch geöffnet werden, falls eine im Energienetzwerk anliegende Spannung einen vorbestimmten Wert übersteigt. In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Trennschalter auf Anforderung eines Steuergeräts oder einer Verarbeitungseinrichtung geöffnet werden. Diese Anforderung kann insbesondere als PLC-Nachricht auf dem Energienetzwerk an den Trennschalter übermittelt werden. Der Trennschalter kann dabei als Steuergerät ausgebildet sein. In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Trennschalter auf eine entsprechende Anforderung hin auch wieder geschlossen werden.A circuit breaker is preferably also provided in order to separate the energy network from an energy source. In particular, the circuit breaker can be triggered, ie opened, if an electric current flowing through the energy network exceeds a predetermined value. The circuit breaker can also be opened if a voltage present in the energy network exceeds a predetermined value. In yet another embodiment, the circuit breaker may be opened upon request from a controller or processing device. In particular, this request can be transmitted as a PLC message on the energy network to the circuit breaker. The isolating switch can be designed as a control unit. In yet another embodiment, the circuit breaker can also be closed again in response to a corresponding request.

Es können mehrere Trennschalter vorgesehen sein, die einzeln oder zusammen ausgelöst werden können. Jeder Trennschalter kann ein eigenes PLC-Netzwerk oder ein reines Energienetzwerk absichern. Das Steuergerät mit den Trennschaltern kann aus unterschiedlichen Datennetzwerken angesprochen werden, sodass eine Anforderung, einen Trennschalter zu schließen, aus einem Netzwerk stammen kann, dessen zugeordneter Trennschalter geschlossen ist.Multiple circuit breakers can be provided, which can be tripped individually or together. Each circuit breaker can protect its own PLC network or a pure energy network. The controller with the circuit breakers can be addressed from different data networks, so that a request to close a circuit breaker can originate from a network whose associated circuit breaker is closed.

Weiter bevorzugt ist ein Filter vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, eine Energiequelle für die elektrische Energie von hochfrequenten Schwingungen auf dem Energienetzwerk zu isolieren. So kann verhindert werden, dass eine empfindliche Energiequelle wie ein Akkumulator oder Load Balancer für mehrere Akkumulator-Zellen durch Signale gestört wird, die aus dem PLC-Netzwerk stammen.A filter is also preferably provided, which is set up to isolate an energy source for the electrical energy from high-frequency oscillations on the energy network. In this way, a sensitive energy source such as an accumulator or load balancer for several accumulator cells can be prevented from being disturbed by signals originating from the PLC network.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug ein hierin beschriebenes Verarbeitungssystem. Das Fahrzeug kann insbesondere ein Kraftfahrzeug umfassen, bevorzugt ein Kraftrad, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus. Das Kraftfahrzeug kann mittels einer Brennkraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine angetrieben werden.According to another aspect of the present invention, a vehicle includes a processing system as described herein. The vehicle can in particular include a motor vehicle, preferably a motorcycle, a passenger car, a truck or a bus. The motor vehicle can be driven by an internal combustion engine and/or an electric machine.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

  • 1 ein Verarbeitungssystem an Bord eines Fahrzeugs;
  • 2 ein PLC Gateway;
  • 3 eine Verarbeitungseinrichtung;
  • 4 eine Steuervorrichtung für PLC;
  • 5 eine Steuervorrichtung ohne PLC; und
  • 6 einen bidirektionalen PLC Konverter
darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:
  • 1 a processing system onboard a vehicle;
  • 2 a PLC gateway;
  • 3 a processing device;
  • 4 a controller for PLC;
  • 5 a non-PLC controller; and
  • 6 a bidirectional PLC converter
represents.

1 zeigt ein Verarbeitungssystem 100 an Bord eines Fahrzeugs 105. Das Verarbeitungssystem 100 ist dazu eingerichtet, eine oder mehrere Funktionen an Bord des Fahrzeugs 105 zu steuern, beispielsweise einen Fahrassistenten, ein Unterhaltungssystem oder eine autonome Steuerung des Fahrzeugs 105. 1 shows a processing system 100 on board a vehicle 105. The processing system 100 is set up to control one or more functions on board the vehicle 105, for example a driving assistant, an entertainment system or an autonomous control of the vehicle 105.

Das Verarbeitungssystem 100 umfasst mehrere Netzwerke, die mit Buchstaben gekennzeichnet sind. U bezeichnet ein Energienetzwerk, P ein PLC Netzwerk, C ein CAN Netzwerk, L ein LIN Netzwerk, E ein Ethernet Netzwerk und F ein Fibre Channel Netzwerk. Elemente des Verarbeitungssystems 100 tragen entsprechende Bezeichnungen an Anschlüssen mit den Netzwerken.The processing system 100 includes multiple networks identified by letters. U denotes an energy network, P a PLC network, C a CAN network, L a LIN network, E an Ethernet network and F a Fiber Channel network. Elements of processing system 100 bear corresponding designations on connections to the networks.

Die Netzwerke C, E, F und L (kurz: C bis L) sind beispielhafte Datennetzwerke. Jedes dieser Datennetzwerke C bis L kann in einer beliebigen Technik ausgeführt sein und es können auch mehrere voneinander getrennte Datennetzwerke C bis L in der gleichen Technik realisiert sein, beispielsweise zwei C Netzwerke jeweils als CAN oder drei Netzwerke jeweils als LIN. Es können auch mehr oder weniger als die dargestellten Datennetzwerke C bis L vorliegen.The networks C, E, F and L (in short: C to L) are exemplary data networks. Each of these data networks C to L can be implemented using any technology, and several separate data networks C to L can also be implemented using the same technology, for example two C networks each as CAN or three networks each as LIN. There can also be more or fewer than the data networks C to L shown.

Ein Übertragungsmedium für Geräte eines Netzwerks C bis L ist üblicherweise in Abhängigkeit der jeweiligen Technik gewählt. Beispielsweise kann ein CAN Netzwerk C zwei miteinander verdrillte Leiter erfordern, ein LIN Netzwerk L kann mit nur einem Leiter auskommen, während ein Ethernet Netzwerk E mehrere miteinander verdrillte Leiterpaare und ein Fibre Channel Netzwerk F eine optischen Faser voraussetzen kann.A transmission medium for devices in a network C to L is usually chosen depending on the respective technology. For example, a CAN network C may require two twisted pairs, a LIN network L may require just one wire, while an Ethernet network E may require multiple twisted pairs and a Fiber Channel network F may require an optical fiber.

Die Netzwerke U und P sind dazu eingerichtet, elektrische Energie zu übertragen. Das P Netzwerk arbeitet ähnlich wie ein U Netzwerk und kann zusätzlich Daten übertragen, indem ein Sender eine elektrische Spannung des U Netzwerks oder einen durch das U Netzwerk fließenden Strom um einen geringen Betrag variiert und ein Empfänger die Variation auswertet. Eine gleichzeitige Übertragung elektrischer Energie wird dadurch nicht gestört. Ein übliches, nicht für PLC eingerichtetes Gerät kann mit dem P Netzwerk verbunden werden, um mit elektrischer Energie versorgt zu werden, wodurch bevorzugt weder ein Datenverkehr auf dem P Netzwerk, noch die Versorgung des Geräts beeinträchtigt ist. Ein U Netzwerk und ein P Netzwerk sind miteinander kompatibel und ein U Netzwerk kann zu einem P Netzwerk ausgebaut werden, indem wenigstens ein Gerät angeschlossen wird, das Daten per PLC senden und/oder empfangen kann.The networks U and P are set up to transmit electrical energy. The P network works in a similar way to a U network and can also transmit data by a transmitter varying an electrical voltage of the U network or a current flowing through the U network by a small amount and a receiver evaluating the variation. A simultaneous transmission of electrical energy is not disturbed by this. A conventional device that is not set up for PLC can be connected to the P network in order to be supplied with electrical energy, as a result of which preferably neither data traffic on the P network nor the supply of the device is impaired. A U network and a P network are compatible with each other, and a U network can be upgraded to a P network by connecting at least one device that can send and/or receive data via PLC.

Als Medium für ein U Netzwerk werden zwei elektrisch voneinander isolierte Leiter verwendet, die auf unterschiedlichen Abschnitten unterschiedlich realisiert sein können. Beispielsweise kann auf einem Abschnitt eine Doppel-Leitung oder eine Mehrfach-Leitung mit mehreren Leitern vorliegen. Die Leitung kann abgeschirmt sein und mehrere der Leiter können miteinander verdrillt sein. Auf einem weiteren Abschnitt können eine Einfach-Leitung und eine Gerätemasse des Fahrzeugs 105 als Leiter verwendet werden. Anstelle der Gerätemasse kann ein leitfähiges Element des Fahrzeugs 105 verwendet werden, beispielsweise ein Fahrzeugblech, ein Masseband, ein Antriebsmotor oder ein Maschinenteil. Mehrere P-Netzwerke an Bord des Fahrzeugs 105 können an einem oder beiden Leitern gegeneinander isoliert sein.Two conductors that are electrically insulated from one another are used as the medium for a U network, which can be implemented differently on different sections. For example, there can be a double line or a multiple line with several conductors on a section. The line can be shielded and several of the conductors can be twisted together. A single line and a device ground of the vehicle 105 can be used as a conductor on a further section. Instead of the device ground, a conductive element of the vehicle 105 can be used, for example a vehicle sheet metal, a ground strap, a drive motor or a machine part. Multiple P-networks onboard the vehicle 105 may be isolated from each other on one or both conductors.

Das U Netzwerk wird aus einer Energiequelle 110 gespeist, die beispielsweise eine Batterie, einen Akkumulator oder einen Generator umfassen kann. Optional ist ein Regler vorgesehen, um elektrische Energie mit vorbestimmten Eigenschaften bereitzustellen, beispielsweise mit einer vorbestimmten Spannung, einem vorbestimmten Maximalstrom oder mit weniger als einer vorbestimmten Restwelligkeit in einem vorbestimmten Frequenzbereich. Die Energiequelle 110 kann mittels eines Trennschalters 115 mit dem U Netzwerk verbunden sein. Der Trennschalter 115 kann die Energiequelle 110 mit einem Zweig des Energienetzwerks U verbinden oder von ihm trennen, beispielsweise im Fall eines elektrischen Fehlers wie eines festgestellten Überstroms oder einer Überspannung.The U network is fed from an energy source 110, which can include a battery, an accumulator or a generator, for example. A regulator is optionally provided in order to provide electrical energy with predetermined properties, for example with a predetermined voltage, a predetermined maximum current or with less than a predetermined residual ripple in a predetermined frequency range. The energy source 110 can be connected to the U network by means of a circuit breaker 115 . The circuit breaker 115 can connect or disconnect the energy source 110 to a branch of the energy network U, for example in the event of an electrical fault such as a detected overcurrent or overvoltage.

Das Verarbeitungssystem 100 umfasst mehrere Steuergeräte 120, die jeweils bevorzugt eine Steuervorrichtung, einen Sensor, einen Aktor oder eine Kombination daraus umfassen. Jedes Steuergerät 120 ist mit mindestens einem der Datennetzwerke A bis L sowie mit einem der Energienetzwerke U oder P verbunden. Bevorzugt ist eines der Steuergeräte 120 als Verarbeitungseinrichtung 125 ausgeführt, die bevorzugt für High Performance Computing (HPC) eingerichtet ist. Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann eine Funktion erfüllen, die eine hohe Verarbeitungsleistung, eine große Kommunikationsbandbreite, eine geringe Latenzzeit und/oder eine hohe Funktionssicherheit erfordert. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinrichtung 125 das Fahrzeug 105 in Abhängigkeit von Informationen anderer Steuergeräte 120 in Längs- und/oder Querrichtung steuern.The processing system 100 includes a plurality of controllers 120, each preferably including a controller, a sensor, an actuator, or a combination thereof. Each control unit 120 is connected to at least one of the data networks A to L and to one of the energy networks U or P. One is preferred of the control units 120 as a processing device 125 which is preferably set up for high performance computing (HPC). The processing device 125 can perform a function that requires high processing power, a large communication bandwidth, low latency and/or high functional reliability. For example, processing device 125 can control vehicle 105 in the longitudinal and/or transverse direction as a function of information from other control units 120 .

Ein PLC Gateway 130 verbindet das U Netzwerk mit vorliegend zwei P Netzwerken. Die P Netzwerke können elektrisch und/oder datentechnisch voneinander getrennt oder miteinander verbunden sein. Außerdem kann das PLC Gateway 130 mit einem oder mehreren Datennetzwerken C bis L verbunden sein. Das Gateway 130 kann eine Kommunikation zwischen dem P Netzwerk und einem Netzwerk C bis L und/oder eine Kommunikation zwischen den Netzwerken C bis L erlauben. Vorliegend sind beispielhaft Netzwerke C, E und L, die jeweils nur zur Verarbeitungseinrichtung 125 führen, mit dem PLC Gateway 130 verbunden. Die Verarbeitungseinrichtung 125 ist zur Energieversorgung mit dem U Netzwerk verbunden.A PLC gateway 130 connects the U network with the present two P networks. The P networks can be separated from one another electrically and/or in terms of data technology, or they can be connected to one another. In addition, the PLC gateway 130 can be connected to one or more data networks C-L. The gateway 130 may allow communication between the P network and a C-L network and/or communication between the C-L networks. In the present example, networks C, E and L, each of which only leads to the processing device 125, are connected to the PLC gateway 130. The processing device 125 is connected to the U network for power supply.

Um eine Kommunikation zwischen Datennetzwerken C bis L zu ermöglichen kann ein Gateway 135 vorgesehen sein. Das Gateway 135 tauscht üblicherweise keine Daten mit dem PLC Netzwerk aus, eine Energieversorgung kann jedoch trotzdem über das P Netzwerk erfolgen. Alternativ kann das Gateway 135 über das E Netzwerk mit Energie versorgt werden. Vorliegend ist das Gateway 135 dazu eingerichtet, das C Netzwerk und das L Netzwerk datentechnisch miteinander zu verbinden. Zusätzlich kann beispielsweise ein F Netzwerk angeschlossen sein, das vorliegend in einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung zur Verarbeitungseinrichtung 125 führt.In order to enable communication between data networks C to L, a gateway 135 can be provided. The gateway 135 usually does not exchange data with the PLC network, but power can still be supplied via the P network. Alternatively, the gateway 135 can be powered via the E network. In the present case, the gateway 135 is set up to connect the C network and the L network to one another in terms of data technology. In addition, for example, an F network can be connected, which in the present case leads to the processing device 125 in a point-to-point connection.

In der dargestellten Ausführungsform ist ein erster Konverter 140 vorgesehen, der das Gateway 135 an Daten des P Netzwerks anschließt. Dabei ist bevorzugt eine bidirektionale Kommunikation möglich. Der Konverter 140 kann mittels einer beliebigen Netzwerktechnik mit dem ersten Konverter 140 verbunden sein. Bevorzugt ist der Konverter 140 in das Gateway 135 integriert oder nachgerüstet. Sollte am Gateway 135 kein anderer Anschluss zur Verfügung stehen, kann der erste Konverter 140 eine Verbindung zu einem Datennetzwerk herstellen, das mit dem Gateway 135 verbunden ist, im vorliegenden Beispiel also das C Netzwerk oder das L Netzwerk. Der erste Konverter 140 kann das Gateway 135 so weit ausbauen, dass es wie das PLC Gateway Daten zwischen dem P Netzwerk und einem anderen Datennetzwerk C bis L austauscht. Die Gateways 130 und 135 können redundant arbeiten, sodass bei Ausfall eines der Gateways 130, 135 immer noch eine Umsetzung von Daten zwischen einem Datennetzwerk C bis L und dem P Netzwerk ermöglicht ist.In the illustrated embodiment, a first converter 140 is provided, which connects the gateway 135 to data of the P network. In this case, bidirectional communication is preferably possible. The converter 140 can be connected to the first converter 140 using any network technique. The converter 140 is preferably integrated into the gateway 135 or retrofitted thereto. If no other connection is available at the gateway 135, the first converter 140 can establish a connection to a data network which is connected to the gateway 135, ie the C network or the L network in the present example. The first converter 140 can expand the gateway 135 to such an extent that it exchanges data between the P network and another data network C to L like the PLC gateway. The gateways 130 and 135 can operate redundantly, so that if one of the gateways 130, 135 fails, data can still be converted between a data network C to L and the P network.

Die drei beispielhaft dargestellten Steuergeräte 120, die mit dem L Netzwerk verbunden sind, werden bevorzugt über das P Netzwerk mit elektrischer Energie versorgt. Entsprechendes gilt für zwei mit dem C Netzwerk verbundene Steuergeräte 120.The three control devices 120 shown by way of example, which are connected to the L network, are preferably supplied with electrical energy via the P network. The same applies to two control units 120 connected to the C network.

Um in einem bestehenden Verarbeitungssystem 100 ein Steuergerät 120 nachzurüsten, kann ein PLC fähiges Steuergerät 120 verwendet werden. Im unteren rechten Bereich von 1 ist ein weiteres Steuergerät 145 dargestellt, das über diese Möglichkeit verfügt. Die Installation des Steuergeräts 145 kann einfach erfolgen, da das Steuergerät 145 lediglich mit dem P Netzwerk verbunden werden muss und keine dedizierte Anbindung an ein Datennetzwerk C bis L erforderlich ist.To add a controller 120 to an existing processing system 100, a PLC-enabled controller 120 may be used. In the lower right area of 1 another control unit 145 is shown that has this option. The control unit 145 can be installed easily, since the control unit 145 only has to be connected to the P network and no dedicated connection to a data network C to L is required.

Es kann auch ein weiteres Steuergerät 145 nachgerüstet werden, das keine PLC Kommunikation unterstützt. Ein solches weiteres Steuergerät 145 ist im unteren linken Bereich von 1 dargestellt. In diesem Fall kann ein zweiter Konverter 150 eingesetzt werden, der an das P Netzwerk und das weitere Steuergerät 145 angeschlossen wird. Der zweite Konverter arbeitet bevorzugt bidirektional und kann Daten aus dem P Netzwerk aus- und/oder einkoppeln und in Daten umwandeln, die mittels eines beliebigen Netzwerks, vorliegend beispielhaft eines C Netzwerks, mit dem weiteren Steuergerät 145 ausgetauscht werden können. Das weitere Steuergerät 145 kann mit dem U Netzwerk oder mit dem P Netzwerk verbunden werden, um mit elektrischer Energie versorgt zu werden. Bevorzugt stellt der zweite Konverter 150 elektrische Energie aus dem P Netzwerk für das weitere Steuergerät 145 passend bereit.Another control unit 145 that does not support PLC communication can also be retrofitted. Such a further control unit 145 is in the lower left area of FIG 1 shown. In this case, a second converter 150 can be used, which is connected to the P network and the additional control unit 145 . The second converter preferably works bidirectionally and can couple data from and/or into the P network and convert it into data that can be exchanged with the additional control unit 145 using any network, in this case a C network, for example. The additional control device 145 can be connected to the U network or to the P network in order to be supplied with electrical energy. The second converter 150 preferably provides suitable electrical energy from the P network for the further control device 145 .

2 zeigt ein beispielhaftes PLC Gateway 130. Das PLC Gateway 130 liegt zwischen einem U Netzwerk und einem P Netzwerk. Eine Verbindung mit dem U Netzwerk kann mittels eines Filters 205 erfolgen, das dazu eingerichtet ist, hochfrequente Spannungen oder Ströme auszufiltern, um die Energiequelle 110 zu schonen. Eine Grenzfrequenz, oberhalb derer Spannungen oder Ströme in Richtung der Energiequelle 110 ausgefiltert oder zumindest auf ein vorbestimmtes Maß gedämpft werden, kann vorbestimmt sein. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das PLC Gateway 130 Anschlüsse für zwei P Netzwerke, die elektrisch und/oder datentechnisch voneinander getrennt sein können. 2 13 shows an exemplary PLC gateway 130. The PLC gateway 130 lies between a U network and a P network. A connection to the U network can be established using a filter 205 that is set up to filter out high-frequency voltages or currents in order to protect the energy source 110 . A cut-off frequency, above which voltages or currents in the direction of the energy source 110 are filtered out or at least attenuated to a predetermined extent, can be predetermined. In the embodiment shown, the PLC gateway 130 includes connections for two P networks, which can be separated from one another electrically and/or in terms of data technology.

Ein Umsetzer 210 ist dazu eingerichtet, Daten aus dem P Netzwerk zu empfangen oder in dieses zu senden. Die Daten können von einem Datennetzwerk C bis L stammen beziehungsweise an dieses eingespeist werden. Optional kann auch eine Kommunikation zwischen angeschlossenen Datennetzwerken C bis L ermöglicht sein. Im dargestellten Beispiel können ein C Netzwerk, ein E Netzwerk und ein L Netzwerk mit dem PLC Gateway 130 verbunden werden.A converter 210 is set up to receive data from the P network or into to send this. The data can come from a data network C to L or be fed into it. Optionally, communication between connected data networks C to L can also be made possible. In the example shown, a C network, an E network and an L network can be connected to the PLC gateway 130.

3 zeigt eine beispielhafte Verarbeitungseinrichtung 125, die mittels einer oder mehrerer Datennetzwerke C bis L an andere Kommunikationspartner angebunden werden kann. Die Energieversorgung erfolgt über ein U oder P Netzwerk. Dabei kommuniziert die Verarbeitungseinrichtung 125 üblicherweise nicht direkt über das P Netzwerk, sondern erfordert hierfür ein Gateway 130, 135 oder einen Konverter 150. 3 shows an exemplary processing device 125, which can be connected to other communication partners by means of one or more data networks C to L. Power is supplied via a U or P network. The processing device 125 usually does not communicate directly via the P network, but requires a gateway 130, 135 or a converter 150 for this.

4 zeigt eine beispielhafte Steuervorrichtung 145, die zum Anschluss mit einem P Netzwerk eingerichtet ist. Dazu umfasst die Steuervorrichtung 145 einen Teiler 405, der dazu eingerichtet ist, eine elektrischer Energie, der hochfrequente Daten überlagert oder aufmoduliert ist, vom P Netzwerk entgegenzunehmen und voneinander zu trennen. Die von den Daten separierte elektrische Energie kann zum Betrieb der Steuervorrichtung 145 verwendet werden und die Daten können der Steuervorrichtung 145 beziehungsweise einer von ihr umfassten Verarbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden. Bevorzugt ist auch ein Einspeisen von Daten in das P Netzwerk möglich. Dabei kann der Teiler 405 Daten von der Steuervorrichtung 145 beziehungsweise der Verarbeitungsvorrichtung entgegennehmen und in das P Netzwerk einspeisen. Der Teiler 405 kann als integriertes Standard-Bauteil oder als Standard-Baugruppe erhältlich sein. 4 14 shows an exemplary controller 145 configured for connection to a P network. For this purpose, the control device 145 includes a divider 405, which is set up to receive electrical energy, on which high-frequency data is superimposed or modulated, from the P network and to separate it from one another. The electrical energy separated from the data can be used to operate the control device 145 and the data can be provided to the control device 145 or to a processing device comprised by it. Feeding data into the P network is preferably also possible. The divider 405 can receive data from the control device 145 or the processing device and feed it into the P network. The splitter 405 may be available as an integrated off-the-shelf component or as an off-the-shelf assembly.

Optional kann der Teiler 405 auch dazu eingerichtet sein, elektrische Energie in ein P Netzwerk einzuspeisen. Dazu kann ein separater Anschluss vorgesehen sein, der mit einem U Netzwerk verbunden werden kann. Optionally, the divider 405 can also be set up to feed electrical energy into a P network. A separate connection can be provided for this purpose, which can be connected to a U network.

5 zeigt eine beispielhafte Steuervorrichtung 145, die keine Kommunikation über PLC direkt unterstützt. Ein erster Anschluss ist für das U Netzwerk vorgesehen, kann aber auch mit einem P Netzwerk verbunden werden. Daten können über einen zweiten Anschluss ausgetauscht werden, der mit einem Datennetzwerk C bis L verbunden werden kann. Beispielhaft ist die dargestellte Steuervorrichtung 145 zur Verbindung mit einem C Netzwerk eingerichtet. 5 Figure 14 shows an example controller 145 that does not directly support communication via PLC. A first connection is intended for the U network, but can also be connected to a P network. Data can be exchanged via a second port which can be connected to a data network C to L. By way of example, the control device 145 shown is set up for connection to a C network.

6 zeigt einen beispielhafte bidirektionalen PLC Konverter 150. Der Konverter 150 ist zur bevorzugt bidirektionalen Umsetzung von Daten zwischen einem P Netzwerk und einem Datennetzwerk C bis L, vorliegend einem C Netzwerk, eingerichtet. Dazu umfasst der Konverter 150 bevorzugt einen Teiler 405, um elektrische Energie und Daten in einer Richtung voneinander zu trennen und in einer Gegenrichtung zusammenzuführen. 6 shows an exemplary bidirectional PLC converter 150. The converter 150 is set up for the preferably bidirectional conversion of data between a P network and a data network C to L, in the present case a C network. For this purpose, the converter 150 preferably includes a divider 405 in order to separate electrical energy and data from one another in one direction and to combine them in an opposite direction.

Ein erster Konverter 140 kann im Wesentlichen in der gleichen Weise wie der zweite Konverter 150 aufgebaut sein.A first converter 140 can be constructed in substantially the same manner as the second converter 150 .

BezugszeichenlisteReference List

100100
Verarbeitungssystemprocessing system
105105
Fahrzeugvehicle
110110
Energiequelleenergy source
115115
Trennschaltercircuit breaker
120120
Steuergerätcontrol unit
125125
Verarbeitungseinrichtungprocessing facility
130130
PLC GatewayPLC Gateway
135135
GatewayGateway
140140
erster Konverterfirst converter
145145
weiteres Steuergerätanother control unit
150150
zweiter Konverter second converter
Uu
Energieenergy
PP
PLC, Power Line CommunicationPLC, Power Line Communication
CC
CANCAN
LL
LINLIN
EE
Ethernetethernet
Ff
Fibre Channel Fiber Channel
205205
Filter filter
405405
Teilerdivider

Claims (12)

Verarbeitungssystem (100) an Bord eines Fahrzeugs (105), wobei das Verarbeitungssystem (100) folgende Elemente umfasst: ein erstes Datennetzwerk (C, L, E, F) zur Übermittlung von Daten von oder an ein angeschlossenes Steuergerät (120); ein Energienetzwerk (U, P) zur Bereitstellung von elektrischer Energie an ein angeschlossenes Steuergerät (120); ein PLC Gateway (130) zum Austausch von Daten zwischen dem Energienetzwerk (U, P) und dem ersten Datennetzwerk (C, L, E, F); wobei das PLC Gateway (130) dazu eingerichtet ist, Daten, die auf elektrische Energie im Energienetzwerk (U, P) aufmoduliert sind, in das Datennetzwerk (C, L, E, F) einzuspeisen; und Daten aus dem Datennetzwerk (C, L, E, F) in Energie im Energienetzwerk (U, P) aufzumodulieren.Processing system (100) on board a vehicle (105), the processing system (100) comprising the following elements: a first data network (C, L, E, F) for the transmission of data from or to a connected control unit (120); an energy network (U, P) for providing electrical energy to a connected control device (120); a PLC gateway (130) for exchanging data between the energy network (U, P) and the first data network (C, L, E, F); wherein the PLC gateway (130) is set up to feed data that are modulated onto electrical energy in the energy network (U, P) into the data network (C, L, E, F); and to modulate data from the data network (C, L, E, F) into energy in the energy network (U, P). Verarbeitungssystem (100) nach Anspruch 1, ferner umfassend ein zweites Datennetzwerk (C, L, E, F), wobei das PLC Gateway (130) dazu eingerichtet ist, Daten zwischen dem Energienetzwerk (U, P) und dem zweiten Datennetzwerk (C, L, E, F) auszutauschen.processing system (100). claim 1 , Further comprising a second data network (C, L, E, F), wherein the PLC gateway (130) is set up to exchange data between the energy network (U, P) and the second data network (C, L, E, F). . Verarbeitungssystem (100) nach Anspruch 2, wobei das PLC Gateway (130) dazu eingerichtet ist, Daten zwischen dem ersten und dem zweiten Datennetzwerk (C, L, E, F) auszutauschen.processing system (100). claim 2 , wherein the PLC gateway (130) is set up to exchange data between the first and the second data network (C, L, E, F). Verarbeitungssystem (100) nach Anspruch 3, wobei mehrere zweite Datennetzwerke (C, L, E, F) vorgesehen sind und das PLC Gateway (130) dazu eingerichtet ist, Daten zwischen den Datennetzwerken (C, L, E, F) auszutauschen.processing system (100). claim 3 , wherein a plurality of second data networks (C, L, E, F) are provided and the PLC gateway (130) is set up to exchange data between the data networks (C, L, E, F). Verarbeitungssystem (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, mehrere zweite Datennetzwerke (C, L, E, F) vorgesehen sind; ferner umfassend ein weiteres Gateway (135), das dazu eingerichtet ist, Daten zwischen den zweiten Datennetzwerken (C, L, E, F) auszutauschen.Processing system (100) according to any one of claims 2 until 4 , a plurality of second data networks (C, L, E, F) are provided; further comprising a further gateway (135) which is set up to exchange data between the second data networks (C, L, E, F). Verarbeitungssystem (100) nach Anspruch 5, ferner umfassend einen Konverter (140), der mit dem Energienetzwerk (U, P) verbunden ist; und der mittels eines weiteren Datennetzwerks (C, L, E, F) mit dem weiteren Gateway (135) verbunden ist, wobei der Konverter (140) dazu eingerichtet ist, Daten zwischen dem Energienetzwerk (U, P) und dem weiteren Datennetzwerk (C, L, E, F) auszutauschen.processing system (100). claim 5 , further comprising a converter (140) connected to the power network (U, P); and which is connected to the further gateway (135) by means of a further data network (C, L, E, F), the converter (140) being set up to transfer data between the energy network (U, P) and the further data network (C , L, E, F) to be exchanged. Verarbeitungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Verarbeitungseinrichtung (125), die mittels eines dritten Datennetzwerks (C, L, E, F) mit dem PLC Gateway (130) verbunden ist; wobei das PLC Gateway (130) dazu eingerichtet ist, Daten zwischen dem dritten Datennetzwerk (C, L, E, F) und dem Energienetzwerk (U, P) auszutauschen.A processing system (100) according to any one of the preceding claims, further comprising a processing device (125) connected to the PLC gateway (130) by means of a third data network (C, L, E, F); wherein the PLC gateway (130) is set up to exchange data between the third data network (C, L, E, F) and the energy network (U, P). Verarbeitungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Konverter (150) zur Versorgung eines Steuergeräts (120) mit elektrischer Energie und zum Austausch von Daten mit dem Steuergerät (120) über voneinander getrennte Anschlüsse; wobei der Konverter (150) mit dem Energienetzwerk (U, P) verbunden und dazu eingerichtet ist, Daten zwischen dem Steuergerät (120) und dem Energienetzwerk (U, P) auszutauschen und das Steuergerät (120) mittels Energie aus dem Energienetzwerk (U, P) zu betreiben.A processing system (100) according to any one of the preceding claims, further comprising a converter (150) for supplying electrical energy to a controller (120) and for exchanging data with the controller (120) via separate connections; wherein the converter (150) is connected to the energy network (U, P) and set up to exchange data between the control device (120) and the energy network (U, P) and the control device (120) by means of energy from the energy network (U, P) to operate. Verarbeitungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend wenigstens ein Steuergerät (120), das mit einem der Datennetzwerke (C, L, E, F) verbunden ist.A processing system (100) according to any one of the preceding claims, further comprising at least one controller (120) connected to one of the data networks (C, L, E, F). Verarbeitungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Trennschalter (115) vorgesehen ist, um das Energienetzwerk (U, P) von einer Energiequelle (110) zu trennen.A processing system (100) as claimed in any preceding claim, wherein a circuit breaker (115) is provided to isolate the power network (U, P) from a power source (110). Verarbeitungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Filter (205) vorgesehen ist, das dazu eingerichtet ist, eine Energiequelle (110) für die elektrische Energie von hochfrequenten Schwingungen auf dem Energienetzwerk (U, P) zu isolieren.Processing system (100) according to one of the preceding claims, wherein a filter (205) is provided, which is arranged to isolate a power source (110) for the electrical energy from high-frequency oscillations on the power network (U, P). Fahrzeug (105), umfassend ein Verarbeitungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche.A vehicle (105) comprising a processing system (100) according to any one of the preceding claims.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130201316A1 (en) 2012-01-09 2013-08-08 May Patents Ltd. System and method for server based control
DE102017008235A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Diehl Aerospace Gmbh Transmission arrangement for the transmission of data within an aircraft and aircraft

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130201316A1 (en) 2012-01-09 2013-08-08 May Patents Ltd. System and method for server based control
DE102017008235A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Diehl Aerospace Gmbh Transmission arrangement for the transmission of data within an aircraft and aircraft

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