JP6712360B2 - ディジタル通信システムのための参加装置および関連の通信システム - Google Patents

Description

本発明は、ディジタル通信システムのための１つ以上の参加装置並びに関連の通信システムに関する。

例えばＣＡＮバスをベースとしたシステムのような実際の通信システムは、全ての消費装置、したがって、全てのバス参加装置に供給する主エネルギー源を所有する。遮断された状態において通信システムのエネルギー消費がそれほど大きくならないように、この状態においては、ほぼ全ての消費装置は完全に遮断されるかまたは待機モードに切り換えられる。

電力消費の少ない僅かな専用消費装置のみが作動したままである。これらは、それぞれの通信線を介した通信により通信システムをウェイクアップするために、外部からの信号を待機している。この場合、参加装置はスリープモードから通常モードに移行され、場合により他の参加装置のために電源が投入される。

外部からの通信システムの活性化は、例えば無線接続によりまたは直接機械的にスイッチ操作により行われる。電力消費の少ない専用消費装置は、外部または内部エネルギー源への接続を利用する。このような消費装置が内部エネルギー源を所有する場合、内部電源は時々充電されるかまたは交換されなければならない。

通信システムをスリープモードからウェイクアップするために適しているこのような電力消費の少ない専用消費装置は、これが主エネルギー源のエネルギーを連続的に消費するので、著しく制限されていることがこのような通信システムの問題点である。

第１論理信号および第２論理信号が伝送されるディジタル通信システムのための本発明による参加装置は、電源ユニット、スイッチングユニット、送信ユニットおよび通信インタフェースを含む活性化回路を含み、電源ユニットは、内部電源電圧を提供するように構成され、スイッチングユニットは、送信ユニットに内部電源電圧を供給するために、電源ユニットを送信ユニットと結合するように構成され、送信ユニットは、電源ユニットによる内部電源電圧の供給に応答して、少なくとも第１論理信号を含むウェイクアップ信号を通信インタフェースに出力し、ウェイクアップ信号の出力に続いて、送信ユニットがスイッチングユニットにより電源ユニットから切り離されるまで、連続的に第２論理信号を通信インタフェースに出力するように構成されている。

言い換えると、参加装置の活性化回路は、通信システム内の任意の受信装置にウェイクアップ信号を送信するように、特に通信線に出力するように構成されているにすぎない。ウェイクアップ信号が送信された後に、参加装置により他の動作は行われない。送信ユニットがスイッチングユニットにより電源ユニットから切り離されかつ新たに電源ユニットと結合されたときにはじめて、新たにウェイクアップ信号が送信される。活性化ユニットは、通信信号を受信しかつ処理するためには適していない。参加装置は、活性化信号に応答して、それに続いてウェイクアップ信号を出力するために、電源ユニットを送信ユニットと結合するように構成されている。さらに、電源ユニットが新たに送信ユニットと結合されるまで、ディジタル通信システム内において参加装置により通信は行われない。ウェイクアップ信号は信号パターンである。この信号パターンは、通信システム内の特定の受信装置をウェイクアップするように、すなわち、活性状態にするように適合されている。

ディジタル通信システムは、導線で接続された通信システムであることが好ましく、通信バス、例えばＣＡＮバスまたはフレックスレイバスであることが好ましい。例としての他の通信システムは、ＬＡＮネットワーク、特にイーサネット（登録商標）ネットワーク、ＬＩＮネットワーク、ＭＯＳＴバスまたはセンサネットワークあるいはセンサバス、例えばＰＳ１５バスである。このような通信システムにおいては小さな終端抵抗のために多くのエネルギーが必要とされるので、ディジタル通信システムは導線で接続されていることが好ましい。ディジタル通信システムはローカルネットワーク（ＬＡＮ）であることがさらに好ましい。通信インタフェースは、通信システムの伝送媒体に対する、例えば伝送線に対する、特に通信バスに対するインタフェース、例えばドライバである。ウェイクアップ信号は、通信システム内の他の参加装置を活性化させるために適した信号である。このようなウェイクアップ信号は、一般的に、通信システムを定める基準内に定義されている。第１論理信号は特にハイ信号である。第２論理信号は特にロー信号である。第２論理信号は、これに動作電圧が供給されなかったとき、例えばディジタル通信システムの任意の参加装置から出力された信号に対応する。したがって、第１論理信号および第２論理信号は、通信システムを介しての通信において、２つの信号レベルを示す。

本発明による参加装置は、これがきわめて小さい電力消費を有するにすぎず、このことが、これがきわめてコンパクトでかつきわめてコスト的に有利に製造可能である結果をもたらすことを特徴とする。したがって、参加装置は、きわめて少ないエネルギーで簡単にバスシステムをウェイクアップ可能である。多くの通信ネットワークにおいて、例えば小さいバスにおいて一般的に６０と１２０オームの間に位置する、通信線の低い特性インピーダンスは問題である。これは、通信システムの参加装置がこれにより常に最小のエネルギーで駆動されなければならないので、これは小さいエネルギー蓄積器をほとんど不可能にする。本発明は、小さい電圧パルスによりトリガされ、これにより全システムをウェイクアップしかつスイッチを投入可能な、通信システムのウェイクアップ機能を基礎とする。

従属請求項は本発明の好ましい変更態様を示す。
参加装置は通信ユニットを含み、通信ユニットは通信システムと結合されるように構成され、通信システム内において第１論理信号および第２論理信号を送受するように構成されていることが好ましい。したがって、参加装置は、活性化回路のほかに通信ユニットを有し、この場合、通信ユニットは、データをディジタル通信システム内において送受信するように構成されている。これは通信システムの対応する通信媒体を介して行われる。このように、そのまま通信システム内の通信に参加可能な参加装置が提供される。

通信ユニットは電源入力を有し、電源入力を介して中央電源電圧が供給されるように構成されているとき、それは有利である。このように、活性化回路より高いエネルギー需要を特徴とする参加装置の通信ユニットは、例えば通信システムがスリープモードにないとき、すなわち、例えばこれが活性化回路によりウェイクアップされた後に常に利用可能な外部電源電圧により給電可能である。したがって、参加装置は、通信ユニットに対して内部エネルギー蓄積器が必要とされないので、特にコンパクトに構成可能である。

さらに、送信ユニットが、所定の期間に対応してウェイクアップ信号内に第１論理信号を発生するために、タイマに接続された少なくとも１つの比較器およびコンデンサを含むとき、それは有利である。したがって、ウェイクアップ信号は、メモリまたはプロセッサが必要とされることなく、特に簡単に発生可能である。このような送信ユニット、したがって参加装置もまた、特にエネルギーを節約する。

電源ユニットは、ペルチエ素子および／または太陽電池を含むことが好ましい。これにより、参加装置は、比較的長い不活性の後においてもまた、通信システムをウェイクアップ可能である。

電源ユニットは、特にローカルのエネルギー蓄積器により、特にボタン電池により、ペルチエ素子によりおよび／または太陽電池により充電されるエネルギー緩衝器を含むことがさらに好ましい。したがって、このとき十分な内部電源電圧を活性化回路に対し提供するために、エネルギー緩衝器、特にコンデンサがより長い期間にわたり充電されることが可能となる。これにより、必要な太陽電池または必要なペルチエ素子が特にコンパクトに構成され、ないしはきわめてフレキシブルに配置され得ることが可能とされる。エネルギー緩衝器は、そのコンパクトな構造を特徴としかつ同時に電源ユニットのエネルギー源のきわめて急速な放電を阻止するセラミック多層チップコンデンサ（ＭＬＣＣ）を含むことが好ましい。エネルギー蓄積器は、これが参加装置内に統合されているとき、すなわち、例えば電源ユニットと共に共通ハウジング内に組み込まれているとき、ローカルのエネルギー蓄積器である。

送信ユニットが、第１信号パターンまたは第２信号パターンのいずれかをウェイクアップ信号として通信インタフェースに出力するように構成されているときもまた、それは有利である。ウェイクアップ信号として第１信号パターンまたは第２信号パターンのいずれが出力されるかの選択は、ユーザの出力に基づくかまたは制御信号による選択によって行われることが好ましい。これにより、選択によって適切に通信システム内の種々の参加装置をウェイクアップすることが可能となる。代替態様として、送信ユニットは、任意の数の種々の信号パターンを順次にまたは選択により出力するように構成されている。

同様に、参加装置、通信線および第１の他の参加装置を含む通信システムは有利である。第１の他の参加装置は、特に、ディジタル通信システム内においてデータを送受するように構成されている。このような通信システムは、参加装置の利点を有する。

参加装置および第１の他のバス参加装置は通信線を介して結合され、第１の他の参加装置は、これがウェイクアップ信号を通信線を介して受信したとき、不活性モードから活性モードに切り換わるように構成されていることが好ましい。したがって、第１の他の参加装置は、ウェイクアップ信号により待機モードから通常モードに移行可能な参加装置である。このような通信システムにおいて、第１の他の参加装置は、特に簡単に、参加装置により通常モードに移行可能である。したがって、特に、第１の他の参加装置を、これがウェイクアップ信号を送信可能ではないように構成することが可能であり、これにより、この第１の他の参加装置、したがって通信システムは、特にコスト的に有利に構成可能である。

通信システムは、中央電源電圧を提供するように構成された中央電圧源を含むことが好ましく、この場合、第１の他の参加装置は、活性モードにおいておよび不活性モードにおいて中央電圧源から中央電源電圧が供給されるように中央電圧源と結合されている。したがって、第１の他の参加装置は常に中央電圧源と結合されている。これにより、第１の他の参加装置は常に十分にエネルギーを利用可能であり、したがって、第１の他の参加装置は、参加装置によるウェイクアップの結果として、通常モードで動作可能である。

通信システムはスイッチング端子を含むことが好ましく、この場合、第１の他の参加装置は、スイッチング端子を、参加装置の電源入力および／または第２の他の参加装置の電源入力に中央電圧源から中央電源電圧が供給される状態に切り換えるように構成されている。このように、このような第２の他の参加装置は、スリープ状態、特に遮断状態から、ディジタル通信システムの通信媒体を介してウェイクアップを可能にする対応機能が利用可能ではない通常モードに移行可能である。それに対応して、同様に、通信システムがウェイクアップされたとき、参加装置の通信ユニットを活性モードに切り換えることが可能となる。

以下に本発明の実施例が添付図面を参照して詳細に説明される。

図１は、本発明の第１実施形態による通信システムの例示の参加装置を示す。 図２は、本発明の第２実施形態による通信システムの例示の参加装置を示す。 図３は、本発明の第３実施形態による通信システムの例示の参加装置を示す。 図４は、通信システムの例示の参加装置の例示の活性化回路の回路図を示す。 図５は、本発明の一実施形態による本発明による例示の通信システムを示す。 図６は、例示のウェイクアップを表わしたダイアグラムを示す。

以下に本発明をＣＡＮバスシステムで説明する。しかしながら、本発明によれば、この通信システムは任意の他の通信システムであってもよく、特にバスシステムに限定されない。すなわち、この通信システムは同様にネット構造を有してもよい。例示の他の通信システムは、ＬＡＮネットワーク、特にイーサネットネットワーク、フレックスレイバス、ＬＩＮネットワークまたはＭＯＳＴバスであってもよい。すなわち、本発明により、特にいわゆるパワーオーバ・イーサネット装置が活性化されてもよい。

図１は、本発明の第１実施形態による通信システム１００の本発明による例示の参加装置１０を示す。通信システム１００はＣＡＮバスシステムである。ディジタル通信システム１００を介して第１論理信号および第２論理信号が伝送される。第１論理信号は、この場合、ドミナントＣＡＮ信号とも呼ばれるハイ信号である。第２論理信号は、この場合、リセッシブＣＡＮ信号とも呼ばれるロー信号である。

参加装置１０はＣＡＮバス参加装置である。参加装置１０は活性化回路１１を含む。
活性化回路１１は、ウェイクアップ信号を発生するように構成されている。活性化回路１１は、電源ユニット１２、スイッチングユニット１３、送信ユニット１４および通信インタフェース１５を含む。

通信インタフェース１５は、活性化回路１１を通信システム１００の通信線１と結合するように構成されている。通信線１は、この実施形態において、ＣＡＮバスシステムのバス線である。ウェイクアップ信号が活性化回路１１から発生された場合、ウェイクアップ信号は通信線１に出力され、これにより、通信線１と結合された他の参加装置により受信される。

電源ユニット１２は内部電源電圧を提供するように構成されている。スイッチングユニット１３は、送信ユニット１４に内部電源電圧を供給するために、電源ユニット１２を送信ユニット１４と結合するように構成されている。これはユーザの要求に応答して行われる。ユーザの要求は、この実施形態においては、参加装置１０におけるスイッチの操作である。このユーザ要求が参加装置１０において認識された場合、電源ユニット１２は送信ユニット１４と結合され、これにより、送信ユニット１４に、電源ユニット１２から、送信ユニット１４の動作のために必要な内部電源電圧が供給される。

送信ユニット１４は、電源ユニット１２による内部電源電圧の供給に応答して、また、ユーザ要求にもまた応答して、ウェイクアップ信号を通信インタフェース１５を介して出力するように構成されている。送信ユニット１４に内部電源電圧が供給されなかった場合、送信ユニットは通信インタフェース１５に信号を出力しない。この実施形態において、ウェイクアップ信号は、所定の期間ｔ_ｗａｋｅを超える論理ハイ信号である。

送信ユニット１４は、さらに、ウェイクアップ信号の出力に続いて、送信ユニット１４がスイッチングユニット１３により電源ユニット１２から切り離されるまで、通信インタフェース１５を介して第２論理信号を連続的に出力するように構成されている。第２論理信号はロー信号である。ロー信号はリセッシブＣＡＮ信号であるので、これは、送信ユニット１４が、ウェイクアップ信号の出力に続いて通信インタフェース１５を介して信号を連続的に出力しないことを意味する。したがって、送信ユニット１４は不活性であるので、電源ユニット１２の他のエネルギー消費はない。

図２は、本発明の第２実施形態による参加装置１０を示す。活性化回路１１は、ウェイクアップ信号以外のデータを送信したりまたはさらに通信線１を介してデータを受信したりするように構成されていないので、参加装置１０は、第２実施形態により、これらの機能を実行する通信ユニット１６を有する。通信ユニット１６は、ＣＡＮバスを介して通信するように構成された通常のＣＡＮバス参加装置に対応する。

通信ユニット１６は、通信線１と結合されるように構成されている。このために、通信ユニット１６は、例えば通信線１と結合されるために適したプラグを有する。図２に示した例示の参加装置１０において、通信ユニット１６および活性化回路１１は、それぞれの通信インタフェース１５、１９を介して通信線１と結合されている。このため、活性化回路１１は通信インタフェース１５を、通信ユニット１６は他の通信インタフェース１９を有する。活性化回路１１および通信ユニット１６は、それぞれの通信インタフェース１５、１９と共に、通信システム１００のそれぞれのタイプ、ここではＣＡＮバスシステムに対して適したそれぞれ１つのドライバを含む。

通信ユニット１６は通信線１を介してデータを送信し、通信線１を介してデータを受信するように構成されているので、通信ユニットは、通信システム１００において第１論理信号および第２論理信号を送信および受信するように構成されている。

通信ユニット１６は電源入力１７を有し、電源入力１７を介して中央電源電圧が供給されるように構成されている。このために、例えば電源線４が電源入力１７に差し込まれる。したがって、通信ユニット１６は電源ユニット１２を介しては給電されない。

図３は、本発明の第３実施形態による参加装置１０を示す。これは本質的に本発明の第２実施形態に対応するが、活性化回路１１および通信ユニット１６は活性化回路１１の通信インタフェース１５を共有する。この場合、通信インタフェース１５が活性化回路１１に付属するかまたは通信ユニット１６に付属するかは、これが通信線１を介してデータを送信するのみならず通信線１を介してデータを受信するように構成されている限りいずれでもよい。

参加装置１０は、この第３実施形態においても同様に、通信ユニット１６および活性化回路１１を含む。活性化回路１１の電源ユニット１２、スイッチングユニット１３および送信ユニット１４は、図１および２に共通ブロックとして示している。

通信ユニット１６は、この場合、電源１６ａおよびマイクロコントローラ１６ｂを含む。電源１６ａは電源入力１７を含み、マイクロコントローラ１６ｂに対して動作電圧を提供する。マイクロコントローラ１６ｂは、信号を通信インタフェース１５に送信し、また信号を通信インタフェース１５から受信するように構成されている。したがって、マイクロコントローラ１６ｂの対応するインタフェースは、図３においてＴｘ／Ｒｘ（送信／受信）により表わしている。

電源１６ａはまた、通信インタフェース１５に、それに必要な動作電圧を供給するために結合されている。しかしながら、これは、電源１６ａに電源線４を介して電圧が供給されるときにのみ行われる。

さらに、通信インタフェース１５は活性化回路１１の電源ユニット１２と結合されている。例えば通信システム１００が不活性であるので電源１６ａに電源線４を介して電圧が供給されない場合、通信インタフェース１５に活性化回路１１の電源ユニット１２から必要な動作電圧が供給される。しかしながら、これは、ウェイクアップ信号が出力されたときにのみ行われる。オプションとして、電源１６ａに電源線４を介して電圧が供給されたとき、電源ユニット１２のエネルギー蓄積器が電源１６ａを介して充電される。

送信ユニット１４は、電源ユニット１２による内部電源電圧の電源に応答してウェイクアップ信号を通信インタフェース１５に出力する。送信ユニット１４は、それに続いて、送信ユニット１４がスイッチングユニット１３により電源ユニット１２から切り離されるまで第２論理信号を通信インタフェース１５に出力するので、送信ユニットは、通信インタフェース１５から信号を受信するためには適していない。したがって、通信インタフェース１５と結合された送信ユニット１４の対応出力は、図３においてＴｘ（送信）により表わしている。

図４は、通信システム１００の参加装置１０の例示の活性化回路１１の回路図を示す。図４は、この場合、電源ユニット１２、スイッチングユニット１３、送信ユニット１４および通信インタフェース１５を示す。

電源ユニット１２は、第１抵抗Ｒ１、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、第３コンデンサＣ３および第４コンデンサＣ４を有する。第１抵抗Ｒ１は第１端子および第２端子を有する。第２ないし第４コンデンサＣ２、Ｃ３、Ｃ４はこの場合オプションである。第１ないし第４コンデンサＣ１ないしＣ４のそれぞれの第１端子は第１抵抗Ｒ１の第２端子と結合されている。第１ないし第４コンデンサＣ１ないしＣ４のそれぞれの第２端子は回路アースＧＮＤと結合されている。第１抵抗Ｒ１の第２端子はさらに電源ユニット１２の出力Ａ１と結合されている。第１抵抗Ｒ１の第１端子は電源ユニット１２のエネルギー源Ｑ１、例えばボタン電池の１つの極と結合される。その代わりにまたはそれに追加して、第１抵抗Ｒ１の第１端子はペルチエ素子および／または太陽電池と結合される。したがって、第１ないし第４コンデンサＣ１ないしＣ４は第１抵抗Ｒ１を介して充電される。これにより、第１ないし第４Ｃ１ないしＣ４の組合せは、ボタン電池、ペルチエ素子および／または太陽電池により充電されるエネルギー緩衝器を形成する。第１ないし第４コンデンサＣ１ないしＣ４はそれぞれ１００μＦの容量を有する。第１抵抗Ｒ１は５．９キロオームの抵抗値を有する。第１ないし第４コンデンサＣ１ないしＣ４が充電されている場合、電源ユニット１２の出力Ａ１に内部電源電圧が存在する。

スイッチングユニット１３は第１スイッチング接点Ｓ１および第２スイッチング接点Ｓ２を有する。第１スイッチング接点Ｓ１はスイッチングユニット１３の入力Ｅ１と結合されている。スイッチングユニット１３の入力Ｅ１は電源ユニット１２の出力Ａ１と結合されている。第２スイッチング接点Ｓ２はスイッチングユニット１３の出力Ａ２と結合されている。第１スイッチング接点Ｓ１および第２スイッチング接点Ｓ２は、電圧スパイクを解消するために、それぞれ１つの抑制ダイオードＺ１、Ｚ２を介して回路アースＧＮＤと結合されている。両方の抑制ダイオードＺ１、Ｚ２はオプションである。第１スイッチング接点Ｓ１が第２スイッチング接点Ｓ２と電気導通結合された場合、スイッチングユニット１３の入力Ｅ１に存在する内部電源電圧はスイッチングユニット１３の出力Ａ２に接続される。第１スイッチング接点Ｓ１を第２スイッチング接点Ｓ２と電気導通結合するために、例えばこれらの間にスイッチが配置される。このスイッチは、通信システム１００のウェイクアップが希望されたときに直接ユーザにより操作されても、または他の回路により、例えば遠隔操作により制御される受信回路によって操作されてもよい。

送信ユニット１４は電圧入力Ｅ３を有する。この電圧入力Ｅ３はスイッチングユニット１３の出力Ａ２と結合されている。この場合、送信ユニット１４の電圧入力Ｅ３とスイッチングユニット１３の出力Ａ２の間に、電源ユニット１２から提供される内部電圧が送信ユニット１４の要求に適合されるのを可能にする電圧レギュレータが配置されることはオプションである。

送信ユニット１４は第１比較器Ｋ１および第２比較器Ｋ２を有する。送信ユニット１４は、さらに、第２ないし第９抵抗Ｒ１ないしＲ９、第５ないし第８コンデンサＣ５ないしＣ８およびトランジスタＴ１を有する。さらに、送信ユニット１４は第１ダイオードＤ１および第２ダイオードＤ２を有する。第１比較器Ｋ１は、第１入力１ＩＮ−、第２入力１ＩＮ＋並びに出力１ＯＵＴを有する。第２比較器Ｋ２は、同様に、第１入力２ＩＮ−、第２入力２ＩＮ＋並びに出力２ＯＵＴを有する。

第２抵抗Ｒ２は１４７キロオームの抵抗値を有する。第３および第４抵抗Ｒ３およびＲ４は１００キロオームの抵抗値を有する。第５および第６コンデンサＣ５およびＣ６は１０ｎＦの容量値を有する。第５および第９抵抗Ｒ５およびＲ９は１０キロオームの抵抗値を有する。第６および第７抵抗Ｒ６およびＲ７は１００キロオームの抵抗値を有する。第７および第８コンデンサＣ７およびＣ８は１ｎＦの容量値を有する。第８抵抗Ｒ８は４６．４キロオームの抵抗値を有する。

第２抵抗Ｒ２の第１端子は送信ユニット１４の電圧入力Ｅ３と結合されている。第２抵抗Ｒ２の第２端子は第１比較器Ｋ１の第１入力１ＩＮ−と結合されている。第５コンデンサＣ５の第１端子は回路アースＧＮＤと結合されている。第５コンデンサＣ５の第２端子は第１比較器Ｋ１の第１入力１ＩＮ−と結合されている。第３抵抗Ｒ３の第１端子は送信ユニット１４の電圧入力Ｅ３と結合されている。第３抵抗Ｒ３の第２端子は第１比較器Ｋ１の第２入力１ＩＮ＋と結合されている。第６コンデンサＣ６の第１端子は回路アースＧＮＤと結合されている。第６コンデンサＣ６の第２端子は第１比較器Ｋ１の第１入力１ＩＮ−と結合されている。第６コンデンサＣ６はオプションであり、比較器Ｋ１が切り換わる前に経過する遅れ時間を調節するように構成されている。第４抵抗Ｒ４の第１端子は回路アースＧＮＤと結合されている。第４抵抗Ｒ４の第２端子は第１比較器Ｋ１の第１入力１ＩＮ−と結合されている。

第１比較器Ｋ１の出力１ＯＵＴは第５抵抗Ｒ５を介して送信ユニット１４の電圧入力Ｅ３と結合されている。第１比較器Ｋ１の出力１ＯＵＴは第７コンデンサＣ７を介して第２比較器Ｋ２の第１入力２ＩＮ−と結合されている。第２比較器Ｋ２の第１入力２ＩＮ−はそれぞれ第６抵抗Ｒ６および第７抵抗Ｒ７を介して回路アースＧＮＤと結合されている。さらに、第２比較器Ｋ２の第１入力２ＩＮ−は第１ダイオードＤ１のカソードと結合されている。第１ダイオードＤ１のアノードは回路アースＧＮＤと結合されている。

第２比較器Ｋ２の第２入力２ＩＮ＋は第８抵抗Ｒ８を介して回路アースＧＮＤと結合されている。第２比較器Ｋ２の出力２ＯＵＴは第９抵抗Ｒ９を介して送信ユニット１４の電圧入力Ｅ３と結合されている。第２比較器Ｋ２の出力２ＯＵＴはさらにトランジスタＴ１のゲート電極と結合されている。第２比較器Ｋ２の出力２ＯＵＴは第８コンデンサＣ８を介してその第２入力２ＩＮ＋と結合されている。比較器Ｋ２の第２入力２ＩＮ＋は第２ダイオードＤ２のカソードと結合されている。第２ダイオードＤ２のアノードは回路アースＧＮＤと結合されている。トランジスタＴ１のソース電極は回路アースＧＮＤと結合されている。トランジスタＴ１のドレーン電極は通信インタフェース１５と結合されている。

通信インタフェース１５は送信ユニット１４のこの実施形態内に含まれる。通信インタフェース１５は、この実施形態においてはＣＡＮドライバである。第１トランジスタＴ１から通信インタフェース１５に出力される信号は、トランジスタＴ１により通信インタフェースにおける電圧レベルのみが回路アースＧＮＤの電圧レベルに引き下げられるので、ＣＡＮバス上、すなわち通信線１上の信号に対する要求を満たさない。したがって、この信号は、通信インタフェース１５によりそれに対応して変換されかつＣＡＮバスの要求に適合される。

内部電源電圧がスイッチングユニット１３を介して送信ユニット１４の電圧入力Ｅ３に供給された場合、第１比較器Ｋ１の出力１ＯＵＴにおける出力信号は所定の時間が経過した後にその極性を変化させる。この所定の時間は第１比較器Ｋ１の上流に接続された部品の選択により定められる。これは、それに続いて第２比較器Ｋ２の出力２ＯＵＴに出力信号が出力され、これにより、第１トランジスタＴ１が切り換わる。しかしながら、第２比較器Ｋ２の出力２ＯＵＴは第８コンデンサＣ８を介してこの第２入力２ＩＮ＋と結合されているので、トランジスタＴ１は制限された時間の間のみオンにされる。これにより、パルス列が発生される。したがって、比較器Ｋ１およびＫ２は、送信ユニット１４のコンデンサと一緒になってタイマを形成するように接続されている。それに続いて、ウェイクアップ信号内の第１論理信号は、使用されたコンデンサの容量値から得られる所定の期間に対応して発生される。

図４に示した送信ユニット１４は３つのセグメント１４ａ、１４ｂ、１４ｃに分割可能である。第１セグメント１４ａにおいて時間遅れが発生され、その後に、送信ユニット１４に電源ユニット１２により電源電圧が供給される。第２セグメント１４ｂ内において、それに続いて、シングルショットパルスとも呼ばれるパルスが所定の時間期間の間発生される。このパルスは第３セグメント１４ｃに提供され、第３セグメントは、ＴＸＤコントロールとも呼ばれる送信制御であり、対応する信号を通信線１に出力するように通信インタフェース１５を駆動する。

第１、第２または第３実施形態に本質的に対応する本発明の代替実施形態においては、送信ユニット１４は、第１信号パターンまたは第２信号パターンのいずれかをウェイクアップ信号として通信インタフェース１５に出力するように設計される。このために、対応する活性化回路１１内に第１ないし第３セグメント１４ａないし１４ｃがそれぞれ二重に設けられ、この場合、コンデンサは、第１ないし第３実施形態の二重の第１ないし第３セグメント１４ａないし１４ｃに異なって選択される。言い換えると、送信ユニット１４は第１および第２送信ユニットを含む。ユーザ入力に依存して、第１または第２送信ユニットに電源ユニット１２により電源電圧が供給される。第１および第２送信ユニットは異なる信号パターンでウェイクアップ信号を発生する。このように、いずれの送信ユニットに電源ユニット１２により電源電圧が供給されたかに依存して、通信システムの種々の参加装置２０、３０、４０、５０、６０をウェイクアップ可能である。

図５は、本発明の一実施形態による例示の通信システムを示す。これは、参加装置１０、通信線１および第１の他の参加装置２０を含む。さらに、通信システム１００は、第２の他の参加装置３０、第３の他の参加装置４０、第４の他の参加装置５０および第５の他の参加装置６０を含む。通信システムは、さらに、バッテリ２により形成された中央電圧源を含む。参加装置１０並びに第１ないし第５の他の参加装置２０、３０、４０、５０、６０は、通信システム１００の通信線１を介して相互に結合されている。代替態様として、その中央電圧源は、電力ネットワーク、例えば１１０Ｖまたは２２０Ｖのネットワークである。

さらに、通信システム１００は電源線４を含む。第１、第３、第４および第５の他の参加装置２０、４０、５０、６０は電源線４を介してバッテリ２と結合され、またこれから中央電源電圧が連続的に供給される。第２の他の参加装置３０並びに参加装置１０は同様に電源線４と結合され、この場合、参加装置１０とバッテリ２の間、したがって、第２の他の参加装置３０とバッテリ２の間にもまた電源線４内にスイッチング端子３が配置され、これにより、参加装置１０および第２の他の参加装置３０は中央電源電圧から切離し可能である。

電源線４は参加装置１０と結合されている。しかしながら、この場合、この実施形態においては、通信ユニット１６のみにバッテリ２の中央電源電圧が供給される。電源ユニット１２のエネルギー緩衝器がバッテリ２から提供された中央電源電圧により充電されることはオプションである。

第１の他の参加装置２０、並びに第３、第４および第５の他の参加装置４０、５０、６０は、それぞれの参加装置が通信線１を介してウェイクアップ信号を受信したとき、不活性モードから活性モードに切り換わるように構成されている。第２の他の参加装置３０は、この機能が利用可能ではない。

通信システム１００がスリープモードにある場合、スイッチング端子３は開状態にあり、そして第１の他の参加装置２０、並びに第３、第４および第５の他の参加装置４０、５０、６０は不活性モードにある。

ここで、参加装置１０からウェイクアップ信号が通信線１に出力された場合、このウェイクアップ信号は、第１の他の参加装置２０により、並びに第３、第４および第５の他の参加装置４０、５０、６０により受信されて、これらを不活性モードから活性モードに切り換え、この場合、これらにさらにバッテリ２からそれらの動作のために中央電源電圧が供給される。

第２の他の参加装置３０、並びに参加装置１０内の通信ユニット１６は、これらは中央電源電圧から切り離されかつ動作に必要な中央電源電圧により給電されないので、はじめは不活性のままである。第１の他の参加装置２０は、参加装置１０の電源入力１７および第２の他の参加装置３０の電源入力に、中央電圧源から、すなわちバッテリ２から中央電源電圧が供給される状態に、スイッチング端子３を切り換えるように構成されている。これは、第１の他の参加装置２０がスイッチング端子３を閉じることにより行われる。第２の他の参加装置３０、並びに参加装置１０内の通信ユニット１６は、このときバッテリ２から中央電源電圧が供給され、したがってオンにされ、すなわち活性となる。これにより、それに続いて、通信システム１００の全ての参加装置１０、２０、３０、４０、５０、６０は活性であり、それぞれの使用が可能となる。したがって、通信システム１００はスリープモードからウェイクアップされている。

留意されるべきであるが、通信システム１００が参加装置１０によりスリープモードからウェイクアップされ、すなわち活性状態に移行可能であるときでも、これは、通信システム１００が、他の参加装置、例えば第１の他の参加装置２０によってもまたウェイクアップ可能であることを排除しない。すなわち、この実施形態においては、第１の他の参加装置２０は遠隔制御器５により活性化可能である。第１の他の参加装置２０が遠隔制御器５により活性化されると、第１の他の参加装置はウェイクアップ信号を通信線１を介して送信しかつスイッチング端子３を閉じる。したがって、これに続いて、同様に、通信システム１００の全ての参加装置が活性になり、それぞれの使用が可能となる。これにより、参加装置１０は通常の通信システムを利用可能となる。

図６は、例示のウェイクアップ信号を示すダイアグラムを示す。第１ダイアグラム２１０はＣＡＮバス上における第１および第２論理信号を示す。この場合、ＣＡＮＨ信号がＣＡＮＬ信号と等しくないときに第１論理信号が存在し、すなわちドミナントＣＡＮ信号が存在する。ＣＡＮＨ信号がＣＡＮＬ信号と等しいときに第２論理信号が存在し、すなわちリセッシブＣＡＮ信号が存在する。ＣＡＮＨ信号は、この場合、ＣＡＮバスの第１ワイヤ上の電圧レベルであり、ＣＡＮＬ信号は、この場合、ＣＡＮバスの第２ワイヤ上の電圧レベルである。第２ダイアグラム２２０は、どの期間に通信システム１００がスリープモードにあるかを示す。すなわち、グラフの上方状態２２１は、通信システム１００が活性であることを示し、グラフの下方状態２２２は、通信システム１００がスリープ状態にあることを示す。第３ダイアグラム２３０は、通信システムが存在する種々の状態を示す。第１ないし第３ダイアグラム２１０、２２０、２３０は同一期間を示している。

第１期間２３１においては、通信システム１００は通常動作状態にある。種々の信号が通信線１を介して送信される。第２期間２３２においては、通信システム１００の全ての参加装置にスリープ命令が送信される。それに続いて、通信システム１００は、第３期間２３３に存在するスリープモードに入る。通信線１にさらに信号２１１が発生した場合、この信号２１１がウェイクアップ信号に対応しないとき、通信システム１００はスリープモードのままである。通信線１上に例えば所定の期間ｔ_ｗａｋｅより長く継続するドミナント信号２１２の形のウェイクアップ信号が発生した場合、通信システム１００は活性モードに移行する。

しかしながら、本発明の他の実施形態においては、ウェイクアップ信号は任意の他の信号形式を有してもよく、例えば第１および第２論理信号からなる任意の信号列であってもよい。

上記の実施形態において、通信システム１００の参加装置がこれをウェイクアップ信号として解釈するように、ウェイクアップ信号は、ＣＡＮＨとＣＡＮＬの間に例えば少なくとも５μｓの間少なくとも１．１５Ｖの電圧差を有していなければならない。直列に接続された２つのボタン電池は商業用の５ボルトのＣＡＮトランシーバ用に理想的な電圧レベルを提供する。このようなＣＡＮトランシーバは例えば活性化回路１１のドライバとして使用可能である。ボタン電池は同時に高い容量を有しながらきわめて小さい最大消費電流を提供するにすぎないので、ＣＡＮバスの６０−１２０オームの特性インピーダンスを駆動する大きな電流容量は、電源ユニット１２のコンデンサにより緩衝される。電源ユニット１２のコンデンサは、特にセラミックコンデンサ、特にセラミック多層チップコンデンサ（ＭＬＣＣ）である。これは、この直列抵抗が両方のボタン電池を急速放電させないという特有の利点を提供する。エネルギー供給の持続性は小さな太陽電池により著しく増大可能である。

したがって、本発明により、最大に低減したエネルギー供給により、かつ特殊であるが簡単なスイッチ切換により、通信システム１００のウェイクアップのために十分な、ウェイクアップパターンとも呼ばれるウェイクアップ信号が送信される。活性化回路それ自身は、通信システム１００からのパルス列により識別可能である。エネルギー緩衝器をきわめて小さい電力できわめて長時間にわたり充電する例えばペルチエ素子または太陽電池によって、その充電を維持可能な、電源ユニット１２のエネルギー源としてのいわゆるエネルギー取得との組み合わせにおいて、エネルギー供給は最適化および最大化可能である。

上記の開示のほかに、明示的に図１ないし図６の開示が参照されるべきである。

１ 通信線
２ バッテリ、中央電圧源
３ スイッチング端子
４ 電源線
５ 遠隔制御
１０ 参加装置
１１ 活性化回路
１２ 電源ユニット
１３ スイッチングユニット
１４ 送信ユニット
１５ 通信インタフェース
１６ 通信ユニット
１６ａ 電源
１６ｂ マイクロコントローラ
１７ 電源入力
１９ 通信インタフェース
２０ 第１の他の参加装置
３０ 第２の他の参加装置
４０ 第３の他の参加装置
５０ 第４の他の参加装置
６０ 第５の他の参加装置
１００ ディジタル通信システム
２１０ 第１ダイアグラム
２１１ 信号
２１２ ドミナント信号
２２０ 第２ダイアグラム
２２１ 上方状態
２２２ 下方状態
２３０ 第３ダイアグラム
２３１ 第１期間
２３２ 第２期間
２３３ 第３期間
Ａ１、Ａ２ 出力
Ｃ１−Ｃ８ コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
Ｅ１ 入力
Ｅ３ 電圧入力
ＧＮＤ 回路アース
Ｋ１、Ｋ２ 比較器
Ｑ１ エネルギー源
Ｒ１−Ｒ９ 抵抗
Ｓ１、Ｓ２ スイッチング接点
Ｔ１ トランジスタ
Ｚ１、Ｚ２ 抑制ダイオード

Claims (11)

1. 第１論理信号および第２論理信号が伝送されるディジタル通信システム（１００）のための参加装置（１０）であって、
   電源ユニット（１２）、スイッチングユニット（１３）、送信ユニット（１４）および通信インタフェース（１５）を含む活性化回路（１１）を含み、
   電源ユニット（１２）は、内部電源電圧を提供するように構成され、
   スイッチングユニット（１３）は、送信ユニットに内部電源電圧を供給するために、電源ユニット（１２）を送信ユニット（１４）と結合するように構成され、
   送信ユニット（１４）は、
   電源ユニット（１２）による内部電源電圧の供給に応答して、少なくとも第１論理信号を含むウェイクアップ信号を通信インタフェース（１５）に出力し、
   ウェイクアップ信号の出力に続いて、送信ユニット（１４）がスイッチングユニット（１３）により電源ユニット（１２）から切り離されるまで、連続的に第２論理信号を通信インタフェース（１５）に出力するように構成された、
   ディジタル通信システムのための参加装置（１０）。
2. 参加装置（１０）は通信ユニット（１６）をさらに含み、該通信ユニットは通信線（１）と結合されるように構成され、通信システム内において第１論理信号および第２論理信号を送受するように構成されていること、を特徴とする請求項１に記載の参加装置（１０）。
3. 通信ユニット（１６）は電源入力（１７）を有し、電源入力（１７）を介して中央電源電圧が供給されるように構成されていること、を特徴とする請求項２に記載の参加装置（１０）。
4. 送信ユニット（１４）は、所定の期間に対応してウェイクアップ信号内に第１論理信号を発生するために、タイマに接続された少なくとも１つの比較器およびコンデンサを含むこと、を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の参加装置（１０）。
5. 電源ユニット（１２）は、ローカルのエネルギー蓄積器を含むこと、を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の参加装置（１０）。
6. 電源ユニット（１２）は、ローカルのエネルギー蓄積器により充電されるエネルギー緩衝器を含むこと、を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の参加装置（１０）。
7. 送信ユニット（１４）は、第１信号パターンまたは第２信号パターンのいずれかをウェイクアップ信号として通信インタフェース（１５）に出力するように構成されていること、を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の参加装置（１０）。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の参加装置（１０）、通信線（１）および第１の他の参加装置（２０）を含む通信システム（１００）。
9. 参加装置（１０）および第１の他の参加装置（２０）は通信線（１）を介して結合され、第１の他の参加装置（２０）は、これがウェイクアップ信号を通信線（１）を介して受信したとき、不活性モードから活性モードに切り換わるように構成されている、請求項８に記載の通信システム。
10. 中央電源電圧を提供するように構成された中央電圧源（２）をさらに含み、第１の他の参加装置（２０）は、活性モードにおいておよび不活性モードにおいて中央電圧源（２）から中央電源電圧が供給されるように中央電圧源と結合されている、請求項８または９のいずれかに記載の通信システム。
11. スイッチング端子（３）をさらに含み、第１の他の参加装置（２０）は、スイッチング端子（３）を、参加装置（１０）の電源入力（１７）および／または第２の他の参加装置（３０）の電源入力に中央電圧源（２）から中央電源電圧が供給される状態に切り換えるように構成されている、請求項８ないし１０のいずれかに記載の通信システム。

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