用于在重起动前将通信网络的电子构件置于等待的控制设备

摘要

本发明涉及一种控制设备（D），该控制设备（D）用于作为电子构件（OE）的一部分，所述电子构件（OE）用于连接到通信网络（R）并包括：i）电压供应装置（CV），所述电压供应装置（CV）用于由电源（BA）供给电压；ii）控制装置（MC），所述控制装置（MC）由所述电压供应装置（CV）供给电压并至少确保网络（R）的通信协议的管理；iii）在所述控制装置（MC）和所述网络（R）之间的接口装置（IN），所述接口装置（IN）由所述电压供应装置（CV）供给电压；iv）辅助电源装置（MA），所述辅助电源装置（MA）负责在电网（BA）的电压或由电压供应装置（CV）所提供的电压低于选定的第二阈值时，在由停止信号所要求的所述电压供应装置（CV）的运行禁止之后，在预定的持续时间期间向所述控制装置（MC）提供高于选定的第一阈值的辅助电压；以及v）管理装置（MG），所述管理装置（MG）连接到所述接口装置（IN）的输出（SI）并负责在接收到停止信号的情况下为了电子构件（OE）的至少一部分在良好的条件下重起动而在预定的持续时间期间执行至少一个置于等待的动作。

说明书

技术领域

本发明涉及用于作为通信网络的一部分并连接到电网，例如（且非限 制性地）车辆（可能为机动型）的车载网络的相连的电子构件的运行。

背景技术

如本领域技术人员已知地，某些通信网络包括总线，相连的电子构件 并联地连接到该总线。在相连的电子构件之间的数据交换则经由总线、借 助于多路复用帧来实现。这例如是CAN LS（低速控制器局域网络）、CAN HS（高速控制器局域网络）、VAN（车辆局域网络）或LIN（局域互连网 络）型网络的情况。在很多领域中且尤其是在车辆（可能为机动型）的领 域中使用这样的网络。

这些通信网络的电子构件通常连接到包括电压和电流发生器（例如交 流发电机）以及电能存储模块（例如电池）的电网。这例如是车辆（可能 为机动）的车载网络的情况。

在某些情况下，例如在机动车辆的发动机的起动或重起动阶段时，由 于电流的强烈聚集，在电网上可以突然发生电压下降（有时是重大的）。该 下降可以使连接到网络的某些电子构件例如计算机的运行受到损害，且因 此可以降低它们控制（全部或部分地）的功能所保证的某些性能，甚至阻 碍某些功能（可能安全的）的执行。此外，当电子构件的电源电压变得低 于阈值时，这可以在某种逻辑状态下引起其运行的突然停止，这可以使其 运行或被认为在其重新置于运行时提供的性能受到损害，尤其是如果在停 止时处于与网络的通信阶段（发送或接收）中。

偶然的下降可以是相对可接受的。但是当下降变得太频繁时，下降实 际上变得令人烦恼。这可以是当车辆在居民区通行或处于交通堵塞中以及 车辆配备有称为“停止和出发”型的设备时的情况，该称为“停止和出发” 型的设备用于在其速度变得低于阈值时使发动机（例如热力发动机）自动 停止运行，并在驾驶员释放刹车踏板或按压油门踏板时重新使其发动机运 行。

为了至少部分地补救这些电压下降，提出在电网上将调节电压电源设 备串联地放置在能量源和电子构件之间。这种类型的设备允许有效地调节 对位于下游的电子构件供电的电压，但可能看来不能向电子构件提供其运 行所必需的电流。为了避免这种情况产生，于是应使用尺寸更大（也就是 说，允许传送更多的电流）的这种类型的电源设备，或多个调节电压电源 设备，这显得不仅笨重而且还昂贵。此外，这些调节电压电源设备可能相 对复杂，并可能只部分地补偿某些电压下降。

发明内容

本发明因此目的是当重新置于运行时，尤其是在存在小数量的调节电 压电源设备甚至没有任何调节电压电源设备时，限制可能引起某些电压下 降的至少某些结果。

为此，本发明首先提出作为用于连接到通信网络的电子构件的一部分 的设备，并且该电子构件包括：

-电压供应装置，所述电压供应装置用于由电源供给电压，

-控制装置，所述控制装置由电压供应装置供给电压并至少确保网络 的通信协议的管理，以及

-在控制装置和通信网络之间的接口装置，所述接口装置由电压供应 装置供给电压。

该设备的特征在于包括下列装置：

-辅助电源装置，所述辅助电源装置配置（或设计）成在电网的电压 或电压供应装置所提供的电压低于选定的第二阈值时，在由停止信号所要 求的电压供应装置的运行禁止之后，在预定的持续时间期间向控制装置提 供高于选定的第一阈值的辅助电压，以及

-管理装置，所述管理装置配置（设计）成在接收到停止信号的情况 下，为了电子构件的至少一部分在良好的条件下重起动和可能电子构件控 制的至少一种功能的重起动而在预定的持续时间期间执行至少一个置于等 待的动作。

根据本发明的设备可以包括可单独或组合实施的其它特征，且尤其：

-每个置于等待的动作（重起动）可（至少）从以下选择：产生用于 引起接口装置的运行停止的命令；尤其是在安全领域中，产生用于引起至 少一个外部电气设备的运行停止的命令，该外部电气设备由控制装置根据 可能的约束进行导控；产生用于引起信息存储的命令；产生用于引起协议 命令的产生的命令，所述协议命令用于改善与网络的在进行中的通信的重 起动；产生用于引起信号的产生的命令，该信号用于向网络通知电子构件 的运行的临时停止；产生用于根据控制装置的类型而引起控制装置的电消 耗减小的命令；产生用于引起由控制装置导控的至少一个电气设备的电消 耗的减小的命令；以及产生用于引起控制装置的运行停止以便引起电子构 件的运行的正确停止的命令；

-接口装置可以配置成当电网的电压低于选定的第二阈值时或当电压 供应装置所提供的电压低于选定的第二阈值时将停止信号发送到输出。在 这种情况下，管理装置可以连接到接口装置的该输出，以便接收停止信号；

-辅助电源装置可以加入到电压供应装置的电源输出和控制装置的电 源输入之间，并且可以配置成当电压供应装置传送的电压高于选定的第三 阈值时从由电压供应装置所提供的电能建立电能储备；

■辅助电源装置可以包括适合于通过在至少预定的持续时间期间传 送逐渐减小的并高于选定的第二阈值的辅助电压来放电的电容器；

·电容器可以是极化型的；

-根据本发明的设备可以包括电压值（例如零电压值）的抽出装置， 所述抽出装置放置在将接口装置的输出连接到管理装置的电连接上并配置 成当电压供应装置的运行停止时提供高阻抗；

-管理装置可以放置在控制装置中。

本发明还提出了一种电子构件，所述电子构件用于连接到通信网络并 且包括：

-电压供应装置，所述电压供应装置用于由电源供给电压，

-控制装置，所述控制装置由电压供应装置供给电压并至少确保网络 的通信协议的管理，

-在控制装置和通信网络之间的接口装置，所述接口装置由电压供应 装置供给电压，以及

-之前示出的类型的控制设备。

根据本发明的电子构件可以包括可单独或组合实施的其它特征，且尤 其：

-电压供应装置可以是用于连接到外部电源的DC/DC型转换装置；

-接口装置可以配置为线路发射机接收机（ERL）的形式；

-控制装置可以配置为微控制器的形式。

本发明特别（虽然非限制性地）适合于放置在车辆（可能为机动型） 的通信网络中。

附图说明

通过检查在下文中的详细描述和附图，本发明的其它特征和优点将变 得明显，其中唯一的图示意性地和功能上示出了连接到通信网络的总线并 包括根据本发明的控制设备的实施例的电子构件。附图不仅可以用于使本 发明完整，而且还在有必要时有助于本发明的限定。

具体实施方式

本发明目的在于提供用于与相连的电子构件OE相关的控制设备D， 该相连的电子构件OE经由总线BU分路连接到通信网络R。

在下文中作为非限制性的示例，考虑通信网络R是CAN LS（低速控 制器局域网络）型的网络。但是，本发明不限于这种类型的通信网络。本 发明实际上涉及配备有总线的任何类型的通信网络，并且尤其涉及CAN HS（高速控制器局域网络）、VAN（车辆局域网络）和LIN（局域互连网 络）型的网络。

另外，在下文中作为非限制性的示例，考虑网络R作为可能为机动型 的车辆（例如，轿车）的一部分。但是，本发明不限于该应用。本发明实 际上尤其涉及陆地车辆、船和飞机、以及包括至少一个通信网络R的工业 设施。

此外，在下文中作为例证性而非限制性的示例，考虑相连的电子构件 OE是计算机，两个电气设备EEj（j＝1或2），例如致动器连接到该计算机 上。但本发明不限于这种类型的电子构件。本发明实际上涉及作为通信网 络的一部分并且需要最小电压以有效地运行（也就是说，用于执行电子构 件的功能）的任何类型的电子构件。

如在唯一的附图中示意性地和功能上示出地，根据本发明的相连的电 子构件OE（在这里是计算机）至少包括电压供应装置CV、控制装置MC、 接口装置IN和控制设备D。

电压供应装置CV是例如用于连接到外部电源BA的DC/DC（直流/ 直流）型转换器。在所示的非限制性实施例中，外部电源BA是机动车辆 的电车载网络型的电网。在这种情况下，电压供应装置CV由在电源输入 和地线之间的车载网络BA提供输入电压，并产生电压供应装置CV在输 出和地线之间传送的直流电压Vcc。

这种电车载网络BA通常包括电压和电流发生器（例如交流发电机）、 电能存储模块（例如电池）、以及确保至少与电子构件OE的连接的电线束。

控制装置MC由电压供应装置CV供给电压。只要以最小电压对控制 装置MC供电，控制装置MC就可以正确地运行。控制装置MC负责确保 至少一个外部设备或功能的管理或控制，且尤其负责确保经由接口装置IN 对通信网络R的协议的管理。

在所示非限制性的实施例中，控制装置MC配置为微控制器的形式， 微控制器包括第一模块M1、第二模块M2和第三模块M3，第一模块M1 负责经由接口装置IN（且因此例如借助于数据接收信号和数据发射信号的 所有通信（发射和接收））来管理通信网络R的协议，第二模块M2负责 借助于可通过多条导线传送的两种状态（运行/停止）的命令信号来管理接 口装置IN的运行和停止，而第三模块M3负责导控两个电气设备EE1和 EE2，例如致动器。

注意，控制装置MC可以一方面配置为微控制器的另一种形式，而另 一方面不包括导控模块M3（当控制装置MC的电子构件OE不负责管理 外部电气设备时）。

接口装置IN由电压供应装置CV供给电压Vcc。接口装置IN配置（或 设计）为确保它们的电子构件OE的逻辑电路（且尤其是其控制装置MC） 和通信网络R之间的接口。为此且如在唯一的附图中非限制性示出地，接 口装置IN可以例如包括专用于与控制装置MC的第一通信模块M1交换的 输入/输出、专用于与网络R消息交换的另一输入/输出、以及专用于接收 由控制装置MC的第二通信模块M2发送的命令信号的输入。

在所示的非限制性实施例中，接口装置IN配置为线路发射机接收机 （或ERL）的形式。但是，这不是必须的。

根据本发明的（控制）设备D包括辅助电源装置MA和管理装置MG。

辅助电源装置MA负责在电网BA的电压或电压供应装置CV所提供 的电压低于选定的第二阈值时，在由停止信号所要求的电压供应装置CV 的运行禁止之后，在预定的持续时间期间向控制装置MC提供高于选定的 第一阈值的辅助电压。

将理解，在这里目的是在检测到车载网络BA上的电压的重大下降之 后（且因此在产生停止信号之后）继续在预定的持续时间期间给控制装置 MC提供能量，以便控制装置MC在电压供应装置CV的运行停止之后拥 有足够的时间来在车载网络MA上的该电压下降结束之后而在电子构件 OE的下一个运行期间执行有用的动作。

预定的持续时间可以例如包括在大约10μs至大约1ms之间。

典型地根据控制装置MC的电源电压Vcc来选择第一阈值，电源电压 Vcc通常为大约5V或3.3V。此外，选择第一阈值，使得无论电子构件OE 的运行条件如何并且特别是无论环境温度如何，最小辅助电压（在预定的 持续时间结束时）都足够。

在所示的非限制性实施例中，辅助电源装置MA被加入到电压供应装 置CV的电压电源输出Vcc和控制装置MC的电压电源输入之间。该实施 方式用于在电压供应装置CV传送的电压Vcc高于选定的第三阈值时允许 从由电压供应装置CV所提供的电能来构成电能储备。

如所示，在非限制性的实施方式中，辅助电源装置MA可以包括分路 安装的电容器CD，以便其端子电压在充电（或电能储备的建立）阶段大 约为Vcc，且适合于通过在至少预定的持续时间期间传送逐渐降低并高于 选定的第二阈值的辅助电压来放电。

注意，电容器CD可以是极化型的，尤其是当该电容器CD应具有高 容量时。但是，这不是必须的。

同样注意，如所示，辅助电源装置MA也可以包括串联地安装在电压 供应装置CV的电源输出的下游和电容器CD的两个端子之一的上游的二 极管DI，以便来自电压供应装置CV的电流可以朝着控制装置MC流通， 以及来自电容器CD的电流被强制朝着控制装置MC流通以便对控制装置 MC供电而不朝着电压供应装置CV流通。

在未示出的非限制性的实施例中，辅助电源装置MA在控制装置MC 和电压供应装置CV的外部。但是，这不是必须的。事实上，辅助电源装 置MA可以放置在控制装置MC中或适当地放置在电压供应装置CV中。

另外，在所示出的非限制性实施例中，辅助电源装置MA连接到电压 供应装置CV的电源输出和控制装置MC的电源输入。但是，这不是必须 的。事实上，辅助电源装置MA可以独立于电压供应装置CV和/或连接到 控制装置MC的专用辅助输入。

同样，在同样的物理子组件内部可以实现其它功能重组。因此，可以 例如设想将电压供应装置CV的至少一部分集成在接口装置IN中。

注意，停止信号可以由比较模拟电路CA确定，该比较模拟电路CA 负责将电网BA的电压或由电压供应装置CV所提供的电压与第二阈值相 比较，该停止信号可能具有可能较弱的滞后。

如非限制性地示出地，该比较模拟电路CA可以例如集成在接口装置 IN中。

但是在一个变形中，停止信号可以由集成到接口装置IN中的状态机 发送，并考虑网络R的状态。

在另一个变形中，停止信号可以在用信号指示电网BA的电压的即将 发生的下降或下降的开始的信息的形式下，由网络R提供到接口装置IN 或接口装置IN和控制装置MC。

在所示的非限制性示例中，接口装置IN包括比较装置CA，所述比较 装置CA配置成将由电网BA提供的电压的值与选定的第二阈值进行比较， 以便将停止信号发送到输出SI，该停止信号用于在该电压低于选定的第二 阈值时禁止电压供应装置CV的运行，该停止信号可能具有可能较弱的滞 后。

注意，在未示出的一种变形中，比较装置CA可以配置成将电压供应 装置CV所提供的电压的值与选定的第二阈值进行比较。

例如根据正常由电网BA且特别是由其电池提供的电压来选择第二阈 值，当电网BA包括电池时，该电池例如为大约12V。

在所示出的非限制性示例中，接口装置IN的输出SI连接到电压供应 装置CV的输入和管理装置MG的输入，以便将每个停止信号传递给电压 供应装置CV和管理装置MG。

管理装置MG因此被通知电压供应装置CV的运行停止的临近。停止 信号（不管从哪里起源）的接收为管理装置MG建立管理装置MG应在预 定的持续时间期间执行的置于等待动作（重起动）的触发装置，以便有助 于电子构件OE的至少一部分在良好的条件下重起动。

注意，待执行的动作可由管理装置MG根据正在进行的情况而预先确 定（或编程）或实时地确定。

可以设想对电子构件OE的重起动有用的任何类型的动作。

因此，置于等待的动作可以在于产生用于引起信号的产生的命令，该 信号用于命令接口装置IN的运行停止。该动作可以例如在于将命令消息 呈送到第二模块M2，该命令消息命令第二模块M2在电压Vcc不再被发 送之前将命令信号呈送到接口装置IN，以便避免接口装置IN对网络R施 加间歇的电压，该命令信号的状态要求立即的运行停止。

另一置于等待的动作可以在于产生用于引起信号的产生的命令，该信 号用于根据可能的约束（尤其是在安全领域中）命令由控制装置MC的第 三导控模块M3导控的至少一个外部电气设备EEj的运行停止。该动作可 以例如在于将命令消息呈送到第三导控模块M3，该命令消息命令第三导 控模块M3将命令信号呈送到其导控的至少电气设备EEj中的一个，该命 令信号的状态要求立即的运行停止。例如，这可以允许在车载电网的电压 下降期间停止车门玻璃升降器的电动机，以便减小电流的消耗，并因此减 小该下降的幅度和持续时间，而没有对客户端（或构件）的较大影响，如 果这是在重起动阶段且下降的持续时间短，则这两个条件也通常被实现。

另一置于等待的动作可以在于产生用于引起信息的存储（至少局部） 的命令，例如限定在电子构件OE（且更确切地是其模块M1到M3）不再 被提供给电压之前所处的状态。

另一置于等待的动作可以在于产生用于引起一个或多个协议命令的产 生的命令，协议命令用于允许与网络R的在进行中的通信的重起动。该动 作可以例如在于将命令消息呈送到第一通信模块M1，该命令消息命令第 一通信模块M1经由接口装置IN将协议消息呈送到网络R和/或进行对恰 好在电压下降结束之后重新建立对通信有用的局部动作。可以例如涉及针 对其它构件OE的等待的休眠消息或在电压下降的时刻在网络R上正在流 通中的消息的类型的存储。

另一置于等待的动作可以在于产生用于引起信号的产生的命令，该信 号用于通知网络暂时停止电子构件OE的运行。该动作可以例如在于将命 令消息呈送到第一通信模块M1，该命令消息命令第一通信模块M1经由 接口装置IN将用信号指示电子构件OE的运行的暂时停止的消息呈送到网 络R。例如，在重起动期间锁门的命令的情况下，这可以在于通过在网络 R上用信号对此进行指示来放弃这个锁的起动，以便一旦车载电网BA的 电压下降终止，这个命令就尽快被重新发送。

另一置于等待的动作可以在于产生用于根据控制装置MC的类型产生 引起控制装置MC的电消耗的立即减小的命令，如作为示例在前面示出地。

另一置于等待的动作可以在于产生用于引起控制装置MC的运行停止 的命令，以便引起电子构件OE的运行的正确停止。

注意，上述动作中的一个或多个（甚至全部）可能以用于描述它们的 顺序被执行。另外，在上文中描述的动作仅仅是例证性的示例。所提出的 动作的列表因此不是限制性的，且可以设想其它类型的动作。

还注意，在所示的非限制性实施例中，管理装置MG作为控制装置 MC的一部分。但这不是必须的。管理装置MG可以实际上在控制装置 MC的外部，同时连接到后者（MC）。因此，可以设想设备D包括外壳， 该外壳容纳管理装置MG和辅助电源装置MA，并用于容纳在电子构件OE 中或适当地连接到后者（OE）。

管理装置MG则可以实现为电子电路、逻辑（或信息）模块、或电子 电路和逻辑模块的组合的形式。

还注意，尽管这没有在唯一的附图上示出，但是设备D可能包括电压 值（例如零电压值）的抽出装置，所述抽出装置放置在将接口装置IN的 输出SI连接到管理装置MG的电连接上。这些电压值的抽出装置用于形成 停止信号以便使该停止信号变得可由管理装置MG利用。事实上，当电压 供应装置CV被强制停止运行时，尤其是在接收到停止信号之后，这可能 引起拉到选定的电压值所必需的高阻抗。作为非限制性的示例，电压值的 抽出装置可以表现为拉到地线的电阻的形式，也就是说，在输出SI上的高 阻抗的情况下强加零电压。

本发明尤其允许在预定的持续时间期间延长电子构件OE的控制装置 MC的运行，本发明因此允许执行局部动作，一方面本发明确保在逻辑状 态（其允许电子构件OE重新正确地起动并在电压下降之前恢复其逻辑状 态）中的该电子构件OE的停止，且另一方面可能对该运行停止所涉及的 网络的其它电子构件进行报警。因此，本发明允许在重起动阶段期间以低 成本改善通信网络的电子构件的运行、性能和互操作性。

本发明不限于在上文仅作为示例描述的控制设备和相连的电子构件的 实施方式，但本发明包括本领域技术人员可在下面的权利要求的范围内设 想的所有变形。