用于机动车的网络控制装置以及机动车的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机动车(11)的网络控制装置(1)，具有：连接装置(3)，该连接装置用于连接到机动车(11)的所有设定用于在不同车辆系统之间通信的总线系统(4)；以及计算装置(5)，该计算装置构成为用于控制在总线系统(4)之间数据的交换，其中，网络控制装置(1)附加地具有至少一个通信装置(6)用于在具有至少一个机动车外部的装置的网络(9)中进行无线通信，并且计算装置(5)构成为用于控制在多个总线系统(4)与网络(9)之间的数据交换。
【专利说明】
用于机动车的网络控制装置以及机动车
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于机动车的网络控制装置，具有:连接装置，用于连接到机动车的多个、特别是所有设定用于在不同车辆系统之间通信的总线系统；以及计算装置，构成为用于控制在总线系统之间数据的交换。此外本发明涉及一种机动车。
【背景技术】
[0002]在现代机动车中必须在不同车辆系统之间交换大量数据。为了能实现这种交换，在机动车内应用总线系统，例如CAN总线，LIN总线和/或FlexRay总线。在此大多设有多种总线，这是因为总线系统具有受限的带宽并且对于不同目的具有较好或较差适合的特征，因此通过总线系统可传输的数据量是受限的并且某些总线系统相比于其他总线系统更好地适用于某些应用。
[0003]虽然如此，在连接到不同总线系统的车辆系统之间的数据交换也是必要的，从而也需要在总线系统之间的数据交换。为此已知的是，设有网络控制装置，该网络控制装置经常也被称为“网关”，并且与机动车的所有总线系统连接，在所有总线系统之间数据交换可以是必要的。通过连接装置连接到所有这些总线系统的网络控制装置的计算装置控制在总线系统之间的数据交换，也就是运行路由选择。
[0004]除了这些内部通信可能之外越来越普遍的是，也将机动车连接到外部网络，特别是连接到因特网。通过这种方式可以不仅实现舒适功能，而且也可以调用与机动车的控制装置直接联系的当前信息，例如这涉及到道路状态，天气情况以及诸如此类。在此大多通过移动无线电网络建立到因特网的连接。
[0005]为了实现与外部网络的这样的“在线连接”，已知的是，设有特定的控制装置，该控制装置例如可以称为“在线连接单元”(OCU)。在这样的控制装置中或者连接到该控制装置也可以设置通信装置，该通信装置例如可以实现为具有天线和相应电子装置的电话模块。这样的通信模块经常也被称为“网络接入设备”(NAD)。基于控制装置与其他车辆系统的连接通过机动车的总线系统实现，其中现代机动车经常具有多个车辆总线(总线系统)。控制装置因此通常具有与这些总线系统中之一的连接，以便可以将接收的来自网络的数据传送给其他车辆系统或者接收由这些车辆系统发送给网络的数据并且将这些数据转发给通信
目.ο
[0006]在此存在如下问题，即用于OCU的总线连接在其带宽上是受限的并且不可考虑用于宽带数据。此外车辆自身的CAN总线达到最大限度的负载，其中在此还可能附加地提供所有由OCU需要的数据或由OCU传送的数据。如果存在通向与连接到OCU的车辆总线不同的其他车辆总线的通信需求，则两个车辆总线必须保持有效，从而需要高的静态电流。
【发明内容】
[0007]因此作为本发明基础的任务在于，提出用于改善在机动车与外部网络特别是因特网之间的数据交换的可能。
[0008]为了解决该任务，按照本发明在开始所述类型的网络控制装置中设定，网络控制装置附加地具有至少一个通信装置用于在具有至少一个机动车外部的装置的网络中进行无线通信，并且计算装置构成为用于控制在多个总线系统与网络之间的数据交换。
[0009]因此提出，将迄今分离设定的“在线连接单元”集成到网络控制装置、亦即网关中。通过这种方式可以调节在唯一位置、亦即在网络控制装置中的每个数据交换。按照本发明的网络控制装置形成一种类型的中央节点。当存在连接在优选所有车辆总线上并且进而数据可以由网络直接传送到目标总线系统上之后，宽带连接是可能的。如果应用特定的、仅仅连接到唯一总线系统上的，例如连接到CAN总线的控制装置(OCU )，那么通向外部网络和来自外部网络的整个联系必须通过这一总线系统运行，该总线系统达到最大限度的负载，这是因为如上所述的总线系统在其带宽上是受限的。
[0010]按照本发明的设计方案具有另外的优点，由于在与因特网的数据交换中可以直接与目标总线交流，则可以改善静态电流性能，而无需使另外的车辆总线保持“清醒”。由于在不再需要确定的硬件组成部分，也产生金钱上的节约潜力。
[0011]通信装置可以在此具有发送/接收装置和/或天线。通信装置可以优选是电话模块(移动通信网络模块)，该电话模块也被称为网络接入设备(NAD)。如此能实现连接到移动通信网络以及如果可能通过该移动通信网络连接到因特网。天线不必须强制设定在网络控制装置自身中，特别是如果该网络控制装置设置在可能屏蔽的位置，对此在下文中还进一步讨论。
[0012]如上所述，通信装置可以是通向移动通信网络的接口、即电话模块。然而其他通信装置也是可以考虑的，从而通信装置(或者可能情况下集成到网络控制装置中的、另外的通信装置)可以是WLAN接口。通过WLAN网络特别是可能的是，建立与其他机动车和基础设施的Car2X通信，以便也调用对于机动车自身相关的信息，该信息在相应通信装置安装在网络控制装置中的情况下可以直接传送给正确的总线系统。而且对于WLAN连接性本发明因此是格外有利的。
[0013]基于集成结构，通信装置和装置计算装置有利地设置在共同的壳体中。相应地确定该壳体的大小，以便除了连接装置和计算装置之外也可以容纳通信装置，特别是发送/接收装置。
[0014]在网络控制装置内的通信装置与装置计算装置之间自然存在如下通信连接，该通信连接适宜地可以实现为串行外设接口连接(SPI连接)和/或通用串行总线连接(USB连接)。因此可以在网络控制装置内实现来自网络或到网络中的宽带数据转发，而不必对此忍受太强的限制。在特别适宜的设计方案中，计算装置和通信装置可以形成借助于TCP/IP协议的相互通信。如果通过通信装置应间接或直接建立与因特网或WLAN网络的连接，则尤其提供了这种通信，这是因为TCP/IP在那儿无论如何是选择的协议并且最后必要时还可以在网络控制装置的计算装置中实现数据的必要的格式变化或诸如此类。
[0015]除了网络控制装置之外本发明也涉及一种机动车，其具有按照本发明类型的网络控制装置和总线系统。自然在机动车中也设有车辆系统，车辆系统通过总线系统连接。关于网络控制装置的全部实施方案可以类似地适用于按照本发明的机动车，借助于该机动车因此可以获得已经描述的优点。
[0016]网络控制装置在机动车中适宜的定位值得特别注意。在此特别有利的是，网络控制装置设置在一个防碰撞的区域中、特别是客舱中，和/或与引导多个、特别是所有总线系统的电缆的电缆导向装置、特别是电缆线架或电缆通道相邻地布置。在不同车辆系统之间保持通信一一即使这些车辆系统连接到不同车辆总线(总线系统)一一在紧急情况下也是格外重要的，以便保持确定的车辆系统的功能能力。这样的紧急情况在机动车与其他交通参与者和/或物体碰撞(Crash)时出现，从而在本发明的范围中优选确保:网络控制装置设置在防碰撞的区域中。基于现代机动车的构造一一其中外部车身区域形成变皱区域和诸如此类一一这样的防碰撞的区域大多位于在客舱的内部区域中，从而网络控制装置也可以设置在那儿。
[0017]此外有利的是，网络控制装置与电缆导向装置相邻地设定，该电缆导向装置优选引导所有总线系统一一网络控制装置连接到所有总线系统一一的电缆，从而不再需要长的、附加的电缆线。这样的电缆导向装置可以是例如电缆线架或电缆通道，其中这特别是当网络控制装置设定在机动车中电缆交叉的区域中时提供，从而确保尽可能优化的连接。电缆导向装置最后在电缆交叉处交叉，从而网络控制装置设置在机动车中优选最重要的节点上。
[0018]本发明的另一有利的设计方案设定，网络控制装置导热地与形成机动车的外边界的车身件连接。通过这样热连接到车辆车身上，因此能实现网络控制装置的散热并进而冷却，而为此可以不需要自己的冷却装置。在此不同的设计方案是可以考虑的，例如壳体自身尽可能部分导热地设计并且提供与计算装置和/或通信装置的生热部分的连接，从而得到热量通过壳体导出到通过行驶运动冷却的车身件上。为了建立导热的连接可以应用导热性良好的材料，例如铜和/或铝和/或导热胶。
[0019]如果网络控制装置也具有天线作为通信装置的部分，那么再者有利的是，如此选择网络控制装置的安装位置，使得在控制装置之上不存在细网孔的金属结构。因此进一步避免与此相关的屏蔽。
[0020]研究表明，正是关于之前提出的考虑特别有利的是，网络控制装置安装在中间底槽/中央通道(Mitteltunnel)上或者机动车的后排座椅之下。备选地也可能的是，网络控制装置安装在驾驶员座椅之下，然而这由于在那里提供的较少的可用的结构空间不太优选。在中间底槽上或者在后排座椅之下的安装位置突出地满足所述标准中的大多数，特别是接近电缆导向装置或者甚至在机动车中电缆连接的中央节点、良好地连接到车身以及在控制装置中设有天线的情况下还有小的屏蔽。再者在那儿存在足够的结构空间。
[0021]为了设置外部天线在机动车中存在多种可能。经常地设定，机动车包括用于网络的设置在机动车的窗玻璃的区域中或者在机动车的窗玻璃内部的天线，该天线相应地与网络控制装置的通信装置连接。
【附图说明】
[0022]本发明另外的优点和细节由在下文中所述的实施例以及根据附图得到。其中:
[0023]图1示出按照本发明的网络控制装置的原理略图；
[0024]图2示出按照本发明的机动车的原理略图；以及
[0025]图3示出按照本发明的网络控制装置到车身件的热连接。
【具体实施方式】
[0026]图1示出按照本发明的网络控制装置1(网关)的原理略图，该网络控制装置因此在壳体2上具有连接到机动车的不同总线系统4的连接装置3，网络控制装置I也安装在该机动车中。总线系统4分别使多个车辆系统相互连接，从而可以实现数据交换。
[0027]计算装置5控制在不同总线系统4之间的数据交换亦即路由，计算装置5例如可以构成为微处理器或者可以具有一个这样的微处理器。
[0028]在同样的网络控制装置I中，具体地说在同一壳体2中在此也设有通信装置6，在此为电话模块7(经常也称为NAD，网络接入设备)。通过这种方式可以借助于适合的天线8—一天线可以设定在网络控制装置I之内或之外一一通过移动无线电网络建立到外部网络9、在此为因特网的连接。自然地通过相同的方式也可以通过相应的构成为WLAN接口的通信装置6建立到WLAN网络的连接。
[0029]计算装置5和通信装置6在此通过SPI连接10(备选或附加地通过USB连接)连接，通过该SPI连接可以实现使用TCP/IP作为协议的数据交换。计算装置5还构成为，调节在总线系统4与网络9之间的数据交换。这特别是表示，信息可以由网络9立刻馈入正确的车辆总线4中，而无需另一总线系统4作为中间运输装置;相反地用于网络9的信息可以直接从相应的总线系统4获得并且转发给网络9。网络控制装置I因此形成用于在机动车内通信以及与机动车之外的至少一个网络9通信的中央节点。因此这样的网络控制装置I也可以称为“连接网关”。
[0030]图2示出按照本发明的机动车11的原理略图，该机动车在内部空间的区域中一一车辆乘客停留在其中——具有防碰撞的区域12。在该防碰撞的区域12中在机动车11的后座椅12之下安装有网络控制装置I。在此网络控制装置设置在包含总线系统4的两个电缆的电缆线架15的电缆交叉部14附近，从而网络控制装置I可以在短的路径上与所有总线系统4连接，所述总线系统在此没有详细示出其全部的电缆连接。出于清晰性的原因通过总线系统4连接的另外的车辆系统也没有详细示出。
[0031]没有在网络控制装置I中安装的天线8在此设定在前挡风玻璃的区域中、特别是集成到前挡风玻璃中或者设定在挡风玻璃根部并且与网络控制装置I连接。
[0032]图3还示出，网络控制装置I通过在此构成为铜板17的连接件16与机动车I的位于外部的车身件18连接。通过这种方式可以实现网络控制装置I的散热，其中有利地通过应用导热胶也产生导热良好的连接。
[0033]相应地导出热的连接自然也设置在网络控制装置I内，然而出于清晰性的原因没有进一步示出。特别是形成壳体的与连接件16邻接的导热的区域并且在内部例如与热交换器连接，该热交换器吸收计算装置5和/或通信装置6的相应部分的热量。
【主权项】
1.用于机动车(11)的网络控制装置(I)，具有:连接装置(3)，该连接装置用于连接到机动车(11)的所有设定用于在不同车辆系统之间通信的总线系统(4);以及计算装置(5)，该计算装置构成为用于控制在总线系统(4)之间数据的交换，其特征在于，网络控制装置(I)附加地具有至少一个通信装置(6)用于在具有至少一个机动车外部的装置的网络(9)中进行无线通信，计算装置(5)构成为用于控制在多个总线系统(4)与网络(9)之间的数据交换。2.根据权利要求1所述的网络控制装置，其特征在于，通信装置(6)具有发送/接收装置和/或天线(8)。3.根据权利要求1或2所述的网络控制装置，其特征在于，通信装置⑹是WLAN接口和/或通向移动通信网络的接口。4.根据上述权利要求之一所述的网络控制装置，其特征在于，通信装置(6)和计算装置(5)设置在共同的壳体(2)中。5.根据上述权利要求之一所述的网络控制装置，其特征在于，通信装置(6)和计算装置(5)通过串行外设接口连接(10)和/或USB连接通信。6.根据权利要求5所述的网络控制装置，其特征在于，计算装置(5)和通信装置(6)借助于TCP/IP协议相互通信。7.机动车(11)，具有总线系统(4)和根据上述权利要求之一所述的网络控制装置(I)。8.根据权利要求7所述的机动车，其特征在于，网络控制装置(I)设置在防碰撞的区域中和/或与引导多个、特别是所有总线系统(4)的电缆的电缆导向装置(15)、特别是电缆线架或电缆通道相邻地布置。9.根据权利要求7或8所述的机动车，其特征在于，网络控制装置(I)安装在驾驶员座椅之下或后排座椅(13)之下。10.根据权利要求7至9之一所述的机动车，其特征在于，网络控制装置(I)导热地与形成机动车(11)的外边界的车身件(18)连接。11.根据权利要求7至10之一所述的机动车，其特征在于，该机动车包括用于网络(9)的设置在机动车(11)的窗玻璃的区域中或者在机动车(11)的窗玻璃内部的天线(8)，该天线与网络控制装置(I)的通信装置(6)连接。
【文档编号】H04L12/40GK105981335SQ201480074204
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年10月25日
【发明人】N-S·兰格
【申请人】奥迪股份公司