DE10007223B4

DE10007223B4 - System mit einem Sprachbediensystem als einer ersten Systemeinheit und einer zweiten Systemeinheit in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10007223B4
Application number: DE10007223.2A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Müller Frank; Dipl.-Ing. Zimmermann Stefan
Original assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH
Current assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: DE10007223A1

Abstract

System mit einem Sprachbediensystem als einer ersten Systemeinheit (2) und einer zweiten Systemeinheit (3) in einem Kraftfahrzeug, wobei die zweite Systemeinheit (3) und das Sprachbediensystem (2) mit einer Verbindungsleitung (4) gekoppelt sind, wobeidie zweite Systemeinheit (3) einen Ausgangsanschluss (31) aufweist, der während einem ersten Betriebszustand des Systems eine Spannung mit einem ersten Spannungspegel und während einem zweiten Betriebszustand des Systems eine Spannung mit einem von dem ersten Spannungspegel verschiedenen zweiten Spannungspegel ausgibt,das System ferner eine Schaltungsanordnung (1) aufweist, welche die Verbindungsleitung (4) zwischen dem Sprachbediensystem (2) und der zweiten Systemeinheit (3) unterbricht, wenn an dem Ausgangsanschluss (31) die Spannung mit dem ersten Spannungspegel ansteht, unddie Verbindungsleitung (4) zur bidirektionalen Kommunikation zwischen dem Sprachbediensystem (2) und der zweiten Systemeinheit (3) schließt, wenn an dem Ausgangsanschluss (31) die Spannung mit dem zweiten Spannungspegel ansteht.

Description

Zur konditionierten Kopplung von miteinander verbundenen Systemeinheiten eines Systems werden häufig Relaisanordnungen eingesetzt, insbesondere zur getakteten Ansteuerung von Lasten (Motoren, Lampen, Ventile etc.) durch eine Steuereinheit oder zum konditionierten Übertragen von Signalen zwischen Teilnehmern eines Bussystems. Derartige Relaisanordnungen bestehen aus einem magnetischen Kreis mit Kern, Erregerspule, magnetischem Joch und Anker sowie aus einem Kontaktsatz mit Kontakten und Kontaktelementen, wobei das Kopplungsverhalten (Schaltverhalten) der Relaisanordnung durch die Ansteuerung der Erregerspule und deren Wirkung auf den Kontaktsatz bestimmt wird. Für viele Anwendungsfälle sind Relaisanordnungen jedoch aufgrund ihrer Komplexität zu aufwendig, zu langsam und zu teuer.
Aus der DE 39 17 075 A1 ist eine Telefonanlage mit mehreren im Wesentlichen gleichartigen Teilnehmerleitungen und einer programmierbaren Steuereinrichtung bekannt. An mindestens eine Teilnehmerleitung ist ein Gerät zur akustischen Raumüberwachung anschließbar. Die Teilnehmerleitungen sind Zweidrahtleitungen.
Wittgruber, Friedrich: Digitale Schnittstellen und Bussysteme - Einführung für das technische Studium, ISBN 978-3-528-07426-4, Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg 1999, Kapitel 1 - 3, Seiten 1 - 20, zeigt die Ankopplung von Teilnehmern an ein Bussystem über ein Tristate-Gatter.
In der DE 299 08 690 U1 wird das Autonotrufsystem TeleAid beschrieben, in dem ein Sprachmodul eine synthetische Sprachausgabe ermöglicht. In der WO 99/59 360 A1 wird ein drahtloses Kommunikations-Terminal in einem Fahrzeug beschrieben, das sprachgesteuert arbeiten und Notrufe absetzen kann. In der DE 27 55 159 A1 wird ein System für Landfahrzeuge mit einer akustisch gesteuerten Wechselsprechverbindung beschrieben, das Notrufe absetzen kann. In der DE 195 33 541 C1 wird ein Sprachbediensystem zur automatischen Steuerung von Geräten in Fahrzeugen beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System anzugeben, mit dem ein konditioniertes Übertragen von Signalen zwischen zwei Systemeinheiten auf einfache Weise und mit geringen Kosten zuverlässig gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Es wird also ein System mit einem Sprachbediensystem als einer ersten Systemeinheit und einer zweiten Systemeinheit in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei die zweite Systemeinheit und das Sprachbediensystem mit einer Verbindungsleitung gekoppelt sind, wobei
die zweite Systemeinheit einen Ausgangsanschluss aufweist, der während einem ersten Betriebszustand des Systems eine Spannung mit einem ersten Spannungspegel und während einem zweiten Betriebszustand des Systems eine Spannung mit einem von dem ersten Spannungspegel verschiedenen zweiten Spannungspegel ausgibt,
das System ferner eine Schaltungsanordnung aufweist, welche die Verbindungsleitung zwischen dem Sprachbediensystem und der zweiten Systemeinheit unterbricht, wenn an dem Ausgangsanschluss die Spannung mit dem ersten Spannungspegel ansteht, und
die Verbindungsleitung zur bidirektionalen Kommunikation zwischen dem Sprachbediensystem und der zweiten Systemeinheit schließt, wenn an dem Ausgangsanschluss die Spannung mit dem zweiten Spannungspegel ansteht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen.
Das System mit der implementierten Schaltungsanordnung wird im folgenden im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben.
Hierbei zeigt die 1 ein Blockschaltbild des Systems und die 2 ein Ausführungsbeispiel für die Kommunikation zwischen dem TeleAid-System und dem Sprachbediensystem eines Kraftfahrzeugs.
Gemäß dem Blockschaltbild der 1 soll eine bidirektionale Kommunikation je nach Betriebszustand des Systems zwischen der den Signalanschluß 22 aufweisenden ersten Systemeinheit 2 und der den Ausgangsanschluß 31 aufweisenden zweiten Systemeinheit 3 erfolgen; insbesondere soll bei einem störungsfreien Betrieb (Normalbetrieb) des Systems der Signalanschluß 22 der ersten Systemeinheit 2 vom Ausgangsanschluß 31 der zweiten Systemeinheit 3 elektrisch getrennt werden und beim Auftreten einer Störung (Störbetrieb oder Notfallbetrieb) des Systems der Signalanschluß 22 der ersten Systemeinheit 2 mit dem Ausgangsanschluß 31 der zweiten Systemeinheit 3 elektrisch verbunden werden und damit eine bidirektionale Signalübertragung von der ersten Systemeinheit 2 zur zweiten Systemeinheit 3 ermöglicht werden. Als Auftreten einer Störung wird bewertet und damit eine Signalübertragung zwischen der ersten Systemeinheit 2 und der zweiten Systemeinheit 3 ermöglicht, wenn das am Ausgangsanschluß 31 der zweiten Systemeinheit 3 anliegende Ausgangssignal einen bestimmten Schwellwert überschreitet; eine Signalübertragung soll in diesem Falle auch möglich sein, wenn die am Versorgungsanschluß 23 anstehenden Versorgungsspannung der ersten Systemeinheit 2 einen bestimmten Grenzwert unterschreitet, insbesondere wenn die erste Systemeinheit 2 keine Versorgungsspannung mehr aufweist. Von der Schaltlogikeinheit 12 der Schaltungsanordnung 1 wird das Vorliegen dieser Bedingung für eine Störung überprüft und abhängig hiervon die den Schaltzustand der Verbindungsleitung 4 zwischen dem Signalanschluß 22 der ersten Systemeinheit 2 und dem Ausgangsanschluß 31 der zweiten Systemeinheit 3 beeinflussende Schalteinheit 11 gesteuert: falls die genannte Bedingung für eine Störung vorliegt, wird die Verbindungsleitung 4 zwischen dem Signalanschluß 22 der ersten Systemeinheit 2 und dem Ausgangsanschluß 31 der zweiten Systemeinheit 3 geschlossen, ansonsten wird über die Schalteinheit 11 die Verbindungsleitung 4 zwischen dem Signalanschluß 22 der ersten Systemeinheit 2 und dem Ausgangsanschluß 31 der zweiten Systemeinheit 3 geöffnet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung 1 in 2 kann bei einem Kraftfahrzeug mit einem Sprachbediensystem als erster Systemeinheit 2 und einem TeleAid-System als zweiter Systemeinheit 3 eine Kommunikation zwischen diesen beiden Systemeinheiten 2, 3 abhängig von den beiden Betriebszuständen Normalbetrieb und Notfallbetrieb (Störbetrieb) realisiert werden.
Das TeleAid-System 3 eines Kraftfahrzeugs dient im Notfall (insbesondere bei einem Unfall) zum automatischen Absenden eines Notrufs, das Mobiltelefon wählt automatisch eine Notrufnummer und ein Benutzer des Fahrzeugs kann über das Freisprechmikrofon telefonieren. Falls das Mobiltelefon über ein Sprachbediensystem 2 vom Benutzer des Fahrzeugs bedient wird, erfolgt die Spracheingabe über ein Mikrofon (bsp. eines Mikrofonarrays) des Sprachbediensystems 2, wobei die Mikrofonsignale vom Sprachbediensystem 2 digitalisiert, analysiert und ausgegeben werden. Dem TeleAid-System 3 werden die Mikrofonsignale am Ausgangsanschluß 31 zur weiteren Verarbeitung bzw. Auswertung zugeführt. Im Mikrofonversorgungsteil 21 des Sprachbediensystems 2 wird das Mikrofon über die Verbindungsleitung 4 mit der Versorgungsspannung des Sprachbediensystems 2 von bsp. +8 V versorgt. Die Anbindung an die Spannungsversorgung des Sprachbediensystems 2 und damit an den Signalschluß 22 (die Verbindungsleitung 4) erfolgt über den Vorschaltwiderstand 211 (Widerstandswert bsp. 680 Ω); hierdurch und durch die in der Figur dargestellten weiteren Komponenten des Mikrofonversorgungsteils 21 sinkt die Spannung am Versorgungsanschluß 23 des Sprachbediensystems 2 im Normalbetrieb des Sprachbediensystems 2 auf bsp. 4 V (Spannungspegel des Versorgungsspannungssignals).
Im Notfallbetrieb muß das TeleAid-System 3 unabhängig vom Bordnetz des Kraftfahrzeugs und damit auch unabhängig von der Funktion bzw. Spannungsversorgung des Sprachbediensystems 2 einen Notruf absenden können: hierzu besitzt das TeleAid-System 3 eine eigene Stromversorgung (bsp. eine Batterie), über die im Notfallbetrieb das Sprachbediensystem 2 versorgt wird, damit das Mikrofonsignal des Mikrofons des Sprachbediensystems 2 direkt zum TeleAid-System 3 durchgeschaltet werden kann - d. h. im Normalbetrieb wird das Mikrofon des Sprachbediensystems 2 vom Sprachbediensystem 2 versorgt, im Notfallbetrieb (Störbetrieb) dagegen vom TeleAid-System 3 über den Ausgangsanschluß 31 mit der Versorgungsspannung des TeleAid-Systems 3 (bsp. +8 V) beaufschlagt.
Zum Durchschalten des Mikrofonsignals zumindest des Mikrofons des Sprachbediensystems 2 zum TeleAid-System 3 (insbesondere auch zum Umschalten der Spannungsversorgung für dieses Mikrofon des Sprachbediensystems 2) weist die Schaltungsanordnung eine Schaltlogikeinheit 12 auf und eine von der Schaltlogikeinheit 12 angesteuerte Schalteinheit 11 auf.

- Der Schaltlogikeinheit 12 wird einerseits das am Versorgungsanschluß 23 des Sprachbediensystems 2 anliegende Versorgungsspannungssignal und andererseits dass am Ausgangsanschluß 31 des TeleAid-Systems 3 anstehende Ausgangssignal zugeführt. Die Schaltlogikeinheit 12 besteht bsp. aus dem einen Spannungs-Schwellwert für das Ausgangssignal des TeleAid-Systems 3 generierenden Spannungsteiler mit den Widerständen 122 und 123 sowie aus dem Steuertransistor 121 und dem Begrenzerwiderstand 124; dem Steueranschluß des Steuertransistors 121 (bsp. dem Basisanschluß eines Bipolartransistors) wird das am Ausgangsanschluß 31 des TeleAid-Systems 3 anstehende Ausgangssignal über den Spannungsteiler aus den Widerständen 122 und 123 zugeführt, dem Ausgangsanschluß des Steuertransistors 121 (bsp. dem Kollektoranschluß eines Bipolartransistors) das am Versorgungsanschluß 23 des Sprachbediensystems 2 anliegende Versorgungsspannungssignal über den Begrenzerwiderstand 124.
- Der Schalteinheit 11 wird das Ausgangssignal der Schaltlogikeinheit 12 zugeführt. Die Schalteinheit 11 besteht bsp. aus dem Schalttransistor 111 (bsp. ein MOSFET), dessen Steueranschluß mit dem Ausgangsanschluß des Steuertransistors 121 (bsp. dem Kollektoranschluß eines Bipolartransistors) verbunden ist. Der Schalttransistor 111 ist bsp. als Dual-Gate-MOSFET mit zwei Gate- Elektroden als Steueranschluß ausgebildet, damit eine bidirektionale Unterbrechung der Verbindungsleitung 4 ermöglicht wird. Insbesondere ist der Schalttransistor 111 als Dual-Gate-P-Kanal-MOSFET ausgebildet, der im spannungslosen Zustand (d. h. wenn kein Gate-Potential und damit keine Versorgungsspannung am Sprachbediensystem 2 vorhanden ist) leitend werden kann und damit auch für diesen Fall im Notfallbetrieb eine bidirektionale Kommunikation zwischen den Sprachbediensystem 2 und dem TeleAid-System 3 ermöglicht.

Ein Notfall wird angenommen, d. h. im Notfallbetrieb eine Verbindung zwischen dem Sprachbediensystem 2 und dem TeleAid-System 3 über die Verbindungsleitung 4 hergestellt und folglich das Mikrofon des Sprachbediensystems 2 (bzw. das Mikrofonsignal) zum TeleAid-System 3 durchgeschaltet, wenn vom TeleAid-System 3 ein Notfallsignal vorgegeben wird, insbesondere durch Vorgabe eines bestimmten Spannungspegels am Ausgangsanschluß 31 des TeleAid-Systems 3; dies soll auch dann ermöglicht werden, wenn (bsp. infolge einer unfallbedingten Störung) das Sprachbediensystem 2 spannungslos oder nicht aktiv ist, d. h. die Versorgungsspannung des Sprachbediensystems 2 abgeschaltet ist. Das Durchschalten des Mikrofonsignals vom Sprachbediensystem 2 zum TeleAid-System 3 erfolgt über die Ansteuerung des bsp. als Dual-Gate-P-Kanal-MOSFET ausgebildeten Schalttransistors 111: wenn am Ausgangsanschluß 31 des TeleAid-Systems 3 vom TeleAid-System 3 ein Ausgangssignal mit einem höheren Spannungspegel als dem durch die Widerstände 122 und 123 des Spannungsteilers der Schaltlogikeinheit 12 festgelegten Spannungs-Schwellwert (bsp. 1.9 V) ansteht (bsp. durch Beaufschlagen des Ausgangsanschlusses 31 des TeleAid-Systems 3 mit der Versorgungsspannung des TeleAid-Systems 3 von bsp. +8 V), wird der Steuertransistor 121 der Schaltlogikeinheit 12 durchgeschaltet und das Gate-Potential des bsp. als Dual-Gate-P-Kanal- MOSFET ausgebildeten Schalttransistors 111 über den Steuertransistor 121 auf Bezugspotential (GND) gezogen. Damit werden die beiden MOSFETs des bsp. als Dual-Gate-P-Kanal-MOSFET ausgebildeten Schalttransistors 111 durchgesteuert, so daß die Verbindungsleitung 4 geschlossen ist und ein Mikrofonsignal mit dem Notruf zum TeleAid-System 3 durchgeschaltet wird. Dieser Notruf kann auch dann zum TeleAid-System 3 durchgeschaltet werden, wenn das Sprachbediensystem 2 spannungslos oder nicht aktiv ist: in diesem Falle ist die Versorgungsspannung (bsp. +8 V) des Sprachbediensystems 2 nicht vorhanden, der Spannungspegel des Versorgungsspannungssignals am Versorgungsanschluß 23 ist 0 V, so daß das Gate- Potential des bsp. als Dual-Gate-P-Kanal-MOSFET ausgebildeten Schalttransistors 111 dem Bezugspotential (GND) entspricht; da bei einem positiven Spannungspegel am Ausgangsanschluß 31 des TeleAid-Systems 3 das Drain-Potential und damit auch das Source-Potential des bsp. als Dual-Gate-P-Kanal-MOSFET ausgebildeten Schalttransistors 111 höher als dessen Gate-Potential wird, ist die Verbindungsleitung 4 geschlossen, so daß ein Mikrofonsignal zum TeleAid-System 3 durchgeschaltet werden kann.

Claims

System mit einem Sprachbediensystem als einer ersten Systemeinheit (2) und einer zweiten Systemeinheit (3) in einem Kraftfahrzeug, wobei die zweite Systemeinheit (3) und das Sprachbediensystem (2) mit einer Verbindungsleitung (4) gekoppelt sind, wobei die zweite Systemeinheit (3) einen Ausgangsanschluss (31) aufweist, der während einem ersten Betriebszustand des Systems eine Spannung mit einem ersten Spannungspegel und während einem zweiten Betriebszustand des Systems eine Spannung mit einem von dem ersten Spannungspegel verschiedenen zweiten Spannungspegel ausgibt, das System ferner eine Schaltungsanordnung (1) aufweist, welche die Verbindungsleitung (4) zwischen dem Sprachbediensystem (2) und der zweiten Systemeinheit (3) unterbricht, wenn an dem Ausgangsanschluss (31) die Spannung mit dem ersten Spannungspegel ansteht, und die Verbindungsleitung (4) zur bidirektionalen Kommunikation zwischen dem Sprachbediensystem (2) und der zweiten Systemeinheit (3) schließt, wenn an dem Ausgangsanschluss (31) die Spannung mit dem zweiten Spannungspegel ansteht.
System nach Anspruch 1, wobei das Sprachbediensystem (2) einen Signalanschluss (22) aufweist, in dem ersten Betriebszustand des Systems der Signalanschluss (22) des Sprachbediensystems (2) vom Ausgangsanschluss (31) der zweiten Systemeinheit (3) elektrisch getrennt ist, in dem zweiten Betriebszustand des Systems der Signalanschluss (22) des Sprachbediensystems (2) mit dem Ausgangsanschluss (31) der zweiten Systemeinheit (3) über die Verbindungsleitung (4) elektrisch verbunden sind, und damit die bidirektionale Signalübertragung zwischen Sprachbediensystem (2) und der zweiten Systemeinheit (3) möglich ist.
System nach Anspruch 2, wobei das Sprachbediensystem (2) ein Mikrophon zum Bedienen eines Mobiltelefons im Fahrzeug aufweist, im zweiten Betriebszustand des Systems die zweite Systemeinheit (3) automatisch einen Notruf absendet und die Mikrophonsignale dem Ausgangsanschluss (31) über den Signalanschluss (22) und die Verbindungsleitung (4) zugeführt werden.
System nach Anspruch 3, wobei die zweite Systemeinheit (3) eine eigene Stromversorgung aufweist, und im zweiten Betriebszustand des Systems das Mikrophon des Sprachbediensystems (2) über den Ausgangsanschluss (31) mit der Stromversorgung der zweiten Systemeinheit (3) versorgt wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schaltungsanordnung (1) ferner ausgebildet ist, die Verbindungsleitung (4) zur bidirektionalen Kommunikation zwischen dem Sprachbediensystem (2) und dem Notrufsystem (3) zu schließen, wenn das Sprachbediensystem (2) spannungslos oder nicht aktiv ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schaltungsanordnung (1) eine mit der Verbindungsleitung (4) verbundene Schalteinheit (11) und eine die Schalteinheit (11) ansteuernde Schaltlogikeinheit (12) aufweist, wobei die Schaltlogikeinheit (12) die Schalteinheit (11) in einen ersten Schaltzustand schaltet, wenn die an dem Ausgangsanschluss (31) anstehende Spannung den ersten Spannungspegel aufweist, die Schaltlogikeinheit (12) die Schalteinheit (11) in einen zweiten Zustand schaltet, wenn die an dem Ausgangsanschluss (31) anstehende Spannung den zweiten Spannungspegel aufweist, die Schalteinheit (11) in dem ersten Schaltzustand die Verbindungsleitung (4) zwischen dem Sprachbediensystem (2) und der zweiten Systemeinheit (3) unterbricht, und die Schalteinheit (11) in dem zweiten Schaltzustand die Verbindungsleitung (4) zur bidirektionalen Kommunikation zwischen dem Sprachbediensystem (2) und der zweiten Systemeinheit (3) schließt.
System nach Anspruch 6, wobei das Sprachbediensystem (2) einen Versorgungsanschluss (23) aufweist, die Schaltlogikeinheit (12) einen ersten Eingang, einen zweiten Eingang und einen Steuertransistor (121) aufweist, der erste Eingang mit dem Versorgungsanschluss (23) des Sprachbediensystems (2) und der zweite Eingang mit einem Ausgangsanschluss (31) der zweiten Systemeinheit (3) verbunden ist, der Steueranschluss des Steuertransistors (121) mit dem Ausgangsanschluss (31) der zweiten Systemeinheit (3) und der Ausgangsanschluss des Steuertransistors (121) mit dem Versorgungsanschluss (23) des Sprachbediensystems (2) verbunden ist.
System nach Anspruch 7, wobei die Schalteinheit (11) einen mit der Verbindungsleitung (4) verbundenen Schalttransistor (111) aufweist, dessen Steuereingang mit dem Ausgangsanschluss des Steuertransistors (121) verbunden ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweite Systemeinheit (3) als ein TeleAid-System eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.