DE10129945B4 - Method and arrangement for data transmission in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Datenübertragung
in einem Kraftfahrzeug mit einem Sender und einem Empfänger, dadurch
gekennzeichnet, dass
– das
zu sendende Signal in einen Gleichanteil (p0)
und einen Differenzanteil (Δp)
gespalten wird,
– der
Gleichanteil (p0) partiell mit dem Differenzanteil
(Δp) kombiniert
und übertragen
wird.Method for data transmission in a motor vehicle with a transmitter and a receiver, characterized in that
The signal to be transmitted is split into a DC component (p 0 ) and a difference component (Δp),
- The DC component (p 0 ) is partially combined with the difference component (Δp) and transmitted.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur digitalen Datenübertragung in einem Kraftfahrzeug mit einem Sender und einem Empfänger. Die Verwendung von Datenübertragungssystemen ist in Kraftfahrzeugen bekannt. In vielen Anwendungsgebieten müssen innerhalb eines Kraftfahrzeugs Messsignale von Sensoren an eine zentrale Recheneinheit übertragen werden. In vielen Übertragungssystemen ist die Datenrate beschränkt. Bei Airbag-Systemen werden z. B. Datenübertragungen mit 7 Bit Datenwortbreite und einer Übertragungsfrequenz von 2 kHz verwendet. Bei derartigen Systemen werden z. B. die in einem Seitenairbag gemessenen Druckwerte als Datenwerte übertragen. Derartige Druckwerte setzen sich üblicherweise aus dem mittleren Umgebungsdruck, welcher in einem Bereich von 600 bis 1300 mbar liegt, wie auch aus einer dynamischen Druckänderung, welche im Bereich von minus 50 bis plus 200 mbar liegt, zusammen.The The invention relates to a method and an arrangement for digital data transfer in a motor vehicle with a transmitter and a receiver. The Use of data transmission systems is known in motor vehicles. In many application areas must be within a motor vehicle transmission signals from sensors to a central processing unit become. In many transmission systems the data rate is limited. In airbag systems z. B. Data transfers with 7-bit data word width and a transmission frequency of 2 kHz used. In such systems z. B. the in transmit pressure values measured as data values to a side airbag. Such pressure values usually consist of the middle one Ambient pressure, which lies in a range of 600 to 1300 mbar, as well as from a dynamic pressure change, which in the area from minus 50 to plus 200 mbar, together.
Es ist wünschenswert, derartige Daten mit einer hohen Auflösung von z. B. 15 Bit zu messen und weiter zu verarbeiten. Die gegebenen Übertragungsstrecken erlauben jedoch derartige hohe Auflösung nicht.It is desirable such data with a high resolution of z. To measure 15 bits and continue to process. The given transmission links allow but not such high resolution.
Die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Anordnung zur digitalen Datenübertragung in einem Kraftfahrzeug anzugeben, welche die o. g. Nachteile überwindet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.task The present invention is therefore a method and a Arrangement for digital data transmission specify in a motor vehicle, which the o. g. Overcomes disadvantages. This object is solved by the features of the independent claims.
Vorteil der Erfindung ist es, dass weiterhin bisherige Übertragungssysteme verwendet werden können und dennoch zumindest für ein Teilsignal eine höhere Auflösung erzielt werden kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden aus dem ermittel ten Datensignal Gleichanteil und Differenzanteil extrahiert. Die so extrahierten Werte werden über die vorhandene Übertragungsstrecke übertragen. Je nach Bandbreite des Teilsignals können verschiedene Methoden angewandt werden, um Signale mit niedrigerer Bandbreite mit einer eventuell höheren Auflösung zu übertragen.advantage The invention is that continues to use previous transmission systems can be and yet at least for a sub-signal a higher resolution can be achieved. By the method according to the invention are from the determined th Data signal DC component and differential component extracted. The way extracted values are over the transmit existing transmission path. Depending on the bandwidth of the sub-signal, different methods can be used be applied to lower bandwidth signals with a possibly higher resolution.
In einer ersten Ausführungsform wird zum Beispiel der Gleichanteil durch einen vorgegebenen Wert N dividiert und nur dieser Bruchteil übertragen. Durch N-fache Übertragung dieses Bruchteils kann der Gleichanteil wieder rekonstruiert werden. In einer Weiterbildung können Fehler, die durch die Division entstehen ausgeglichen werden indem der Fehler durch eine Regelschleife minimiert wird. Diese Ausführungsform kann sowohl in analogen wie auch digitalen Systemen verwendet werden.In a first embodiment For example, the DC component becomes a predetermined value N divided and transferred only this fraction. By N-fold transmission In this fraction, the DC component can be reconstructed again. In a continuing education can Errors caused by the division are compensated by the error is minimized by a control loop. This embodiment can be used in both analog and digital systems.
In einer zweiten Ausführungsform wird ein digitalisierter Wert des Gleichanteils bitweise übertragen. Erfindungsgemäß wird pro übertragenem Datenwort nur ein einziges Bit übertragen, der Rest des Datenworts kann für den Differenzwert verwendet werden.In a second embodiment a digitized value of the DC component is transmitted bit by bit. According to the invention is transferred per Data word transferred only a single bit, the rest of the data word may be for the difference value can be used.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der
Es zeigen:It demonstrate:
Aus
dem ermittelten Drucksignal p0 + Δp wird mittels
des Tiefpasses
Dabei kann der so erzeugte Teilwert von p0 für jede der folgenden N-Übertragungen als Summand verwendet werden, jeweils kombiniert mit dem aktuellen Differenzwert Δp. Erst nach den so erfolgten N-Übertragungen wird der dann wiederum durch das oben beschriebene Filterverfahren ermittelte aktuelle Gleichanteil durch den Wert N dividiert. Bevor in den nächsten N-Übertragungsschritten der so erzeugte Teilwert wiederum Summand bezüglich des Differenzwertes ist. Alternativ wird stets der am Ausgang des Tiefpassfilters aktuell anliegende Gleichanteil P0 durch den Wert N geteilt und stets der so ermittelte aktuelle Teilwert von P0 übertragen. Damit kann bezüglich jeder Übertragung der Teilwert variieren, vorausgesetzt der Gleichanteil ändert sich zwischen zwei Abtastzeitpunkten ebenso werden im Empfänger dann unterschiedliche Teilwerte aufsummiert. Gewöhnlich kann jedoch davon ausgegangen werden, dass bei fortbeschriebenen Anwendungsbeispielen der Erfindung Gleichanteilschwankungen nur mit einer sehr großen Zeitkonstante auftreten, so dass im Ergebnis übertragene aktuelle Teilwerte sich nicht wesentlich in ihrer Amplitude unterscheiden von der Übertragung eines Teilwerts gemäß der vorgenannten ersten Alternative, bei der der Teilwert eines zurückliegenden Abtastzeitpunktes über N-Übertragungszyklen übertragen wird.there For example, the fractional value of p0 thus generated may be for each of the following N transmissions used as a summand, each combined with the current one Difference value Δp. Only after the so-called N transmissions in turn, this will be through the filtering process described above calculated current DC component divided by the value N. Before in the next N-transfer steps the partial value thus generated is in turn summand with respect to the difference value. Alternatively, always the current at the output of the low-pass filter adjacent DC component P0 divided by the value N and always the thus determined actual partial value of P0 transferred. This can be with respect to any transmission the partial value will vary, provided that the DC component changes between two sampling instants as well in the receiver summed up different partial values. Usually, however, it can be assumed that in continued application examples of the invention DC fluctuations only with a very big one Time constant occur, so that in the result transmitted current partial values are not significantly different in amplitude from transmission a partial value according to the aforementioned first alternative, where the partial value of a past Sampling time over Transmit N transmission cycles becomes.
Empfangsseitig
werden beide Signale wieder rekonstruiert. Dies erfolgt durch Summation
von im vorliegenden Fall N = 1024 aufeinander folgenden Werten mittels
des Summierers
Summierglied
Durch
die beschriebene Korrektureinheit wird in der Sendeeinheit
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird nicht stets der komplette Gleichanteil p0, der mit einer wesentlich geringeren Bandbreite benötigt wird, übertragen, sondern zusammen mit den Druckänderungen Δp nur ein Bruchteil, der empfängerseitig aufintegriert und damit rekonstruiert werden kann. Dadurch kann die jeweils zu übertragene Datenmenge ohne Informationsverlust drastisch reduziert werden und gleichzeitig eine große Fehlertoleranz erzielt werden, da das Stören von einzelnen Informationspaketen nur einen Bruchteil des Gleichanteils, nicht aber die über viele Daten verstreute gesamte Information betrifft. Das Verfahren kann sowohl für analoge als auch für digitale Datenverarbeitung angewendet werden.The inventive arrangement is not always the complete DC component p 0 , which is required with a much lower bandwidth, transmitted, but together with the pressure changes Δp only a fraction, the receiver side aufintegriert and thus can be reconstructed. As a result, the amount of data to be transmitted in each case can be drastically reduced without loss of information, and at the same time a large degree of fault tolerance can be achieved since the disruption of individual information packets affects only a fraction of the DC component, but not the entire information scattered over many data items. The method can be used for both analog and digital data processing.
Im
Empfänger
Das
mittels der in
Das
Verfahren zum Empfangen der Druckwerte beginnt im Schritt
Der Differenzdruckwert wird mit lediglich 6 Bit übertragen. Dabei kann jedoch jedes Bit eine Auflösung von 0,1 mbar haben. Der maximale Druckdifferenzwert kann dann ca. ± 3,2 mbar sein. Sollte die Schwankungsbreite des Druckdifferenzsignals größer sein, so kann die Auflösung entsprechend verringert werden. Der Druckdifferenzwert kann in dieser Ausführungsform mit der höchsten zeitlichen Auflösung von ca. 2 kHz und der Druckgleichanteil mit ca. 120 Hz (bei Verwendung von zwei Synchronisations- werten) übertragen werden.The differential pressure value is transmitted with only 6 bits. However, each bit can have a resolution of 0.1 mbar. The maximum pressure difference value can then be about ± 3.2 mbar. If the fluctuation range of the pressure difference signal is greater, then the resolution can be reduced accordingly. The pressure difference value can in this embodiment with the highest temporal Auflö 2 kHz and the pressure equal component at approx. 120 Hz (when using two synchronization values).
In einer weiteren Ausführungsform kann für den Druckdifferenzwert auch eine Auflösung von 12 Bit vorgesehen sein. In diesem Fall sind jedoch zwei Übertragungen pro Druckdifferenzwert und 15 Übertragungen pro Druckgleichanteilwert not wendig. Die Sende- und Empfangseinheiten müssen jedoch um eine entsprechende Auswertelogik erweitert werden. Zur Synchronisation kann jedoch das gleiche Verfahren wie zuvor beschrieben verwendet werden. Da die Bandbreite des Druckdifferenzsignals auf ca. 400 Hz beschränkt ist stellt die Aufteilung des Druckdifferenzwerts in zwei Teilwerte bei einer Übertragungsbandbreite von 2 kHz noch kein Problem dar.In a further embodiment can for the Pressure differential value also provided a resolution of 12 bits be. In this case, however, there are two transmissions per pressure difference value and 15 transfers necessary for each pressure equal-share value. The transmitting and receiving units have to however, be extended by a corresponding evaluation logic. to However, synchronization can be the same procedure as previously described be used. Since the bandwidth of the pressure difference signal on limited to 400 Hz is represents the division of the pressure difference value into two partial values at a transmission bandwidth of 2 kHz is still no problem.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Rahmen der Teilübertragung beliebig erweitert werden. Wesentlich ist, dass der Gleichanteil, der eine sehr viel niedrigere Bandbreite aufweist (z. B. 0,3 Hz), mittels aufgeteilter Übertragung übertragen wird.The inventive method can in the context of partial transfer be extended as desired. It is essential that the DC component, which has a much lower bandwidth (eg 0.3 Hz), transmitted by split transmission becomes.
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