DE102010023535A1 - Onboard network system for motor car, has control devices that include signal transmitter for transmitting modulated signal and reference signal to signal receiver for demodulation of modulated signal - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Bordnetzsystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen elektrischen Signalsender und mindestens einen elektrischen Signalempfänger und ein Datenkommunikationsverfahren in einem derartigen Bordnetzsystem eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a vehicle electrical system for a motor vehicle, comprising at least one electrical signal transmitter and at least one electrical signal receiver and a data communication method in such a vehicle electrical system of a motor vehicle.
Mit dem zunehmenden Einsatz von Elektronik ist die Anzahl von Steuergeräten und Sensoren gestiegen. Um die Kabelverbindungen innerhalb eines Fahrzeugs und folglich die Aufbaukosten zu reduzieren, ist es erwünscht, solche Steuergeräte und Sensoren auch für drahtlose Kommunikation auszubilden.With the increasing use of electronics, the number of controllers and sensors has increased. In order to reduce the cable connections within a vehicle and consequently the construction costs, it is desirable to also design such control devices and sensors for wireless communication.
Ein Nutzsignal, das im Niederfrequenzbereich liegt, ist in der Regel mittels eines höherfrequenten Trägersignals zur Anpassung an die physikalischen Eigenschaften eines Kommunikationskanals zu übertragen. Bei den meisten gebräuchlichen Funkübertragungstechniken wird das Nutzsignal empfangsseitig mit einem lokal erzeugten Bezugssignal, das normalerweise die gleiche Frequenz wie das Trägersignal aufweist, demoduliert und wieder zurückgewonnen. Die für Demodulation notwendigen Bauelemente, wie z. B. Synthesizer oder Oszillator, sind somit aufwendig und rauscharm in einen Empfänger aufzubauen. Dies bedingt ein komplexes, und vom Gewicht schwereres Empfangsgerät und verursacht hohe Kosten.A useful signal which lies in the low-frequency range is generally to be transmitted by means of a higher-frequency carrier signal for adaptation to the physical properties of a communication channel. In most common radio transmission techniques, the payload signal is demodulated and recovered on the receiving side with a locally generated reference signal, which normally has the same frequency as the carrier signal. The necessary for demodulation components such. As synthesizer or oscillator, are thus consuming and low noise in a receiver to build. This requires a complex, and heavier weight receiver and causes high costs.
Der Dual-Mode-Funk ist ein einfaches und kostengünstiges Übertragungsverfahren zum Einsatz eines Funksystems als Kabelersatz. Ein interessantes Anwendungsbeispiel ist die Datenübertragung über kurze Distanzen bei hohen Frequenzen. Bei der Dual-Mode-Funkübertragung können manche Bauelemente im Empfänger, die zur Demodulation dienen, entfallen, was eine erhebliche Aufbaueinsparung des Empfängers bedeutet, weil der Sender neben dem Nutzsignal auch ein zur Demodulation benötigte Bezugssignal zur Verfügung stellt. Neben der Reduzierung der Bauelementeanzahl wird ebenfalls der Energieverbrauch vom Signalempfänger verringert.The dual-mode radio is a simple and inexpensive transmission method for using a radio system as a cable replacement. An interesting application example is the data transmission over short distances at high frequencies. In the dual-mode radio transmission, some components in the receiver, which are used for demodulation omitted, which means a considerable construction saving of the receiver, because the transmitter in addition to the useful signal also provides a required for demodulation reference signal available. In addition to reducing the number of components, the power consumption of the signal receiver is also reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein einfaches und kostengünstiges Datenübertragungsverfahren für Bordnetzsystem eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.The invention is based on the object to enable a simple and inexpensive data transmission method for wiring system of a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bordnetzsystem nach dem Patentanspruch 1 bzw. durch ein Verfahren nach dem Patentanspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a vehicle electrical system according to claim 1 or by a method according to
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass ein Signalempfänger ein moduliertes Nutzsignal demodulieren kann, ohne selbst ein Bezugssignal zu erzeugen. Für ein Kraftfahrzeug wird ein Bordnetzsystem mit mindestens einem elektrischen Signalsender und mindestens einem elektrischen Signalempfänger vorgesehen, wobei das Bordnetzsystem für Dual-Mode-Funkübertragung derart geeignet ist, dass der Signalsender ein moduliertes Nutzsignal und ein Bezugssignal zur Demodulation des modulierten Nutzsignals separat und/oder gleichzeitig drahtlos senden kann, wobei der Signalempfänger das modulierte Nutzsignal mittels des Bezugssignals demodulieren kann, um das Nutzsignal wiederzugewinnen.The invention is based on the idea that a signal receiver can demodulate a modulated useful signal without itself generating a reference signal. For a motor vehicle, a vehicle electrical system with at least one electrical signal transmitter and at least one electrical signal receiver is provided, wherein the vehicle electrical system for dual-mode radio transmission is suitable such that the signal transmitter a modulated useful signal and a reference signal for demodulation of the modulated useful signal separately and / or simultaneously wirelessly, wherein the signal receiver can demodulate the modulated useful signal by means of the reference signal to recover the useful signal.
Das Bezugssignal kann entweder das Trägersignal selbst, das zur Modulation des Nutzsignals verwendet worden ist, oder eine Information sein, aus der das Trägersignal rekonstruiert werden kann. Die Mitsendung des Bezugssignals ermöglicht einen einfachen Aufbau von Modulatoren bzw. Demodulatoren und einen geringen Stromverbrauch, weil sowohl das Bezugssignal als auch das modulierte Nutzsignal durch den Signalsender gesendet werden. Ein derartiges Bordnetzsystem ist für alle Modulationsverfahren einsetzbar, wobei die dispersiven Funkkanäle die Übertragungsqualität wenig beeinträchtigen. Da die Datenkommunikation innerhalb des Bordnetzsystems nun drahtlos erfolgt, können Kabel und Leitungen im Fahrzeug im Prinzip entfallen. Elektrische Geräte, wie z. B. Schiebetüren oder Cabriodächer aller Art, können in Umgebungen, die für Leitungen schwer oder nur mit erheblichem Aufwand erreichbar sind, platziert werden.The reference signal may be either the carrier signal itself, which has been used to modulate the useful signal, or information from which the carrier signal can be reconstructed. The transmission of the reference signal enables a simple construction of modulators or demodulators and low power consumption, because both the reference signal and the modulated useful signal are transmitted by the signal transmitter. Such a vehicle electrical system can be used for all modulation methods, wherein the dispersive radio channels affect the transmission quality little. Since the data communication within the wiring system now takes place wirelessly, cables and lines in the vehicle can be omitted in principle. Electrical appliances, such. As sliding doors or convertible roofs of all kinds, can be placed in environments that are difficult or only with considerable effort to reach lines.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Signalsender mindestens einen Oszillator zur Erzeugung eines Trägersignals zur Modulation eines zu sendenden Nutzsignals auf. Das Trägersignal wird mit einer hohen Frequenz generiert. Das Nutzsignal wird mittels des Trägersignals moduliert und kann dann ebenfalls mit der hohen Frequenz bzw. einer breiteren Bandbreite übertragen werden. Durch eine Demodulation wird der Nachrichteninhalt wieder von dem hochfrequenten Träger getrennt gewonnen, wobei das Trägersignal und das Bezugssignal eine gleiche Frequenz haben können.According to an advantageous embodiment of the invention, the signal transmitter has at least one oscillator for generating a carrier signal for modulating a useful signal to be transmitted. The carrier signal is generated at a high frequency. The useful signal is modulated by means of the carrier signal and can then also be transmitted at the high frequency or a wider bandwidth. By demodulating the message content is again obtained separately from the high-frequency carrier, wherein the carrier signal and the reference signal can have a same frequency.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Signalsender mindestens einen Amplitudenmodulator, einen Phasenmodulator und/oder einen Frequenzmodulator auf, damit das Signals sowohl in Amplituden als auch in Frequenzen und Phasen moduliert werden kann. Andere Modulationsverfahren, wie z. B. digitale Modulation oder codierte Modulation sind auch möglich.According to an advantageous embodiment of the invention, the signal transmitter on at least one amplitude modulator, a phase modulator and / or a frequency modulator, so that the signal can be modulated both in amplitudes and in frequencies and phases. Other modulation methods, such. As digital modulation or coded modulation are also possible.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Bordnetzsystem mindestens zwei Steuergeräte auf, wobei jedes Steuergerät zumindest einen Signalsender und/oder einen Signalempfänger aufweist. Daten können zwischen den Steuergeräte durch Funkstrecken anstelle Sensorleitungen oder seriellen Kommunikationssystemen, wie z. B. CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), MOST oder FlexRay, übertragen werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the electrical system has at least two control units, each Control unit has at least one signal transmitter and / or a signal receiver. Data may be transferred between the controllers by radio links instead of sensor lines or serial communication systems, such as a computer. CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), MOST or FlexRay.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann mindestens eines der Steuergeräte zusätzlich mit einer Fahrzeugantenne und/oder einem Fahrzeugnetzwerk, insbesondere einem Datenbussystem, des Fahrzeugs kommunizieren, wobei die Fahrzeugantenne mit dem Fahrzeugnetzwerk, wie z. B. mittels eines Fahrzeugsradios, kommuniziert. Die von der Antenne des Fahrzeugs aufgenommene Information kann durch das Radio in das Fahrzeugnetzwerk weiter übertragen werden, wobei das Radio dafür geeignet ausgebildet ist, dass die von der Antenne empfangene Information im Radio demoduliert bzw. in eine vom Fahrzeugnetzwerk erkennbare Datenform umformatiert werden kann. Dieses Steuergerät kann somit als ein Gateway (auch genannt als Netzübergang oder Protokollumsetzer) zu dem Fahrzeugnetzwerk fungieren. In der Automobiltechnik finden sich Gateways oft zwischen den verschiedenen Datenbussen wie bspw. CAN in verschiedenen Geschwindigkeitsversionen, wobei der Gateway für bestimmte Zwecke (z. B. Diagnose) Daten auch von einem Bus auf den anderen kopieren kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least one of the control units additionally communicate with a vehicle antenna and / or a vehicle network, in particular a data bus system, of the vehicle, wherein the vehicle antenna with the vehicle network, such. B. by means of a vehicle radio, communicates. The information recorded by the antenna of the vehicle can be further transmitted by the radio into the vehicle network, wherein the radio is designed to be suitable for demodulating the information received from the antenna in the radio or for reformatting it into a data form recognizable by the vehicle network. This controller can thus act as a gateway (also called a gateway or protocol converter) to the vehicle network. In automotive technology, gateways are often found between the various data buses, such as CAN in different speed versions, whereby the gateway can also copy data from one bus to the other for certain purposes (eg diagnosis).
Ferner wird ein Datenkommunikationsverfahren in einem Bordnetzsystem eines Kraftfahrzeugs angegeben, bei dem ein moduliertes Nutzsignal und ein Bezugssignal zur Demodulation des modulierten Nutzsignals durch einen Signalsender separat und/oder gleichzeitig drahtlos gesendet werden, das modulierte Nutzsignal und das Bezugssignal durch einen Signalempfänger empfangen werden, und das modulierte Nutzsignal durch den Signalempfänger mittels des Bezugssignals demoduliert und wiedergewonnen werden kann.Furthermore, a data communication method is specified in an on-board network system of a motor vehicle, in which a modulated useful signal and a reference signal for demodulation of the modulated useful signal by a signal transmitter separately and / or simultaneously wirelessly transmitted, the modulated useful signal and the reference signal are received by a signal receiver, and modulated useful signal can be demodulated and recovered by the signal receiver by means of the reference signal.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.The invention will be described and explained with reference to the embodiment shown in the figure.
Es zeigt:It shows:
In dieser Fig. wird beispielhaft ein Bordnetzsystem eines Kraftfahrzeugs dargestellt, wobei das Bordnetzsystem ein Fahrzeugnetzwerk
Der Signalsender
Das Steuergerät
Durch Verwendung der Dual-Mode-Funkübertragung können die teueren oder empfindlichen Signalübertragungen im Fahrzeug auf einer einfachen Weise durch eine stabile und standardisierte Funkübertragung erfolgen, ohne dass Leitungen im Fahrzeug zur Datenkommunikation verwendet werden müssen. Die Einsparung von Leitungen im Fahrzeug reduziert den Elektronikaufwand und ermöglicht eine Reduzierung des Fahrzeuggewichts bzw. trägt dazu bei, teure Rohstoffe und Brennstoff zu sparen und damit den CO2-Ausstoß zu verringern und die Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen. Da das Bezugssignal auch durch den Signalsender
Claims (8)
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DE201010023535 DE102010023535A1 (en) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Onboard network system for motor car, has control devices that include signal transmitter for transmitting modulated signal and reference signal to signal receiver for demodulation of modulated signal |
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