DE102012201711A1 - Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug und Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses - Google Patents

Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug und Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Empfangsanordnung (3) für ein Steuergerät in einem Fahrzeug mit einem Spannungsgenerator (30) zur Erzeugung eines Synchronisationspulses, welcher den Synchronisationspuls innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten erzeugt, wobei die Empfangsanordnung (3) den Synchronisationspuls zur Synchronisierung einer Signalübertragung über einen Datenbus (5) an mindestens einen Sensor (7) ausgibt, sowie ein Verfahren zum Erzeugen eines solchen Synchronisationspulses. Erfindungsgemäß umfasst der Spannungsgenerator (30) einen Spannungsverstärker (36), welcher den Synchronisationspuls basierend auf einer Referenzspannung (Uref) im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und von einem zugehörigen Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 10.
  • Zur Übertragung von Sensordaten an ein zentrales Steuergerät (ECU) in einem Fahrzeug nutzen periphere Sensoren für Insassenschutzsysteme meist Stromschnittstellen (z.B. PAS4, PSI5). Bei Stromschnittstellen der neuesten Generation (PSI5) wird mittels Synchronisierung der Busbetrieb mit mehreren Sensoren an einem Empfänger ermöglicht. Für die Funktion der Synchronisierung wird vom zentralen Steuergerät (ECU) ein Arbeitstakt in Form eines Spannungspulses erzeugt, welcher von den Sensoren am Bus detektiert wird und den Beginn eines neuen Zyklus für die Datenübertragung kennzeichnet. Dieser Spannungspuls wird als Synchronisationspuls bezeichnet und entsteht mit Hilfe von Stromquellen und Stromsenken, welche die Buslast auf- bzw. entladen. Typischerweise wird dieser Spannungspuls alle 500 µs wiederholt.
  • Damit ein synchrones Bussystem mit einem Sensor oder mehreren Sensoren funktioniert, ist es wichtig, dass der Synchronisationspuls für alle möglichen Buskonfigurationen und unter allen möglichen Betriebsbedingungen eine bestimmte Form und ein bestimmtes zeitliches Verhalten aufweist. Daher wird bei bekannten synchronen Bussystemen in der Regel ein in 3 dargestellter trapezförmiger Synchronisationspuls PT mit einer vorgegebenen Flankensteilheit verwendet. Hierbei liegt die Flankensteilheit zwischen einer Flankensteilheit einer ersten Kennlinie, welche eine untere Grenze Vu repräsentiert, und einer Flankensteileinheit einer zweiten Kennlinie, welche eine obere Grenze Vo repräsentiert. Während des synchronen Busbetriebs führt die Trapezform des Synchronisationspulses PT durch den hohen Oberwellenanteil zu verstärkter elektromagnetischer Abstrahlung (EMV) im Frequenzspektrum der Signalübertragung. Dem kann in gewissem Maße beispielsweise durch einen in 4 dargestellten Synchronisationspuls PTr entgegengewirkt werden, welcher eine Trapezform mit vier abgerundeten Ecken aufweist.
  • In der Offenlegungsschrift DE 10 2009 001 370 A1 werden eine Empfangseinrichtung zum Aufnehmen von Stromsignalen, eine Schaltungsanordnung mit einer solchen Empfangseinrichtung und ein Verfahren zum Übertragen von Stromsignalen über ein Bussystem beschrieben. Die beschriebene Empfangseinrichtung umfasst zum Aufnehmen von Stromsignalen mehrerer Sender mindestens zwei Busanschlusseinrichtungen, wobei jede Busanschlusseinrichtung zum Anschluss an jeweils mindestens eine Busverbindung ausgebildet ist, und eine Steuereinrichtung zur Ausgabe von Synchronisationspulsen an die Busanschlusseinrichtungen zur Synchronisierung der Sender. Die Busanschlusseinrichtungen geben die Synchronisationspulse mit mindestens einem Zeitversatz zueinander an die mehreren Sender aus, wobei die Synchronisationspulse jeweils eine Trapezform mit abgerundeten Ecken ausweisen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die sinusförmige Ausbildung des Synchronisationspulses in den vorgegebenen Grenzen eine möglichst geringe elektromagnetische Abstrahlung, insbesondere im Spektralbereich der Signalübertragung (100kHz bis 300kHz), erreicht werden kann.
  • Der Kern und Vorteil der Erfindung besteht darin, nicht nur die Ecken des Synchronisationspulses abzurunden, sondern die ganze Form derart zu optimieren, dass die elektromagnetische Abstrahlung möglichst auf den Bereich der Grundwellen des Synchronisationspulses beschränkt bleibt.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug mit einem Spannungsgenerator zur Erzeugung eines Synchronisationspulses zur Verfügung, welcher den Synchronisationspuls innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten erzeugt. Die Empfangsanordnung gibt den Synchronisationspuls zur Synchronisierung einer Signalübertragung über einen Datenbus an mindestens einen Sensor aus. Erfindungsgemäß umfasst der Spannungsgenerator einen Spannungsverstärker, welcher den Synchronisationspuls basierend auf einer Referenzspannung im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt.
  • Zudem wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung zwischen einer Empfangsanordnung und mindestens einem Sensor über einen Datenbus in einem Fahrzeug vorgeschlagen. Der Synchronisationspuls wird innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten erzeugt und von der Empfangsanordnung an den mindestens einen Sensor übertragen. Erfindungsgemäß wird der Synchronisationspuls basierend auf einer Referenzspannung im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt.
  • Der Synchronisationspuls kann vorzugsweise vor bzw. zu Beginn der Signalübertragung zwischen dem mindestens einen Sensor und der Empfängeranordnung von der Empfangsanordnung an den mindestens einen Sensor übertragen werden.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass der Spannungsgenerator eine digitale Ansteuerschaltung und einen Digital-Analog-Wandler umfasst, welche die im Wesentlichen sinusförmige Referenzspannung erzeugen und an den Spannungsverstärker ausgeben.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung kann eine erste Spannungsversorgung eine Versorgungsspannung für den Spannungsverstärker zur Verfügung stellen. Zudem kann eine zweite Spannungsversorgung Versorgungsspannungen für die digitale Ansteuerschaltung, den Digital-Analog-Wandler und für mindestens einen weiteren Schaltkreis zur Verfügung stellen, welcher mit dem Datenbus verbindbar ist. Zur Ausgabe des Synchronisationspulses kann beispielsweise eine erste Schalteinheit den mindestens einen weiteren Schaltkreis vom Datenbus trennen, und eine zweite Schalteinheit kann den Spannungsverstärker mit dem Datenbus verbinden. Die erste und zweite Schalteinheit können beispielsweise als Umschalter implementiert werden. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine sehr robuste Realisierung des Synchronisationspulses und eine reduzierte elektromagnetische Abstrahlung. Hinzu kommt, dass die Ansteuerung des Spannungsverstärkers vollständig in den Digitalteil der Schaltung ausgelagert werden kann, was aufgrund der immer fortschrittlicheren Skalierung der Halbleitertechnologie zu einer flächeneffizienten Lösung führen kann. Der mindestens eine weitere Schaltkreis der Empfängeranordnung kann während des Synchronisationspulses vom Datenbus abgekoppelt werden, während der Spannungsgenerator zur Erzeugung des Synchronisationspulses aktiviert und mit dem Datenbus gekoppelt wird.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung kann eine gemeinsame Spannungsversorgung eine Versorgungsspannung für den Spannungsverstärker, die digitale Ansteuerschaltung und den Digital-Analog-Wandler zur Verfügung stellen. Des Weiteren kann der Spannungsverstärker die Versorgungsspannung für mindestens einen weiteren Schaltkreis zur Verfügung stellen, welcher mit dem Datenbus verbunden ist. Durch das Zusammenfassen der beiden separaten Spannungsversorgungen und die Eliminierung der beiden Schalteinheiten können die Komplexität der Architektur der Empfangsanordnung in vorteilhafter Weise reduziert und die Busspannung ohne Unterschwingen oder Diskontinuitäten durch den Synchronisationspuls übernommen werden. Die Vorteile dieser Ausgestaltung der Erfindung liegen zum einen in einer flächeneffizienteren Schaltung und zum anderen in einem stetigen bzw. kontinuierlichen Übergang zwischen der normalen Busspannung und der Synchronisationsspannung während der Zeitdauer des Synchronisationspulses. Vor allem der Wegfall der Schalteinheiten bedeutet eine sehr große Einsparung an Layoutfläche bzw. Siliziumfläche.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung kann die Versorgungsspannung des Spannungsverstärkers höher als eine maximale Amplitude des Synchronisationspulses vorgegeben werden. Das bedeutet, dass der Spannungsverstärker mit einer Spannung betrieben werden kann, welche größer als die maximale Amplitude des Synchronisationspulses ist. Der Spannungsverstärker folgt mit seiner Ausgangsspannung der Form der Referenzspannung aus dem Digital-Analog-Wandler. Eine wichtige Eigenschaft des Verstärkers ist eine hohe Treiberfähigkeit mit entsprechend dimensionierten Endstufen. Das bedeutet, dass der Spannungsverstärker bzw. die Endstufen in der Lage sind, einen ausreichend hohen Strom bereitzustellen bzw. aufzunehmen, um die gewünschte Form des Synchronisationspulses ohne Signaleinbrüche und Signalverformungen zu ermöglichen.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung kann die digitale Ansteuerschaltung die vorgegebene Form und das vorgegebene zeitliche Verhalten des Synchronisationspulses speichern und/oder berechnen, wobei die digitale Ansteuerschaltung entsprechende digitale Datenworte an den Digital-Analog-Wandler ausgeben kann. Der Digital-Analog-Wandler erzeugt aus dem N-Bit Datenwort eine Referenzspannung, welche dem Spannungsverstärker zugeführt wird. Die Auflösung des Datenworts kann aus Abstrahlgründen so gewählt werden, dass der Synchronisationspuls ohne signifikante Sprünge abgebildet werden kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Sensoranordnung mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Empfängeranordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug, welche einen optimierten Synchronisationspuls erzeugt und ausgibt.
  • 2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Sensoranordnung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Empfängeranordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug, welche einen optimierten Synchronisationspuls erzeugt und ausgibt.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der Form und des zeitlichen Verhaltens eines herkömmlichen trapezförmigen Synchronisationspulses innerhalb von vorgegebenen Grenzen.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung der Form und des zeitlichen Verhaltens eines herkömmlichen abgerundeten trapezförmigen Synchronisationspulses innerhalb der vorgegebenen Grenzen.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung der Form und des zeitlichen Verhaltens eines erfindungsgemäß optimierten Synchronisationspulses innerhalb der vorgegebenen Grenzen.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Referenzspannung während eines erfindungsgemäß optimierten Synchronisationspulses.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgangsspannung des Spannungsgenerators während eines erfindungsgemäß optimierten Synchronisationspulses.
  • 8 bis 10 zeigen jeweils eine schematische Darstellung der Busspannung während eines erfindungsgemäß optimierten Synchronisationspulses.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Sensoranordnungen 1, 1‘ einen Datenbus 5, mindestens einen Sensor 7 und jeweils ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Empfangsanordnung 3, 3‘ für ein Steuergerät in einem Fahrzeug. Die erfindungsgemäßen Empfangsanordnungen 3, 3‘ umfassen jeweils einen Spannungsgenerator 30, 30‘ zur Erzeugung eines Synchronisationspulses Psync. Erfindungsgemäß umfasst der Spannungsgenerator 30, 30‘ einen Spannungsverstärker 36, 36‘, welcher den Synchronisationspuls Psync basierend auf einer Referenzspannung Uref im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt.
  • Wie aus 5 ersichtlich ist, erzeugt der Spannungsgenerator 30, 30‘ den Synchronisationspuls Psync innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen Vo, Vu mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten. Die Empfangsanordnung 3, 3‘ gibt den Synchronisationspuls Psync zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung über einen Datenbus 5 an mindestens einen Sensor 7 aus. Damit ein synchrones Bussystem mit einem Sensor 7 oder mehreren Sensoren funktioniert, weist der dargestellte Synchronisationspuls Psync für alle möglichen Buskonfigurationen und unter allen möglichen Betriebsbedingungen eine bestimmte Form und ein bestimmtes zeitliches Verhalten auf. Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, weist der Synchronisationspuls Psync eine Flankensteilheit auf, welche durch die Flankensteilheit einer ersten Kennlinie, welche die untere Grenze Vu repräsentiert, und die Flankensteilheit einer zweiten Kennlinie, welche die obere Grenze Vo repräsentiert, vorgegeben wird. Durch die Sinusform oder sinusähnliche Form ist der Synchronisationspuls Psync in den vorgegebenen Grenzen Vu, Vo derart optimiert, dass eine möglichst geringe elektromagnetische Abstrahlung, insbesondere im Spektralbereich der Signalübertragung (100kHz bis 300kHz) erreicht werden kann, welche auf den Bereich der Grundwellen des Synchronisationspulses Psync beschränkt bleibt.
  • Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfasst der Spannungsgenerator 30, 30‘ eine digitale Ansteuerschaltung 32, 32‘ und mindestens einen Digital-Analog-Wandler 34, 34‘, welche eine im Wesentlichen sinusförmige Referenzspannung Uref erzeugen und an den Spannungsverstärker 36, 36‘ ausgeben. Eine solche sinusförmige Referenzspannung Uref ist beispielhaft in 6 dargestellt. Die Quantisierung der Referenzspannung Uref aufgrund der endlichen Auflösung des Digital-Analog-Wandlers 34, 34‘ ist schematisch dargestellt. Die korrespondierende Ausgabespannung Usync des Spannungsverstärkers 36, 36‘ zeigt 7. Die dargestellten Ausführungsbeispiele ermöglichen eine sehr robuste Realisierung des Synchronisationspulses Psync und eine reduzierte elektromagnetische Abstrahlung. Zudem kann die Ansteuerung des Spannungsverstärkers 36, 36‘ zur Erzeugung des Synchronisationspulses Psync vollständig in den Digitalteil der Empfangsanordnung 3, 3‘ ausgelagert werden, was aufgrund der immer fortschrittlicheren Skalierung der Halbleitertechnologie zu einer flächeneffizienten Lösung führt.
  • Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung 3 einen ersten Spannungsgenerator 30 mit einer ersten digitalen Ansteuerschaltung 32 und einem ersten Digital-Analog-Wandler 34, welche die im Wesentlichen sinusförmige Referenzspannung Uref erzeugen und an einen ersten Spannungsverstärker 36 ausgeben. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, stellt eine erste Spannungsversorgung 3.1 eine Versorgungsspannung für den ersten Spannungsverstärker 36 zur Verfügung, und eine zweite Spannungsversorgung 3.2 stellt Versorgungsspannungen für die erste digitale Ansteuerschaltung 32, den ersten Digital-Analog-Wandler 34 und für mindestens einen weiteren Schaltkreis 3.3 zur Verfügung, welcher über eine erste Schalteinheit 3.4 mit dem Datenbus 5 verbunden werden kann. Zur Ausgabe des Synchronisationspulses Psync trennt die erste Schalteinheit 3.4 den mindestens einen weiteren Schaltkreis 3.3 vom Datenbus 5, und eine zweite Schalteinheit 38 verbindet den Spannungsverstärker 36 mit dem Datenbus 5. Die Form des Synchronisationspulses Psync ist entweder im Digitalteil bzw. in der ersten digitalen Ansteuerschaltung 32 hinterlegt oder wird im Digitalteil bzw. in der ersten digitalen Ansteuerschaltung 32 mit Hilfe eines Algorithmus berechnet. Der erste Digital-Analog-Wandler 34 erzeugt aus dem N-Bit Datenwort eine Referenzspannung, welche dem ersten Spannungsverstärker 36 zugeführt wird. Die Auflösung des Datenworts ist aus Abstrahlgründen so gewählt, dass der Synchronisationspuls Psync ohne signifikante Sprünge abgebildet werden kann. Der erste Spannungsverstärker 36 wird mit einer Spannung versorgt, welche größer als die maximal dargestellte Amplitude des Synchronisationspulses Psync ist und folgt mit seiner Ausgangsspannung Usync der Form der Referenzspannung Uref aus dem ersten Digital-Analog-Wandler 34. Eine wichtige Eigenschaft des ersten Spannungsverstärkers 36 ist eine hohe Treiberfähigkeit mit entsprechend dimensionierten Endstufen. Das bedeutet, dass der Spannungsverstärker 36 bzw. die Endstufen in der Lage sind, einen ausreichend hohen Strom bereitzustellen bzw. aufzunehmen, um die gewünschte Form des Synchronisationspulses Psync ohne Signaleinbrüche und Signalverformungen zu ermöglichen.
  • Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung 3‘ einen zweiten Spannungsgenerator 30‘ mit einer zweiten digitalen Ansteuerschaltung 32‘ und einem zweiten Digital-Analog-Wandler 34‘, welche die im Wesentlichen sinusförmige Referenzspannung Uref erzeugen und an einen zweiten Spannungsverstärker 36‘ ausgeben. Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, stellt im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel eine gemeinsame Spannungsversorgung 3.1‘ Versorgungsspannungen für die zweite digitale Ansteuerschaltung 32‘, den zweiten Digital-Analog-Wandler 34‘ und für den zweiten Spannungsverstärker 36‘ zur Verfügung. Zudem stellt der zweite Spannungsverstärker 36‘ die Versorgungsspannung für mindestens einen weiteren Schaltkreis 3.3‘ zur Verfügung, welcher mit dem Datenbus 5 verbunden ist. Somit wird die Ausgangsspannung Usync des zweiten Spannungsverstärker 36‘ als Spannungsversorgung für mindestens einen weiteren Schaltkreis 3.3‘ der Empfangsanordnung 3‘ verwendet, wodurch eine der beiden Spannungsversorgungen 3.1, 3.2 aus dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 entfallen kann. Der mindestens eine weitere Schaltkreis 3.3‘ der Empfangsanordnung 3‘ wird daher während des Synchronisationspulses Psync nicht vom Datenbus 5 abgekoppelt, wodurch auf die beiden Schalteinheiten 3.4, 38 aus 1 verzichtet werden kann. Durch den Wegfall der Schalteinheiten 3.4, 38 entstehen durch die Übernahme der Busspannung UBus vom zweiten Spannungsgenerator 30‘ in vorteilhafter Weise auch keine Spannungssprünge an den Übergabepunkten UP, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben werden.
  • 8 und 9 zeigen beispielhaft die Effekte, welche durch eine inkorrekte Übernahme der Busspannung UBus entstehen können, falls Umschaltvorgänge durchgeführt werden. Die aktuelle Busspannung UBus wird im ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis zum Startzeitpunkt t1 von der zweiten Spannungsversorgung 3.2 der Empfangsanordnung 3 bereitgestellt. Während der Synchronisationszeitdauer tsync stellt der erste Spannungsverstärker 36 dem Datenbus 5 die Ausgangsspannung Usync zur Verfügung.
  • Bei der Darstellung in 8 geht der erste Spannungsgenerator 30‘ bei der Erzeugung des Synchronisationspulses Psync zu Beginn von einer zu großen Anfangsspannung aus, so dass am Übergabepunkt UP zum Zeitpunkt t1 ein Spannungssprung von der normalen Busspannung UBus nach oben auf den vom ersten Spannungsverstärker 36 bereitgestellten Wert der Synchronisationsspannung Usync entstehen kann. Am Ende des Synchronisationspulses Psync zum Zeitpunkt t2 springt die Spannung am Übergabepunkt UP wieder nach unten auf die normale Busspannung UBus.
  • Bei der Darstellung in 9 geht der erste Spannungsgenerator 30‘ bei der Erzeugung des Synchronisationspulses Psync zu Beginn von einer zu niedrigen Anfangsspannung aus, so dass am Übergabepunkt UP zum Zeitpunkt t1 ein Spannungssprung von der normalen Busspannung UBus nach unten auf den vom ersten Spannungsverstärker 36 bereitgestellten Wert der Synchronisationsspannung Usync entstehen kann. Am Ende des Synchronisationspulses Psync zum Zeitpunkt t2 springt die Spannung am Übergabepunkt UP wieder nach oben auf die normale Busspannung UBus.
  • 10 zeigt den vom zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung 3‘ aus 2 erzeugten Synchronisationspuls Psync. Durch das Zusammenfassen der beiden separaten Spannungsversorgungen zu einer gemeinsamen Spannungsversorgung 3.1‘ und die Eliminierung der beiden Schalteinheiten 3.4, 38 kann die normale Busspannung UBus ohne Unterschwingen oder Diskontinuitäten auf die Ausgangsspannung Usync des zweiten Spannungsverstärkers 36’ übergehen und umgekehrt. Wie aus 10 ersichtlich ist, geht am Übergabepunkt UP zum Zeitpunkt t1 die normale Busspannung UBus kontinuierlich auf den vom zweiten Spannungsverstärker 36 bereitgestellten Wert der Synchronisationsspannung Usync über. Am Ende des Synchronisationspulses Psync zum Zeitpunkt t2 geht die Spannung am Übergabepunkt UP ebenfalls kontinuierlich wieder von dem vom zweiten Spannungsverstärker 36 bereitgestellten Wert der Synchronisationsspannung Usync auf die normale Busspannung UBus über.
  • Auch im zweiten Ausführungsbeispiel der Empfangsanordnung 3‘ ist die Form des Synchronisationspulses Psync entweder im Digitalteil bzw. in der ersten digitalen Ansteuerschaltung 32 hinterlegt oder wird im Digitalteil bzw. in der ersten digitalen Ansteuerschaltung 32 mit Hilfe eines Algorithmus berechnet. Der zweite Digital-Analog-Wandler 34‘ erzeugt aus dem N-Bit Datenwort eine Referenzspannung Uref, welche dem zweiten Spannungsverstärker 36‘ zugeführt wird. Die Auflösung des Datenworts ist aus Abstrahlgründen so gewählt, dass der Synchronisationspuls Psync ohne signifikante Sprünge abgebildet werden kann. Der zweite Spannungsverstärker 36‘ wird ebenfalls mit einer Spannung versorgt, welche größer als die maximal dargestellte Amplitude des Synchronisationspulses Psync ist und folgt mit seiner Ausgangsspannung Usync der Form der Referenzspannung Uref aus dem zweiten Digital-Analog-Wandler 34. Eine wichtige Eigenschaft des zweiten Spannungsverstärkers 36‘ ist eine hohe Treiberfähigkeit mit entsprechend dimensionierten Endstufen. Das bedeutet, dass auch der zweite Spannungsverstärker 36‘ bzw. die korrespondierenden Endstufen in der Lage sind, einen ausreichend hohen Strom bereitzustellen bzw. aufzunehmen, um die gewünschte Form des Synchronisationspulses Psync ohne Signaleinbrüche und Signalverformungen zu ermöglichen.
  • Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen eines Synchronisationspulses Psync zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung zwischen der Empfangsanordnung 3, 3‘ und mindestens einem Sensor 7 über einen Datenbus 5 in einem Fahrzeug erzeugen den Synchronisationspuls Psync innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen Vo, Vu mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten. Zu Beginn der Signalübertragung zwischen dem mindestens einem Sensor 7 und der Empfängeranordnung 3, 3‘ wird der Synchronisationspuls Psync von der Empfängeranordnung 3, 3‘ an den mindestens einen Sensor 7 übertragen. Erfindungsgemäß wird der Synchronisationspuls Psync basierend auf einer Referenzspannung Uref im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009001370 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug mit einem Spannungsgenerator (30, 30‘) zur Erzeugung eines Synchronisationspulses (Psync), welcher den Synchronisationspuls (Psync) innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen (Vo, Vu) mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten erzeugt, wobei die Empfangsanordnung (3, 3‘) den Synchronisationspuls (Psync) zur Synchronisierung einer Signalübertragung über einen Datenbus (5) an mindestens einen Sensor (7) ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator (30, 30‘) einen Spannungsverstärker (36, 36‘) umfasst, welcher den Synchronisationspuls (Psync) basierend auf einer Referenzspannung (Uref) im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt.
  2. Empfangsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator (30, 30‘) eine digitale Ansteuerschaltung (32, 32‘) und einen Digital-Analog-Wandler (34, 34‘) umfasst, welche die im Wesentlichen sinusförmige Referenzspannung (Uref) erzeugen und an den Spannungsverstärker (36, 36‘) ausgeben.
  3. Empfangsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Spannungsversorgung (3.1) eine Versorgungsspannung für den Spannungsverstärker (36) zur Verfügung stellt.
  4. Empfangsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Spannungsversorgung (3.2) Versorgungsspannungen für die digitale Ansteuerschaltung (32), den Digital-Analog-Wandler (34) und für mindestens einen weiteren Schaltkreis (3.3) zur Verfügung stellt, welcher mit dem Datenbus (5) verbindbar ist.
  5. Empfangsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausgabe des Synchronisationspulses (Psync) eine erste Schalteinheit (3.4) den mindestens einen weiteren Schaltkreis (3.3) vom Datenbus (5) trennt und eine zweite Schalteinheit (38) den Spannungsverstärker (36) mit dem Datenbus (5) verbindet.
  6. Empfangsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Spannungsversorgung (3.1‘) eine Versorgungsspannung für den Spannungsverstärker (36‘), die digitale Ansteuerschaltung (32‘) und den Digital-Analog-Wandler (34‘) zur Verfügung stellt.
  7. Empfangsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsverstärker (36‘) die Versorgungsspannung für mindestens einen weiteren Schaltkreis (3.3‘) zur Verfügung stellt, welcher mit dem Datenbus (5) verbunden ist.
  8. Empfangsanordnung nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung des Spannungsverstärkers (36, 36‘) höher als eine maximale Amplitude des Synchronisationspulses (Psync) ist.
  9. Empfangsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Ansteuerschaltung (32, 32‘) die vorgegebene Form und das vorgegebene zeitliche Verhalten des Synchronisationspulses (Psync) speichert und/oder berechnet, wobei die digitale Ansteuerschaltung (32, 32‘) entsprechende digitale Datenworte an den Digital-Analog-Wandler (34, 34‘) ausgibt.
  10. Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung zwischen einer Empfangsanordnung (3, 3‘) und mindestens einem Sensor (7) über einen Datenbus (5) in einem Fahrzeug, wobei der Synchronisationspuls (Psync) innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen (Vo, Vu) mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten erzeugt und von der Empfangsanordnung (3, 3‘) an den mindestens einen Sensor (7) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronisationspuls (Psync) basierend auf einer Referenzspannung (Uref) im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt wird.
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