DE102014100994B4

DE102014100994B4 - Signalgenerator und Verfahren zur Erzeugung eines Übertragungssignals

Info

Publication number: DE102014100994B4
Application number: DE102014100994.0A
Authority: DE
Inventors: Dirk Hammerschmidt
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2021-05-06
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: US10026306B2; US20140210641A1; CN103968861B; DE102014100994A1; CN103968861A

Abstract

Signalgenerator (100), der Folgendes umfasst:eine Signalquelle (110), die so konfiguriert ist, dass sie ein Sensorsignal (112) bereitstellt, das ein wiederholt detektiertes Ereignis, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt, anzeigt; undeine Signalverarbeitungseinheit (120), die so konfiguriert ist, dass sie ein Übertragungssignal (122) basierend auf dem Sensorsignal (112) erzeugt,wobei das Übertragungssignal (122) Ereignisinformationen, die das zeitliche Eintreten des Ereignisses darstellen, und zusätzliche Informationen, die zusätzliche Daten darstellen, umfasst,wobei die Ereignisinformationen Impulse oder Signalflanken im Zusammenhang mit detektierten Ereignissen umfassen,wobei die Impulse oder Signalflanken innerhalb des Übertragungssignals (122) entsprechend den unterschiedlichen Zeitintervallen detektierter Ereignisse zeitlich getrennt sind, sodass jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle einen Impuls oder eine Signalflanke im Zusammenhang mit einem detektierten Ereignis umfasst,wobei die zusätzlichen Daten zumindest einen Rahmen umfassen, der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst, undwobei die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens über zumindest zwei Zeitintervalle der unterschiedlichen Zeitintervalle verteilt sind, wobei die Signalverarbeitungseinheit (120) so konfiguriert ist, dass sie die Dauer eines Zeitintervalls für die nächste Übertragung anhand der Dauer eines vorangegangenen Zeitintervalls und der höchstmöglichen Steigerung der Geschwindigkeit des Vorgangs, der die detektierten Ereignisse erzeugt, schätzt.

Description

GEBIET
Ausführungsformen betreffen Signalübertragungskonzepte und insbesondere einen Signalgenerator, einen Dekodierer, ein Verfahren zur Erzeugung eines Übertragungssignals und ein Verfahren zur Bestimmung von Geschwindigkeitsdaten.
HINTERGRUND
Es existiert eine große Vielfalt an Signalübertragungskonzepten oder -protokollen. Die meisten dieser Konzepte arbeiten mit konstanten Zeitintervallen, um zu übertragende Daten zu strukturieren. Es gibt jedoch Anwendungen, bei denen Ereignisse wiederholt in verschiedenen Zeitintervallen zwischen zwei aufeinanderfolgend eintretenden Ereignissen eintreten. Bei diesen Anwendungen kann die Zuordnung des zeitlichen Eintretens der Ereignisse innerhalb des Übertragungssignals wichtig sein, um Informationen über das zeitliche Verhalten in weiterer Folge zu erlangen. Beispielsweise können Geschwindigkeitsmessungen von sich drehenden oder bewegenden Teilen auf der Detektion wiederholt eintretender Ereignisse basieren, die die Bestimmung der Geschwindigkeit des sich bewegenden oder drehenden Teils ermöglicht.
Beispielsweise übertragen Sensorschnittstellen von einem Antiblockierbremssystem (ABS) eine Abfolge von Impulsen, die die Flanken eines magnetischen Kodierersignals markieren. Diese Art der Kommunikation kann für Rädergeschwindigkeitsmessungen äußerst wirkungsvoll sein. Sie ermöglicht jedoch nicht die Übertragung sonstiger Informationen, die im Inneren des Sensors verfügbar sind. Dennoch kann es erstrebenswert sein, zusammen mit den für die Geschwindigkeitsmessung notwendigen Informationen auch noch zusätzliche Informationen zu übertragen.
Die Druckschrift US 2004/0249544 A1 beschreibt einen Geschwindigkeitssensor, der zusätzliche Informationen zwischen aufeinanderfolgenden Geschwindigkeitspulsen übertragen kann. Ebenso beschreibt die Druckschrift DE 10 2010 025 872 A1 ein Verfahren zur Übertragung von Sensorsignalen, das zusätzliche Informationen zwischen aufeinanderfolgenden Geschwindigkeitspulsen übertragen kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Es herrscht Bedarf an der Bereitstellung eines verbesserten Signalgenerators, der eine höhere Datenübertragung ermöglicht.
Ein solcher Bedarf kann durch einen Signalgenerator nach Anspruch 1 und 16, und ein Verfahren nach Anspruch 17 erfüllt werden.
Ein Signalgenerator gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Signalquelle und eine Signalverarbeitungseinheit. Die Signalquelle ist so konfiguriert, dass sie ein Sensorsignal bereitstellt, welches ein wiederholt detektiertes Ereignis anzeigt, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt. Die Signalverarbeitungseinheit ist so konfiguriert, dass sie ein Übertragungssignal basierend auf dem Sensorsignal erzeugt. Das Übertragungssignal umfasst Ereignisinformationen, die das zeitliche Eintreten des Ereignisses darstellen, und zusätzliche Informationen, die zusätzliche Daten darstellen. Die Ereignisinformationen umfassen Impulse oder Signalflanken im Zusammenhang mit den detektierten Ereignissen, wobei die Impulse oder Signalflanken zeitlich innerhalb des Übertragungssignals in Übereinstimmung mit den unterschiedlichen Zeitintervallen detektierter Ereignisse getrennt sind, sodass jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle einen Impuls oder eine Signalflanke im Zusammenhang mit einem detektierten Ereignis umfasst. Des Weiteren umfassen die zusätzlichen Daten zumindest einen Rahmen (Frame), der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst. Die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens sind über zumindest zwei Zeitintervalle der unterschiedlichen Zeitintervalle verteilt.
Ausführungsformen können auf der Erkenntnis beruhen, dass eine willkürliche Menge an zusätzlichen Daten zu den Informationen betreffend ein sich wiederholendes Ereignis, das zu verschiedenen Zeitpunkten eintritt, hinzugefügt werden kann, indem die zusätzlichen Daten über zwei oder mehrere der verschiedenen Zeitintervalle zwischen den Zeitpunkten, zu denen das Ereignis eintritt, verteilt werden. Indem die zusätzlichen Daten über die verschiedenen Zeitintervalle verteilt werden, kann nicht nur die Übertragung zusätzlicher Daten, die die Ereignisinformationen im Allgemeinen begleiten, sondern auch das Hinzufügen einer hohen oder willkürlichen Menge an zusätzlichen Daten ermöglicht werden.
In manchen Ausführungsformen ist der Signalgenerator so konfiguriert, dass er das Übertragungssignal erzeugt, sodass Informationen über eine Bitanzahl der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens, die in einem Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle enthalten sind, basierend auf der Dauer der unterschiedlichen Zeitintervalle variieren. Auf diese Weise kann die Menge an zusätzlichen Daten, die einem Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle zugeordnet sind, an die verfügbare Datenkapazität des Zeitintervalls angepasst werden. Zeitintervalle mit Dauerrer Dauer können eine größere Datenkapazität umfassen als Zeitintervalle mit kürzerer Dauer. Auf diese Weise kann die Datenkapazität (z.B. die Höchstmenge an Daten, die während eines Zeitintervalls übertragen werden können) wirksam eingesetzt werden, sodass sich eine hohe Datengeschwindigkeit durch das Übertragungssignal erzielen lässt.
Manche Ausführungsformen betreffen einen Signalgenerator, der eine Sensoreinheit umfasst, die die Signalquelle darstellt. Die Sensoreinheit kann so konfiguriert sein, dass sie das sich wiederholende Ereignis detektiert, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt. Auf diese Weise kann ein Sensorsystem durch den Signalgenerator umgesetzt werden, der in der Lage ist, Informationen über das sich wiederholende, detektierte Ereignis und z.B. eine hohe oder willkürliche Menge an zusätzlichen Daten bereitzustellen.
Außerdem betreffen manche Ausführungsformen einen Radgeschwindigkeitssensor, einen Übertragungsgeschwindigkeitssensor, einen Nockendrehgeschwindigkeitssensor, einen Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssensor, einen Drehgeschwindigkeitssensor oder einen Positionssensor mit einem Signalgenerator gemäß dem beschriebenen Konzept.
Figurenliste
Manche Ausführungen von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden im Folgenden lediglich beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben, wobei:

1 ein Blockschaltbild eines Signalgenerators zeigt;
2 eine schematische Darstellung eines Übertragungssignals bei geringer Geschwindigkeit und bei hoher Geschwindigkeit zeigt;
3 eine schematische Darstellung eines Übertragungssignals basierend auf Impulsbreitenmodulation und ein Übertragungssignal auf Basis der Manchester-Kodierung zeigt;
4 eine schematische Darstellung eines Übertragungssignals zeigt;
5 eine schematische Darstellung einer Datentransportschicht zeigt;
6 eine schematische Darstellung einer weiteren Datentransportschicht zeigt;
7 eine schematische Darstellung einer weiteren Datentransportschicht zeigt;
8 ein Blockschaltbild eines Signalgenerators zeigt;
9 eine schematische Darstellung der Erzeugung eines Magnetsignals durch ein Zahnrad oder ein Polrad zeigt;
10 ein Blockschaltbild eines Dekodierers zeigt;
11 eine schematische Darstellung eines Radgeschwindigkeitssensorsystems zeigt;
12 eine schematische Darstellung eines Magnetsignals und eines daraus entstandenen Sensorsignals zeigt;
13 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erzeugung eines Übertragungssignals zeigt; und
14 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung von Geschwindigkeitsdaten zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diverse Ausführungsbeispiele werden nun umfassender unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei manche Ausführungsbeispiele grafisch dargestellt sind. In den Figuren kann es sein, dass die Dicke von Leitungen, Schichten und/oder Regionen zwecks Deutlichkeit übertrieben dargestellt ist.
Somit sind die Ausführungsbeispiele zwar in der Lage, verschiedentlich modifiziert und in alternativen Formen ausgeführt zu werden, dennoch werden Ausführungsformen davon zu Beispielzwecken in den Figuren gezeigt und hierin im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass keine Absicht besteht, Ausführungsbeispiele auf die offenbarten besonderen Formen zu beschränken, sondern im Gegenteil sollen die Ausführungsbeispiele sämtliche Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die in den Schutzumfang der Erfindung fallen, abdecken. Gleiche Zahlenangaben bezeichnen in der gesamten Beschreibung der Figuren gleiche oder ähnliche Elemente.
Wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, versteht sich, dass es mit dem anderen Element direkt verbunden oder gekoppelt sein kann oder dass zwischengeschaltete Elemente vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz dazu ein Element als mit einem anderen Element „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ bezeichnet wird, liegen kein zwischengeschalteten Elemente vor. Andere Worte, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen herangezogen werden, sind in ähnlicher Manier auszulegen (z.B. „zwischen“ im Vergleich zu „direkt zwischen“, „neben“ im Vergleich zu „direkt neben“ etc.).
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die Ausführungsbeispiele nicht einschränken. Hierin verwendet sollen die Singularformen „ein“, „eine“ bzw. „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen miteinschließen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes andeutet. Ferner versteht sich, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ hierin verwendet das Vorliegen der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Handlungen, Vorgänge, Elemente und/oder Bestandteile beschreiben, nicht aber das Vorliegen oder den Zusatz eines/einer oder mehrerer weiterer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Betriebe, Elemente, Bestandteile und/oder Gruppen davon ausschließen.
Wenn nicht anders definiert, weisen alle hierin verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) dieselbe Bedeutung auf, wie sie gemeinhin vom Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, verstanden wird. Ferner versteht sich, dass Begriffe, wie z.B. jene, die in gemeinhin verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so auszulegen sind, dass ihre Bedeutung mit ihrer Bedeutung im Kontext des jeweils dazugehörigen Fachgebiets übereinstimmt und nicht auf idealisierte oder übermäßig formelle Weise ausgelegt werden, sofern sie hierin nicht ausdrücklich so definiert sind.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Signalgenerators 100 gemäß einer Ausführungsform. Der Signalgenerator 100 umfasst eine Signalquelle 110, die mit einer Signalverarbeitungseinheit 120 verbunden ist. Die Signalquelle 110 stellt ein Sensorsignal 112 bereit, das ein wiederholt detektiertes Ereignis, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt, anzeigt. Die Signalverarbeitungseinheit 120 erzeugt ein Übertragungssignal 122 basierend auf dem Sensorsignal 112, sodass das Übertragungssignal 122 Ereignisinformationen, die das zeitliche oder chronologische Eintreten des Ereignisses darstellen, und zusätzliche Informationen, die zusätzliche Daten darstellen, umfasst. Die Ereignisinformationen umfassen Impulse oder Signalflanken im Zusammenhang mit detektierten Ereignissen, wobei die Impulse oder Signalflanken innerhalb des Übertragungssignals gemäß den unterschiedlichen Zeitintervallen detektierter Ereignisse zeitlich getrennt sind, sodass jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle einen Impuls oder eine Signalflanke im Zusammenhang mit einem detektierten Ereignis umfasst. Ferner umfassen die zusätzlichen Daten zumindest einen Rahmen, der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst. Die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens sind über zumindest zwei Zeitintervalle der unterschiedlichen Zeitintervalle verteilt.
Aufgrund der Verteilung von zusätzlichen Daten über mehrere Zeitintervalle kann eine hohe oder willkürliche Menge an zusätzlichen Daten zusammen mit zeitlichen oder chronologischen Informationen über ein wiederholt eintretendes Ereignis durch dasselbe Übertragungssignal 122 bereitgestellt werden. Daher können nicht nur zusätzliche Daten im Allgemeinen, sondern auch eine hohe oder willkürliche Menge an zusätzlichen Daten bereitgestellt werden.
Das Sensorsignal 112 kann Informationen des wiederholt eintretenden Ereignisses enthalten, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt, und zwar so, dass die Signalverarbeitungseinheit 120 das zeitliche Eintreten des Ereignisses bestimmen und Impulse oder Signalflanken innerhalb des dieses zeitliche Verhalten darstellenden Übertragungssignals erzeugen kann. Beispielsweise sind die Impulse oder Signalflanken aufeinanderfolgender Zeitintervalle zeitlich durch die Dauer des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgend eintretenden Ereignissen oder proportional zur Dauer des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgend eintretenden Ereignissen voneinander getrennt (z.B. die ansteigenden oder die abfallenden Flanken der Impulse). Der Impuls oder die Signalflanke eines Zeitintervalls kann am Anfang oder am Ende des Zeitintervalls angesiedelt sein, sodass der Impuls oder die Signalflanke z.B. den Anfang oder das Ende des Zeitintervalls anzeigt. Befindet sich der Impuls oder die Signalflanke am Anfang des dazugehörigen Zeitintervalls, kann der Impuls oder die Signalflanke des nachfolgenden Zeitintervalls z.B. auch das Ende des vorangegangenen Zeitintervalls anzeigen. Mit anderen Worten stellt der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen oder Signalflanken innerhalb des Übertragungssignals 122 ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgend eintretenden Ereignissen innerhalb des Sensorsignals 112 dar, und einer dieser Impulse oder eine dieser Signalflanken hängt mit diesem Zeitintervall zusammen, je nachdem, ob ein Impuls oder eine Signalflanke so definiert ist, dass er/sie z.B. ein Ende oder einen Anfang eines Zeitintervalls darstellt. Es kann jedoch jedem Zeitintervall in einer Ausführungsform nur ein Impuls oder eine Signalflanke zugeordnet sein.
Das wiederholt und innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintretende Ereignis kann eine große Vielfalt an Größen darstellen. Beispielsweise kann es sich bei einem Ereignis um ein Maximum, ein Minimum oder einen Nulldurchgang eines magnetischen oder elektrischen Feldes, ein Maximum, ein Minimum oder ein Nulldurchgang einer Lichtintensität oder ähnliche wiederholt eintretende Größen handeln. Das Ereignis kann in unterschiedlichen Zeitintervallen eintreten, da das Eintreten des Ereignisses von einer Fortbewegungsgeschwindigkeit oder einer Drehgeschwindigkeit eines sich bewegenden oder drehenden Teils abhängt, das z.B. das magnetische oder elektrische Feld oder die variierende Lichtintensität verursacht oder das magnetische oder elektrische Feld oder die variierende Lichtintensität ablenkt. Ist die Fortbewegungsgeschwindigkeit oder die Drehgeschwindigkeit hoch, können die Zeitintervalle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten des Eintretens des Ereignisses kürzer sein als wenn die Fortbewegungsgeschwindigkeit oder die Drehgeschwindigkeit gering ist.
Unterschiedliche Zeitintervalle können bedeuten, dass zumindest zwei Zeitintervalle der unterschiedlichen Zeitintervalle eine unterschiedliche zeitliche Dauer umfassen. Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit des Eintretens des Ereignisses zunimmt, können die Zeitintervalle proportional kürzer werden, und umgekehrt.
Die Signalquelle 110 kann z.B. eine Sensoreinheit, die das Sensorsignal 112 basierend auf der Detektion des Ereignisses erzeugt, eine Eingangsschnittstelle, die das Sensorsignal 112 bereitstellt, oder eine Speichereinheit, die das Sensorsignal 112 speichert und bereitstellt, sein.
Die Signalverarbeitungseinheit 120 erzeugt das Übertragungssignal 122, das Impulse oder Signalflanken umfasst, welche voneinander durch die unterschiedlichen Zeitintervalle oder proportional zu den unterschiedlichen Zeitintervallen getrennt sind, sodass das zeitliche Eintreten des Ereignisses z.B. durch Analyse der zeitlichen Verteilung der Impulse oder Signalflanken innerhalb des Übertragungssignals 122 rekonstruiert werden kann.
Beispielsweise kann das von dem Signalgenerator 120 erzeugte Übertragungssignal 122 ein Stromsignal sein, sodass ein Impuls oder eine Signalflanke durch einen erhöhten Strom dargestellt werden kann, oder ein Übertragungssignal 122 kann ein Spannungssignal sein, sodass der Impuls oder die Signalflanke durch eine erhöhte Spannung dargestellt werden kann. Ein Impuls, der ein eingetretenes Ereignis anzeigt, kann eine vorbestimmte Impulslänge umfassen. Die Impulslänge kann signifikant kürzer sein (z.B. < 50 %, 30 %, 10 %, 5 %, 1 % eines Mindestzeitintervalls) als ein Mindestzeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle.
Ein Rahmen umfasst eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits und kann eine Menge an zusammengehörigen Daten aufbauen. Beispielsweise können die zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens während der Rekonstruktion der zusätzlichen Daten anhand des Übertragungssignals zusammen durch einen Dekodierer interpretiert werden.
Die Informationen eines zusätzlichen Datenbits können auf diverse Arten zu einem Zeitintervall hinzugefügt, diesem zugewiesen oder zugeteilt werden. Beispielsweise kann der Impuls eines Zeitintervalls in seiner Breite moduliert werden, oder kodierte Abfolgen (z.B. Manchester-kodiert) können vor (z.B. kann bei einem ABS das Eintreten des nächsten Ereignisses für den Fall berechnet werden, dass die Rollgeschwindigkeit sich nicht signifikant oder abrupt ändert, was gewöhnlich der Fall ist, im Falle eines blockierten Rades während eines Bremsvorgangs kann dieser Impuls jedoch womöglich nicht dort auftreten, wo er erwartet wurde) oder für gewöhnlich nach dem Impuls des Zeitintervalls zu dem Zeitintervall hinzugefügt werden. Mit anderen Worten kann der Signalgenerator die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens dem Übertragungssignal 122 zuordnen, z.B. indem eine Impulsbreitenmodulation der Impulse im Zusammenhang mit detektierten Ereignissen, die in den zumindest zwei Zeitintervallen enthalten sind, verwendet werden oder indem Manchester-kodierte Abfolgen zu den zumindest zwei Zeitintervallen hinzugefügt werden. Alternativ dazu kann eine Amplitude der Impulse der zumindest zwei Zeitintervalle z.B. gemäß den Informationen der zusätzlichen Datenbits moduliert werden. Auf diese Weise können die Informationen der zusätzlichen Datenbits mit geringer Mühe oder geringer Komplexität dem Übertragungssignal 122 zugeordnet werden.
Die zumindest zwei Zeitintervalle, die Informationen über die zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens enthalten, können (direkt) aufeinanderfolgende Zeitintervalle sein, sodass die Informationen über den zumindest einen Rahmen innerhalb kurzer Zeit übertragen werden können. Alternativ dazu können die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens über nicht (direkt) aufeinanderfolgende Zeitintervalle verteilt sein, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass die Bits des gesamten Rahmens aufgrund von Störungen während einer Übertragung der Übertragungsdaten 122 verloren gehen.
Ein Beispiel für die Verteilung eines Rahmens, der acht zusätzliche Datenbits umfasst, für lange Zeitintervalle (die Ereignisse treten mit geringer Geschwindigkeit ein) und für kurze Zeitintervalle (die Ereignisse treten mit hoher Geschwindigkeit ein) ist in 2 gezeigt. Tritt das Ereignis mit geringer Geschwindigkeit ein, kann ein Übertragungssignal 200 Impulse 210 oder Signalflanken mit großem zeitlichem Abstand (entsprechend der Dauer der Zeitintervalle) zueinander umfassen. Zwischen diesen Impulsen 210 oder Signalflanken können zusätzliche Datenbits 220 hinzugefügt werden. Beispielsweise umfasst das Übertragungssignal 200 zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Impulsen 210 oder Signalflanken drei Datenbits 220. Ein Bit von den drei Bits steht für eine Richtungsinformation (DIR), und zwei Bits (BIT 1 bis BIT 8) stehen für zwei Bits von den zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens. Wenn die Ereignisse mit hoher Geschwindigkeit eintreten, ist womöglich nicht genug Platz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen 210 oder Signalflanken innerhalb des Übertragungssignals 200, um drei Bits zusätzlicher Daten hinzuzufügen. Daher können die Informationen von nur einem Bit 220 zu jedem Zeitintervall hinzugefügt werden, sodass der zumindest eine Rahmen über acht Zeitintervalle verteilt sein kann.
Wie bereits erwähnt, kann die Signalverarbeitungseinheit 120 aus 1 Impulsbreitenmodulation oder Manchester-Kodierung verwenden, um die Informationen der zusätzlichen Datenbits z.B. den unterschiedlichen Zeitintervallen hinzuzufügen oder zuzuweisen. Ein Beispiel für ein impulsbreitenmoduliertes Übertragungssignal 310 und ein Manchester-kodiertes Übertragungssignal 320 ist in 3 gezeigt. Mit anderen Worten können die Impulse des Übertragungssignals 310 Impulse mit verschiedenen Dauern umfassen, die gemäß einem Impulsbreitenmodulationsprotokoll (dem PWM-Protokoll) moduliert sind. In diesem Zusammenhang können mehr Bits (z.B. drei Bits) zusätzlicher Informationen für jedes Zeitintervall moduliert werden, wenn das Ereignis mit geringer Geschwindigkeit eintritt. Andernfalls, wenn das Ereignis mit höherer Geschwindigkeit eintritt, können weniger zusätzliche Datenbits für ein Zeitintervall moduliert werden (z.B. 1 Bit). Die Beispiele für die Übertragungssignale 310, 320, die in 3 gezeigt sind, sind im Sinne eines Strom-I-Zeit-t-Diagramms gezeigt.
Alternativ dazu können die Informationen auf den zusätzlichen Datenbits auf das Übertragungssignal 320 moduliert werden, indem ein Manchester-Protokoll angewandt wird. So können Datenbits zwischen direkt aufeinanderfolgenden Impulsen oder Signalflanken aufgenommen werden. Ähnlich der oben stehenden Beschreibung können mehr Bits (z.B. drei Bit) pro Zeitintervall addiert werden, wenn das Ereignis mit geringer Geschwindigkeit eintritt, und weniger Bits (z.B. ein Bit) können pro Zeitintervall hinzugefügt werden, wenn das Ereignis mit hoher Geschwindigkeit eintritt.
Wie in den 2 und 3 bereits gezeigt wurde, kann die Bitanzahl der zusätzlichen Datenbits, die den unterschiedlichen Zeitintervallen hinzugefügt oder zugewiesen werden, gegebenenfalls basierend auf der Dauer der unterschiedlichen Zeitintervalle variiert werden. Mit anderen Worten kann die Signalverarbeitungseinheit 120 gegebenenfalls das Übertragungssignal 122 erzeugen, sodass eine Information über eine Bitanzahl der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens, den ein Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle umfasst, basierend auf der Dauer der unterschiedlichen Zeitintervalle variiert.
Zusätzlich oder alternativ dazu lässt sich die Bitanzahl, die übertragen werden kann, z.B. anhand des vorigen Zeitintervalls berechnen. Die Dauer des Zeitintervalls für die nächste Übertragung kann anhand des vorigen Zeitintervalls und der höchstmöglichen Steigerung der Geschwindigkeit des Vorgangs, der die Ereignisse erzeugt, die von einem Sensor detektiert werden können, geschätzt werden. Mit anderen Worten kann die Signalverarbeitungseinheit die Dauer des Zeitintervalls für die nächste Übertragung anhand der Dauer eines (z.B. diesem direkt vorausgehenden) vorigen Zeitintervalls und der höchstmöglichen Steigerung der Geschwindigkeit des Vorgangs, der die Ereignisse erzeugt, schätzen (z.B. die höchste Geschwindigkeitszunahme eines Autos).
Ein Beispiel für ein Übertragungssignal 410 mit Zeitintervallen mit unterschiedlicher zeitlicher Dauer (z.B. Zeitintervalle, die Ereignisse darstellen, die mit geringer Geschwindigkeit eintreten, und Zeitintervalle, die Ereignisse darstellen, die mit hoher Geschwindigkeit eintreten) ist in 4 gezeigt. In diesem Beispiel umfassen Zeitintervalle mit einer kurzen Dauer 420 weniger Informationen über zusätzliche Daten, die den Impuls oder die Signalflanke im Zusammenhang mit dem Zeitintervall begleiten, als Zeitintervalle mit einer langen Dauer 430. Beispielsweise kann ein Zeitintervall mit einer langen Dauer 430 Informationen über eine Drehrichtung (DIR) und zwei Bits von den zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens (BIT 1, BIT 2) enthalten. Im Gegensatz dazu kann ein kurzes Zeitintervall 420 lediglich Informationen über ein Bit von den zusätzlichen Datenbits aus dem zumindest einen Rahmen (z.B. BIT 3) enthalten. In diesem Beispiel umfasst der Rahmen acht zusätzliche Datenbits (BIT 1 bis BIT 8) und ist über sechs direkt aufeinanderfolgende Zeitintervalle mit gemäß dem zeitlichen Eintreten des Ereignisses variierender Dauer verteilt. Die Struktur des Dateninhalts der nach dem Ereignisimpuls hinzugefügten Bits kann je nach Dauer des Zeitintervalls geändert werden. Im Falle einer langsamen Geschwindigkeit, die lange Zeitintervalle zwischen den Ereignissen bedeutet, kann das Richtungsbit immer übertragen werden (z.B. da sich die Bewegungsrichtung eines Autos verändern kann). Im Falle kurzer Abstände, die für hohe Geschwindigkeit stehen, darf keine Veränderung der Rollrichtung angenommen werden. So kann das DIR-Bit ausgelassen werden, und es bleibt Platz, um die Bits des Rahmens zu übertragen.
Mit anderen Worten umfasst zumindest ein erstes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle eine erste Dauer und ein zweites Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle umfasst eine zweite Dauer und die erste Dauer ist länger als die zweite Dauer. In diesem Fall kann die Signalverarbeitungseinheit 120 das Übertragungssignal 122 so erzeugen, dass das erste Zeitintervall Informationen über eine erste Bitanzahl der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens umfasst und das zweite Zeitintervall Informationen über eine zweite Bitanzahl der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens umfasst, wobei die erste Anzahl höher ist als die zweite Anzahl.
Derart kann die Bitanzahl, für die ein Zeitintervall die Informationen enthält, dynamisch der Dauer des jeweiligen Zeitintervalls der unterschiedlichen Zeitintervalle angepasst werden. So lässt sich die Menge an übertragbaren zusätzlichen Daten pro Zeitpunkt erhöhen.
Gegebenenfalls können die zusätzlichen Daten ferner ein Trennzeichen umfassen, das dem zumindest einen Rahmen vorausgeht (oder nachfolgt). Dieses Trennzeichen kann einen Anfang (oder ein Ende) des zumindest einen Rahmens anzeigen und umfasst eine vorbestimmte Anzahl an Trennzeichenbits. Mit anderen Worten kann, um den Beginn eines Rahmens oder des zumindest einen Rahmens zu signalisieren, ein Trennzeichen, das eine vorbestimmte Bitfolge umfasst, dem Übertragungssignal 122 hinzugefügt oder zugewiesen werden (z.B. auch über zwei oder mehrere Zeitintervalle verteilt). Diese vorbestimmte Bitfolge kann durch einen Dekodierer identifiziert werden, sodass der Dekodierer weiß, wo der zumindest eine Rahmen beginnt. So lässt sich ein wirkungsvolles Signalisieren des Beginns des zumindest einen Rahmens umsetzen und/oder ein einfaches Dekodieren des Übertragungssignals 122 ermöglichen.
Ein Beispiel für eine Abfolge von Trennzeichen 510 und Rahmens 520 sowie ein Beispiel für eine Abfolge von Trennzeichenbits 530 (z.B. mit 6 als vorbestimmter Anzahl an Trennzeichenbits) und eine Abfolge von zusätzlichen Datenbits 540 (z.B. mit 6 als vorbestimmter Anzahl an zusätzlichen Datenbits) ist in 5 gezeigt. Beispielweise stellt ein Trennzeichen 510 zusammen mit einem Rahmen 520 einen Block an als zusätzliche Informationen mit dem Übertragungssignal 122 zu übertragenden zusätzlichen Daten dar.
Beispielsweise umfasst das Trennzeichen 520 eine einzigartige Bitfolge (z.B. 000000) und der Rahmen 520 kann alle Bitfolgen mit Ausnahme der einzigartigen Bitfolge des Trennzeichens umfassen (z.B. 1, gefolgt von fünf willkürlichen Bits X).
Die Flanke zwischen einem Trennzeichen und einem Rahmen kann in unabhängiger Weise in Bezug auf die Position der Impulse oder Signalflanken innerhalb des Übertragungssignals 122 positioniert werden. Es kann daher möglich sein, dass Informationen über ein oder mehrere Bits des Trennzeichens und ein oder mehrere Bits von den zusätzlichen Datenbits des Rahmens demselben Zeitintervall hinzugefügt, zugeteilt oder zugewiesen werden. Mit anderen Worten kann die Signalverarbeitungseinheit 120 das Übertragungssignal 122 erzeugen, sodass dasselbe Zeitintervall die Informationen über das zumindest eine Bit von den Trennzeichenbits und das zumindest eine Bit von den zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens umfasst.
Da die Zuweisung der Bits des Trennzeichens und der Rahmens von der Position der Impulse oder Signalflanken unabhängig ist, können die Bits des Trennzeichens und der Rahmens sehr flexibel den Zeitintervallen des Übertragungssignals 122 zugewiesen werden. Ferner lässt sich die erreichbare Datengeschwindigkeit erhöhen.
Gegebenenfalls umfassen die zusätzlichen Daten eine vorbestimmte Anzahl an Rahmens, die dem Trennzeichen vorausgehen (oder nachfolgen), sodass das Verhältnis zwischen Trennzeichenbits und zusätzlichen Datenbits verbessert wird. Ein Beispiel für eine Abfolge von Trennzeichen 610 und Rahmens 620 sowie ein Beispiel für eine Abfolge von Trennzeichenbits 630 (z.B. mit 6 als vorbestimmter Anzahl an Trennzeichenbits) und eine Abfolge von zusätzlichen Datenbits 640 (z.B. mit 6 als vorbestimmter Anzahl an zusätzlichen Datenbits) ist in 5 gezeigt. In diesem Fall können auf jedes Trennzeichen 610 drei Rahmens 620 folgen. Ergänzend gelten die im Zusammenhang mit 5 angeführten Erläuterungen auch für 6.
Ferner zeigt 7 ein Beispiel für die Verwendung eines Kode-Alphabets für die Zuordnung der zusätzlichen Daten zu dem Übertragungssignal 122. In diesem Beispiel kann ein Manchester-Kode dazu verwendet werden, ein Trennzeichen 710 (z.B. mit zwei Bits = 00) und einen Rahmen 720 (z.B. mit 11 Bits = 1 aabbccddee) zu erzeugen. In diesem Fall kann ein Datenbit X einer Bitfolge der zusätzlichen Datenbits aa zugeordnet werden (z.B. X = 1 → aa = 01 oder X = 0 → aa = 10). Ergänzend gelten die im Zusammenhang mit 5 oder 6 angeführten Erläuterungen auch für 7.
Zusammenfassend können gegebenenfalls die Ereignisinformationen und die zusätzlichen Informationen Teil einer physikalischen Schicht eines Übertragungsprotokolls sein. Ferner kann der zumindest eine Rahmen Teil einer Datentransportschicht des Übertragungsprotokolls sein. In diesem Fall können Rahmens zusätzlicher Datenbits unabhängig von der physikalischen Schicht organisiert werden, sodass zusätzliche Daten über mehrere Zeitintervalle der unterschiedlichen Zeitintervalle verteilt und nach der Übertragung durch einen Dekodierer rekonstruiert werden können.
8 zeigt ein Blockschaltbild eines Signalgenerators 800 gemäß einer Ausführungsform. Dieser Signalgenerator 800 ist ähnlich dem in 1 gezeigten Signalgenerator. Daher gelten ergänzend die im Zusammenhang mit den 1 bis 7 angeführten Erläuterungen auch für 8. Jedoch ist die Signalquelle eine Sensoreinheit 810 und der Signalgenerator 800 umfasst ferner einen Signalgeneratorausgang 830. Die Sensoreinheit 810 detektiert wiederholt das Ereignis, das innerhalb der unterschiedlichen Zeitintervalle eintritt. Ferner kann die Signalverarbeitungseinheit 120 das Übertragungssignal 122 erzeugen und der Signalgeneratorausgang 830 kann das Übertragungssignal 122 (z.B. einem Empfänger oder einem Dekodierer) bereitstellen.
Die Sensoreinheit 830 kann ein Magnetfeldsensor (z.B. ein Hall-Sensor), ein Sensor elektrischer Felder, ein Lichtsensor oder jeder beliebige sonstige Sensor zum Detektieren eines wiederholt und innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintretenden Ereignisses sein. Dementsprechend kann das wiederholt und innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintretende Ereignis ein Maximum, ein Minimum oder einen Nulldurchgang eines magnetischen oder elektrischen Feldes, ein Maximum, ein Minimum oder einen Nulldurchgang einer Lichtintensität oder ähnliche wiederholt eintretende Größen darstellen.
Die Signalverarbeitungseinheit 120 kann das Übertragungssignal 122 durch den Signalgeneratorausgang 830 durch drahtlose oder Drahtleitungsübertragung z.B. einem Empfänger oder Dekodierer bereitstellen. Beispielsweise kann es möglich sein, dass der Signalgenerator 800 seine Spannungsversorgung durch eine Drahtleitungsverbindung aus einer elektronischen Steuereinheit empfängt. In diesem Fall kann die Signalverarbeitungseinheit 120 das Übertragungssignal 122 durch den Signalgeneratorausgang 830 auf die Spannungsversorgungsdrahtleitungsverbindung (z.B. Zweileitungsverbindung) aufmodulieren.
Bei manchen Anwendungen kann der Signalgenerator 800 dazu verwendet werden, Informationen zur Bestimmung einer Geschwindigkeit eines sich drehenden oder bewegenden Teils sowie zusätzliche Informationen zu bestimmen. Daher kann die Sensoreinheit 810 gegebenenfalls das innerhalb der unterschiedlichen Zeitintervalle eintretende Ereignis wiederholt detektieren, das durch einen sich bewegenden oder drehenden Teil in der Nähe der Sensoreinheit 810 verursacht wurde (z.B. nahe genug, um das Ereignis verlässlich zu detektieren). Ferner entsprechen die unterschiedlichen Zeitintervalle aufeinanderfolgend detektierter Ereignisse einer Fortbewegungsgeschwindigkeit oder einer Drehgeschwindigkeit des sich bewegenden oder drehenden Teils. Beispielsweise umfasst der sich bewegende oder drehende Teil ein Zahnrad zur Ablenkung eines Magnetfelds oder ein magnetisches Polrad und die Sensoreinheit ist ein Magnetsensor zur Detektion eines Maximums, eines Minimums oder eines Nulldurchgangs des Magnetfeld. Ein Beispiel für ein Zahnrad 910, das ein Magnetfeld 920 ablenkt, in der Nähe einer Sensoreinheit 810 und für ein magnetisches Polrad 930 in der Nähe einer Sensoreinheit 810 ist in 9 gezeigt.
Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit des sich bewegenden oder drehenden Teils basierend auf den detektierten Ereignissen bestimmt werden. Ferner können zusätzliche Informationen zu dem Übertragungssignal 122 basierend auf dem beschriebenen Konzept hinzugefügt werden.
Gegebenenfalls kann die Sensoreinheit 810 zusätzlich dazu eine Bewegungsrichtung oder eine Drehrichtung des sich bewegenden oder drehenden Teils detektieren. Diese Richtungsinformation kann zu dem Übertragungssignal 122 als zusätzliche Information hinzugefügt werden, sodass der Empfänger des Übertragungssignals 122 mehr Informationen über den sich bewegenden oder drehenden Teil erhalten kann.
Unabhängig davon, ob die Sensoreinheit 810 die Richtungsdaten detektiert oder bestimmt oder ob die Signalverarbeitungseinheit 120 die Richtungsdaten bestimmt, kann die Verarbeitungseinheit gegebenenfalls die Übertragungsdaten erzeugen, sodass die zusätzlichen Daten Richtungsdaten umfassen, die die Bewegungsrichtung oder die Drehrichtung des sich bewegenden oder drehenden Teils zusätzlich zu dem zumindest einen Rahmen anzeigen. Derart kann eine hohe Menge an zusätzlichen Daten bereitgestellt werden.
Die Richtungsdaten können auf verschiedene Arten kodiert sein. Beispielsweise werden die Richtungsdaten durch ein Datenbit dargestellt. Ferner kann jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle die Richtungsdaten umfassen, solange die Dauer der Zeitintervalle z.B. über einer vorbestimmten Grenze liegt. Besonders bei geringer Geschwindigkeit kann eine Information über die Drehrichtung (z.B. die Drehrichtung eines Rades) oder die Bewegungsrichtung eines sich drehenden oder bewegenden Teils von Bedeutung sein, da die Drehrichtung leicht geändert werden kann.
Folglich ist bei manchen Anwendungen die Richtungsinformation bei höherer Geschwindigkeit des sich drehenden oder bewegenden Teils (die kürzere Zeitintervalle zur Folge hat) weniger wichtig. Daher umfassen die zusätzlichen Daten innerhalb eines Zeitintervalls Richtungsdaten nur, wenn die Dauer des Zeitintervalls über der vorbestimmten Grenze liegt. Folglich ist über der vorbestimmten Grenze eine höhere Datenkapazität für die zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens sowie der weiteren Rahmens zusätzlicher Daten verfügbar.
Manche Ausführungsformen betreffen einen Signalgenerator, der so konfiguriert ist, dass er ein Übertragungssignal basierend auf einem Sensorsignal erzeugt, das ein wiederholt detektiertes Ereignis, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt, anzeigt. Das Übertragungssignal umfasst Impulse oder Signalflanken, die das zeitliche Eintreten des Ereignisses darstellen, und zusätzliche Informationen, die zusätzliche Daten darstellen. Ferner umfassen die zusätzlichen Daten zumindest einen Rahmen, der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst. Zusätzlich dazu ist der Signalgenerator so konfiguriert, dass er das Übertragungssignal erzeugt, sodass die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens innerhalb des Übertragungssignals von zumindest einem Impuls oder zumindest einer Signalflanke unterbrochen ist.
Ferner kann der Signalgenerator eines oder mehrere zusätzliche, optionale Merkmale umfassen, die einen oder mehrere Aspekte des oben stehend beschriebenen Konzepts umsetzen.
Manche Ausführungsformen betreffen einen Signalgenerator, der Mittel zur Bereitstellung eines Sensorsignals, das ein wiederholt detektiertes Ereignis, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt, anzeigt, und Mittel zur Erzeugung eines Übertragungssignals basierend auf dem Sensorsignal umfasst. Das Übertragungssignal umfasst Ereignisinformationen, die das zeitliche Eintreten des Ereignisses darstellen, und zusätzliche Informationen, die die zusätzlichen Daten darstellen. Die Ereignisinformationen umfassen ferner Impulse oder Signalflanken im Zusammenhang mit den detektierten Ereignissen, wobei die Impulse oder Signalflanken zeitlich innerhalb des Übertragungssignals gemäß den unterschiedlichen Zeitintervallen detektierter Ereignisse getrennt sind, sodass jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle je einen Impuls und eine Signalflanke im Zusammenhang mit einem detektierten Ereignis umfasst. Des Weiteren umfassen die zusätzlichen Daten zumindest einen Rahmen, der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst. Die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens sind über zumindest zwei Zeitintervalle der unterschiedlichen Zeitintervalle verteilt.
Ferner kann der Signalgenerator ein oder mehrere zusätzliche, optionale Merkmale umfassen, die einen oder mehrere Aspekte des oben stehend beschriebenen Konzepts umsetzen.
Manche Ausführungsformen betreffen einen Radgeschwindigkeitssensor, einen Übertragungsgeschwindigkeitssensor, Nockendrehgeschwindigkeitssensor, einen Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssensor, einen Drehgeschwindigkeitssensor oder einen Positionssensor mit einem Signalgenerator gemäß dem Konzept oder einer der Ausführungsformen, die oben stehend beschrieben sind.
10 zeigt ein Blockschaltbild eines Dekodierers 1000 gemäß einer Ausführungsform. Ein Dekodiererblock 1010 kann Geschwindigkeitsdaten 1012 und zusätzliche dekodierte Daten 1014 basierend auf einem empfangenen Signal 1002 bestimmen. Der Dekodiererblock 1010 kann die Geschwindigkeitsdaten 1012 basierend auf wiederholt und innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintretenden Impulsen oder Signalflanken innerhalb des Empfangssignals 1002 bestimmen. Jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle umfasst einen Impuls oder eine Signalflanke. Ferner kann der Dekodiererblock 1010 zumindest einen Rahmen zusätzlicher dekodierter Daten 1014, der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst, basierend auf aus zumindest zwei unterschiedlichen Zeitintervallen der unterschiedlichen Zeitintervalle erhaltenen Informationen bestimmen.
Der Dekodierer 1000 ist in der Lage, Geschwindigkeitsdaten 1012 sowie hohe oder willkürliche Mengen an zusätzlichen Daten anhand eines empfangenen Signals 1002 mit unregelmäßig verteilten Impulsen oder Signalflanken, die Informationen über eine Geschwindigkeit eintretender Ereignisse darstellen, zu extrahieren, da die Informationen über die zusätzlichen Daten über mehr als ein Zeitintervall zwischen zwei Impulsen oder Signalflanken verteilt sein können. Beispielsweise zeigen die Geschwindigkeitsdaten eine Dreh- oder Bewegungsgeschwindigkeit eines sich drehenden oder bewegenden Teils an.
Der Dekodierer 1000 kann gegebenenfalls eine Drahtleitung oder einen drahtlosen Empfänger umfassen, der konfiguriert ist, dass er das Empfangssignal empfängt. Ferner kann der Dekodierer 1000 gegebenenfalls eines Datenausgang umfassen, der so konfiguriert ist, dass er die Geschwindigkeitsdaten 1012 und die zusätzlichen dekodierten Daten 1014 bereitstellt.
Der Dekodierer 1000 kann zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren im Zusammenhang mit dem Konzept oder einer Ausführungsform wie oben stehend beschrieben entsprechen.
Beispielsweise kann gegebenenfalls eine Bitanzahl der zusätzlichen Datenbits des durch den Dekodierer 1000 erhaltenen Rahmens aus demselben Zeitintervall aufgrund der Dauer der unterschiedlichen Zeitintervalle variieren. Derart lässt sich eine hohe Datengeschwindigkeit ermöglichen, da die Zeitintervalle effizienter genützt werden können.
Ferner kann gegebenenfalls der Dekodierer 1000 Richtungsdaten bestimmen, die eine Bewegungs- oder Drehrichtung aufgrund von Informationen, die z.B. aus einem einzigen Zeitintervall erhalten wurden, anzeigen. Es kann sein, dass Richtungsdaten nur geringe Datenkapazität zur Übertragung erfordern (z.B. nur ein Bit), sodass sie innerhalb eines einzigen Zeitintervalls übertragen werden können. Sie können jedoch innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle wiederholt übertragen werden.
Manche Ausführungsformen betreffen ein Radgeschwindigkeitssensorsystem, das einen Radgeschwindigkeitssensor 1100 und einen Dekodierer 1110 umfasst, wie dies z.B. schematisch in 11 dargestellt ist. Der Signalgenerator kann einen Signalgenerator gemäß dem beschriebenen Konzept oder einer oben stehend beschriebenen Ausführungsform umfassen. Ferner kann der Dekodierer gemäß dem Konzept oder einer Ausführungsform wie oben stehend beschrieben verwirklicht sein.
Der Dekodierer 1110 kann einen mit einem Mikrocontroller 1114 verbundenen Empfänger 1112 umfassen. Der Radgeschwindigkeitssensor 1100 stellt z.B. ein Stromsignal (Sende-/Empfangssignal) durch eine Drahtleitungsverbindung dem dem Empfänger 1112 des Dekodierers 1110 bereit. Der Empfänger 1112 kann das Stromsignal in ein Spannungssignal umwandeln (z.B. unter Verwendung eines Shunt-Widerstands mit R_M = 100 Ω) und stellt das Spannungssignal dem Mikrocontroller 1114 (z.B. einer elektronischen Steuereinheit oder einem Fahrzeugbordrechner im Inneren eines Autos) bereit. Der Mikrocontroller 1114 kann die Geschwindigkeitsdaten (z.B. eine Drehgeschwindigkeit des Rades) und die zusätzlichen dekodierten Daten (z.B. Drehrichtung, Zustand des Radgeschwindigkeitssensors oder sonstige zusätzliche Daten) bestimmen. Die Spannungsversorgung des Radgeschwindigkeitssensors 1100 kann durch den Dekodierer 1110 über die Drahtleitungsverbindung verwirklicht werden. Beispielsweise kann die Sensoreinheit des Radgeschwindigkeitssensors 1100 ein Magnetfeldsensor sein, der ein Magnetfeld B eines Polrades detektiert, und ein Stromsignal I bereitstellt, das Nulldurchgänge des Magnetfeld anzeigt, wie in 12 gezeigt. Dieses Stromsignal (Sensorsignal) kann von der Signalverarbeitungseinheit des Radgeschwindigkeitssensors 1100 zum Erzeugen des Übertragungssignals verwendet werden.
Die Signalquelle 110, die Signalverarbeitungseinheit 120, der Signalgeneratorausgang 830, der Dekodierer 1010 und/oder sonstige optionale Einheiten können z.B. unabhängige Hardware-Einheiten oder Teil eines Rechners, eines digitalen Signalprozessors oder eines Mikrocontrollers sowie eines Computerprogramms oder eines Softwareprodukts zum Betrieb auf einem Rechner, einem digitalen Signalprozessor oder einem Mikrocontroller sein. Die Signalquelle 110, die Signalverarbeitungseinheit 120, der Signalgeneratorausgang 830 und/oder sonstige optionale Bauteile können unabhängig voneinander umgesetzt oder zumindest teilweise zusammen (z.B. auf demselben Nacktchip oder von demselben Computerprogramm) verwirklicht sein.
Manche Ausführungsformen betreffen ein Radgeschwindigkeitssensorprotokoll mit einer verschachtelten Protokollschicht. Hierbei kann es sich z.B. um die Erweiterung eines ABS-Protokolls handeln, um zu ermöglichen, dass zusätzliche Daten, die über mehrere Zeitabstände des Geschwindigkeitssignals verteilt sind, übertragen werden. Hierzu kann ein Magnetsignal entweder durch ein Zahnrad, das das Feld eines rückwärts vorgespannten Magneten durch eine Sensorvorrichtung ablenkt, oder durch ein Polrad, das abwechselnde Magnetpole umfasst, erzeugt werden. Für den Fall, dass das Feld unter seinem durchschnittlichen Wert liegt, kann der Sensor z.B. einen Versorgungsstrom von 7 mA verbrauchen, für den Fall, dass das Feld über dem Durchschnitt liegt, kann er seinen Versorgungsstrom verdoppeln. Auf der Seite der elektronischen Steuereinheit („electronic control unit“, ECU) kann der Sensorversorgungsstrom in eine Spannung umgewandelt werden, und die Flanke (die ein eintretendes Ereignis darstellt) kann von dem Mikrocontroller detektiert werden. Alternativ dazu kann dies durch die Signalverarbeitungseinheit des vorgeschlagenen Signalgenerators erfolgen, und zusätzliche Daten können hinzugefügt werden.
Die (zusätzlichen) Informationen können eine Anzeige der Rollrichtung eines Reifens, ein Maß für die Stärke des Magnetfelds oder Statusinformationen über innere Vorgänge des Sensors sein. Unter Anwendung des beschriebenen Konzepts darf die Menge an Informationen, die übertragen werden, mit zunehmender Geschwindigkeit nicht reduziert werden, wenngleich die verfügbare Zeit zwischen zwei Geschwindigkeitsimpulsen oder Signalflanken sich reziprok zur Geschwindigkeit z.B. des Autos verhält. Es kann jedoch sein, dass manche Informationen bei höherer Geschwindigkeit nicht mehr benötigt werden, z.B. kann sich die Drehrichtung nicht von hoher Geschwindigkeit vorwärts zu hoher Geschwindigkeit rückwärts ändern, ohne eine Geschwindigkeit null zu durchlaufen. Folglich ist es bei hoher Geschwindigkeit des Rades womöglich kein Verlust an Informationen, wenn die Richtungsinformationen nicht übertragen werden. Sobald die Menge an Informationen, deren Übertragung von dem Sensor an die elektronische Steuereinheit (ECU) angestrebt wird, zunimmt, was der Fall sein kann, wenn zusätzliche Messungen eingeführt werden können, würde das Datenvolumen die wenigen Bits überschreiten, die zu einem einzigen Zeitintervall hinzugefügt werden können.
Das beschriebene Konzept kann ein erhöhtes Volumen an übertragbaren Daten durch die Verteilung der Informationen auf mehrere Radgeschwindigkeitsimpuse oder Signalflanken ermöglichen. Wie bereits z.B. in 2 gezeigt, wird die Nachricht (in dem Beispiel nur 8 Bit) über vier Impulse oder Signalflanken mit niedriger Geschwindigkeit verteilt, die in der Lage sind, drei Bits pro Impuls oder Signalflanken zu transportieren, wovon einer von der Drehrichtung besetzt ist, oder dieselbe Nachricht kann über acht Impulse oder Signalflanken mit hoher Geschwindigkeit verteilt sein, die z.B. nur ein einziges angehängtes Bit aufweisen können.
Ein Impuls oder eine Flanke kann mit einem detektierten Ereignis zusammenhängen. Beispielsweise kann jeder Nulldurchgang einen kurzen Impuls (signifikant kürzer als die kürzestmögliche Zeit zwischen 2 Ereignissen) für jeden Nulldurchgang richtungsunabhängig verursachen (wie in 4).
Ferner kann es ein, dass nur eine Richtung eines Nulldurchgangs als Ereignis erachtet wird und einen Impuls auslöst.
Es kann aber auch eine ansteigende Flanke für Nulldurchgänge bei einer ansteigenden Magnetfeldstärke und eine abfallende für Nulldurchgänge bei einer abfallenden Feldstärke sein (wie in 11).
Beispielsweise ist die Geschwindigkeit im Falle einer Version des Protokolls, die die zusätzlichen Daten in die Dauer des Impulses kodiert, im Abstand zwischen zwei ansteigenden Flanken kodiert, während die abfallenden Flanken dazu benötigt werden, die zusätzlichen Daten zu übertragen.
Selbst wenn die Radgeschwindigkeit sich während der Übertragung ändert, kann die Nachricht in die verfügbaren Bitschlitze gefüllt werden, wie in 4 bereits gezeigt wurde. Die Trennung der Nachricht kann später z.B. auf der Datentransportschicht des Protokolls vorgenommen werden.
Die Beispiele können annehmen, dass die Daten, die in ein früheres Protokoll aufgenommen wurden, teilweise oder vollständig in den Datenstrom bewegt werden können. Dies kann besonders bei Informationen der Fall sein, die sich nur langsam verändern können, wie z.B. die Magnetfeldstärke. In dem Beispiel wurde das Bit der Drehrichtung (DIR) von dieser Annahme ausgenommen, da sie z.B. für die Berganfahrfunktion des Autos verwendet werden kann und daher mit jeder Information über die Bewegung verfügbar sein sollte, wenn die Geschwindigkeit gering ist. Diese Aufteilung zwischen einem Inhalt eines früheren Protokolls und der Verwendung der allgemeinen Kapazität ist nur ein Beispiel und kann je nach Anwendungsanforderungen unterschiedlich sein. Sie kann von der Verwendung der gesamten Kanalkapazität eines ABS-Protokolls (Antiblockierbremssystem) für den Datenstrom bis hin zu Beispielen reichen, bei denen selbst bei geringer Geschwindigkeit nur ein Bit pro Geschwindigkeitsimpuls oder Signalflanke genutzt werden kann oder der Datenstrom nur in einem begrenzten Spektrum der Radgeschwindigkeiten eingesetzt werden kann. Dies könnte z.B. bei einer Reifenresonanzfrequenzanalyseanwendung für indirekte Reifendrucküberwachungssysteme („Tire Pressure Monitoring Systems“, TPMS) der Fall sein, da hier womöglich keine signifikante Resonanzschwankung im Falle einer langsamen Geschwindigkeit aufgrund der geringen mechanischen Stimulierung vorliegt. Ferner kann es auch sinnvoll sein, die Resonanzanalyse auf mittlere Geschwindigkeit zu begrenzen, da beim Entstehen höherer Geschwindigkeiten zusätzliche Resonanzen des Reifens im höheren Bereich die Messung stören und die Verlässlichkeit reduzieren könnten. Neben oder anstatt der indirekten TPMS-Resonanzdaten könnte der übertragene Datenstrom auch weitere Informationen aufweisen, die im Sinne von oder entsprechend der tatsächlichen Höhe der Schwelle, des tatsächlichen Geräuschpegels, der Kalibriereinstellungen oder jedweden Statusinformationen und Hintergrundtestergebnissen extrahiert sind, die aus Gründen der Funktionssicherheit wichtig sein können. Das beschriebene Konzept kann die Kommunikationsflexibilität von Antiblockierbremssystemsensoren (oder sonstigen Sensoren) um mehrere Größenordnungen steigern und die Möglichkeit eröffnen, zusätzliche Funktionen zu nutzen, die mit neuen Siliziumtechnologien umgesetzt werden können, welche für eine hohe Signalverarbeitungsfähigkeit sorgen. Darüber hinaus kann das beschriebene Konzept auf Antiblockierbremssysteme anwendbar sein, es kann aber sein, dass es nicht auf diese Anwendung beschränkt ist. Es kann in jeder beliebigen sonstigen Sensoranordnung ebenfalls zum Einsatz kommen, z.B. in Übertragungsgeschwindigkeitssensoren, Kurvenscheiben- oder Kurbelwellendrehgeschwindigkeits- und/oder Positionssensoren.
Um die Erkennung der Nachricht zu ermöglichen, kann z.B. eine Datenverknüpfungsschicht (Datentransportschicht) eingebracht werden. Alle Informationen, die übertragen werden sollen, können zu einem Datenrahmen zusammengesetzt werden. Der übertragene Datenstrom kann von den Datenrahmens und Trennzeichen ausgehend, die die Erkennung des Beginns eines neuen Rahmens ermöglichen, konstruiert werden. Das Trennzeichen kann eine Abfolge sein, die nicht in den Datenrahmens vorkommen kann. Wie bereits erwähnt, bietet 5 ein einfaches Konstruktionsbeispiel für einen Datenstrom. Jeder Rahmen weist ein Startbit auf, das immer 1, gefolgt von N Bits (in diesem Beispiel ist N = 5) an Datenfracht sein kann. Im vorliegenden Fall ermöglicht ein Trennzeichen von N + 1 Nullen zu erkennen, dass eine 1 nach N + 1 aufeinanderfolgenden Nullen den Beginn eines neuen Rahmens kennzeichnen kann. Dieses Beispiel kann von geringem Wirkungsgrad von N / (2 N + 2) der Datenübertragung sein.
Der Wirkungsgrad des Protokolls kann durch eine erhöhte Anzahl an Rahmens verbessert werden, die gruppiert und durch ein einziges Trennzeichen getrennt sind, wie bereits z.B. in 6 gezeigt wurde.
Eine weitere Möglichkeit kann die Verwendung eines Kode-Alphabets sein, das die Anzahl der benachbarten gleichen Zustände in einem Symbol 2 M begrenzt. In diesem Fall kann das erforderliche Trennzeichen eine Dauer von 2 M + 1 aufweisen. Ein einfaches Beispiel kann hier der Manchester-Kode sein, wie er bereits z.B. in 7 gezeigt wurde. Er verwendet ein Symbol 01 (abfallende Flanke) für ein HIGH und 10 (ansteigende Flanke) für ein LOW. In diesem Fall ist die Dauer M = 1, und das erforderliche Trennzeichen würde eine Dauer von 2 M + 1 = 3 aufweisen. Der Wirkungsgrad dieses Manchester-kodierten Rahmens wäre N / (2 * N + 3) und kann auch schlecht sein, da zwei Bits für die Übertragung eines einzigen Datenbits gebraucht werden. Er führt jedoch Redundanz ein und ermöglicht die Erkennung eines Übertragungsfehlers, wenn eine unerwartete Gruppe von mehr als zwei gleichen Bits in einer Nachricht vorliegt, bevor die RahmenDauer erreicht ist und das nächste Trennzeichen erwartet wird.
Ein Manchester-Kode ist nur ein Beispiel zur Veranschaulichung des vorgeschlagenen Konzepts der Verwendung von Kode-Alphabeten, aber er kann zur Kanalkodierung auf physikalischer Ebene entwickelt werden, wobei eine Zeitabfolge des Senders rekonstruiert werden kann, um eine übertragene Information zu trennen. Somit können auch andere Arten von Rahmenkonstruktionen und Kanalkodes ausgewählt werden, ohne z.B. die physikalische Schicht einzuschränken. Die Kommunikationssystemtheorie und ihre Anwendungen in Drahtleitungs- und drahtlosen Kommunikationssystemen können auf jeder Komplexitätsebene ein breites Spektrum an Protokollen und Kodierungsschemata bereitstellen, die in Kombination mit dem beschriebenen Konzept eingesetzt werden können.
Die Einführung einer Datentransportschicht kann die Übertragung zusätzlicher Informationen, die über mehrere Impulse oder Signalflanken oder Nachrichten eines Radgeschwindigkeitssensors verteilt sind, ermöglichen.
13 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 1300 zur Erzeugung eines Übertragungssignals gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 1300 umfasst das Bereitstellen eines Sensorsignals, das bei 1310 ein wiederholt detektiertes Ereignis anzeigt, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt, und das Erzeugen eines Übertragungssignals basierend auf dem Sensorsignal bei 1320. Das Übertragungssignal umfasst Ereignisinformationen, die das zeitliche Eintreten des Ereignisses darstellen, und zusätzliche Informationen, die zusätzliche Daten darstellen. Die Ereignisinformationen umfassen ferner Impulse oder Signalflanken im Zusammenhang mit detektierten Ereignissen. Diese Impulse oder Signalflanken sind zeitlich vorübergehend innerhalb des Übertragungssignals gemäß den unterschiedlichen Zeitintervallen detektierter Ereignisse getrennt, sodass jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle je einen Impuls und eine Signalflanke umfasst. Die zusätzlichen Daten umfassen zumindest einen Rahmen, der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst. Die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens sind über zumindest zwei Zeitintervalle der unterschiedlichen Zeitintervalle verteilt.
Das Verfahren 1300 kann einen oder mehrere zusätzliche, optionale Schritte zur Verwirklichung eines oder mehrerer Aspekte des oben beschriebenen Konzepts umfassen.
14 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 1400 zur Bestimmung von Geschwindigkeitsdaten und zusätzlichen dekodierten Daten basierend auf einem empfangenen Signal gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren umfasst das Bestimmen der Geschwindigkeitsdaten basierend auf wiederholt und innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintretenden Impulsen oder Signalflanken mit dem Empfangssignal bei 1410. Jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle umfasst einen Impuls oder eine Signalflanke. Ferner umfasst das Verfahren 1400 das Bestimmen zumindest eines Rahmens zusätzlicher dekodierter Daten, die eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfassen, basierend auf Informationen, die von zumindest zwei verschiedenen Zeitintervallen der unterschiedlichen Zeitintervalle erhalten wurden, bei 1420.
Das Verfahren 1400 kann einen oder mehrere zusätzliche optionale Schritte zur Verwirklichung eines oder mehrerer Aspekte des oben beschriebenen Konzepts umfassen.
Ausführungsformen können ferner ein Computerprogramm mit einem Programmkode zur Durchführung eines der oben stehenden Verfahren bereitstellen, wenn das Computerprogramm an einem Rechner oder Prozessor ausgeführt wird. Fachleute würden sofort erkennen, dass die Vorgänge diverser oben beschriebener Verfahren von programmierten Rechnern durchgeführt werden kann. Hierin sind manche Ausführungsformen auch dazu vorgesehen, Programmspeichervorrichtungen abzudecken, z.B. digitale Datenspeichermedien, die maschinen- oder computerlesbar sind und von Maschinen ausführbare oder von Rechnern ausführbare Befehlprogramme kodieren, wobei die Befehle manche oder alle der Vorgänge der oben beschriebenen Verfahren ausführen. Die Programmspeichervorrichtungen können z.B. digitale Speicher, magnetische Speichermedien, wie z.B. Magnetplatten und Magnetbänder, Festplatten oder optisch lesbare digitale Datenspeichermedien sein. Es ist auch vorgesehen, dass die Ausführungsformen Rechner, die darauf programmiert sind, die Schritte der oben beschriebenen Verfahren auszuführen, oder (feld-)programmierbare logische Anordnungen („(Field) Programmable Logic Arrays“, (F)PLA) oder (feld)programmierbare Gatteranordnungen („(Field) Programmable Gate Arrays“, (F)PGA), die darauf programmiert sind, die Schritte der oben beschriebenen Verfahren auszuführen, abdecken.
Die Beschreibung und die Zeichnungen stellen nur die Prinzipien der Offenbarung dar. Daher versteht sich, dass Fachleute in der Lage sind, diverse Anordnungen zu entwickeln, die zwar nicht ausdrücklich hierin beschrieben oder gezeigt sind, aber dennoch die Prinzipien der Offenbarung verkörpern und in diese innerhalb ihres Gedankens und Schutzumfang aufgenommen sind. Darüber hinaus sind sämtliche hierin angeführten Beispiele in erster Linie ausdrücklich nur für pädagogische Zwecke vorgesehen, um dem Leser beim Verständnis der Prinzipien der Erfindung und der Konzepte, die der/die Erfinder zum Fortschritt des Fachgebiets beigetragen hat/haben, und sind als nicht auf solche konkret angeführten Beispiele und Bedingungen eingeschränkt auszulegen. Außerdem sollen sämtliche Äußerungen hierin, in denen Prinzipien, Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung angeführt sind, sowie konkrete Beispiele dafür, auch deren Äquivalente umfassen.
Funktionelle Blöcke, die als „Mittel zur ...“ (Durchführung einer bestimmten Funktion) angeführt sind, verstehen sich als funktionelle Blöcke, die eine Schaltungsanordnung umfassen, welche jeweils für die Durchführung einer bestimmten Funktion angepasst ist. Somit lässt sich ein „Mittel zu etwas“ ebenso als ein „Mittel, das für etwas angepasst oder geeignet ist“, verstehen. Ein Mittel, das zur Ausführung einer bestimmten Funktion angepasst ist, impliziert daher nicht, dass ein solches Mittel zwingend (zu einem gegebenen Zeitpunkt) diese Funktion ausführt.
Funktionen diverser in den Figuren gezeigter Elemente, einschließlich von funktionellen Blöcken, die als „Mittel“, „Mittel zur Bereitstellung eines Sensorsignals“, „Mittel zur Erzeugung eines Übertragungssignals“ etc. markiert sind, können durch die Verwendung dafür bestimmter Hardware, wie z.B. „einer Signalquelle“, „einer Signalverarbeitungseinheit“, „eines Prozessors“, „einer Steuerung“ etc. sowie von Hardware, die in der Lage ist, Software auszuführen, im Zusammenhang mit geeigneter Software bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann jedwede hierin als „Mittel“ bezeichnete Entität „einem oder mehreren Modulen“, „einer oder mehreren Vorrichtungen“, „einer oder mehreren Einheiten“ etc. entsprechen oder als Selbiges umgesetzt sein. Werden sie von einem Prozessor bereitgestellt, können die Funktionen von einem einzigen dafür bestimmten Prozessor, von einem einzigen gemeinsam genutzten Prozessor oder von einer Vielzahl einzelner Prozessoren, von denen manche gemeinsam genutzt sein können, bereitgestellt werden. Außerdem ist die ausdrückliche Verwendung des Begriffs „Prozessor“ oder „Steuerung“ nicht ausschließlich als Hardware, die zur Ausführung von Software in der Lage ist, bezeichnend auszulegen und kann implizit, ohne darauf beschränkt zu sein, auch digitale Signalprozessor-(DSP-) Hardware, Netzwerkprozessor, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), feldprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA), Festwertspeicher (ROM) zum Speichern von Software, Direktzugriffsspeicher (RAM) und permanente Speicherung einschließen. Weitere Hardware, herkömmlich und/oder kundenspezifisch, kann ebenfalls eingeschlossen sein.
Fachleuten sollte klar sein, dass beliebige Blockschaltbilder hierin konzeptuelle Ansichten veranschaulichender Schaltungsanordnungen darstellen, die die Prinzipien der Offenbarung verkörpern. Desgleichen versteht sich, dass Ablaufbilder, Flussdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, Pseudokode und dergleichen diverse Vorgänge darstellen, die im Wesentlichen in einem dauerhaften, computerlesbaren Medium dargestellt und so von einem Rechner oder Prozessor ausgeführt werden können, gleich, ob ein solcher Rechner oder Prozessor ausdrücklich gezeigt ist oder nicht.
Des Weiteren sind die nachfolgenden Patentansprüche hiermit in die „Ausführliche Beschreibung“ aufgenommen, wobei jeder Anspruch als eigene Ausführungsform für sich stehen kann. Während jeder Anspruch als eigene Ausführungsform für sich stehen kann, gilt es zu beachten, dass - obgleich ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine spezifische Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Ausführungsformen auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen Anspruchs aufweisen können. Solche Kombinationen sind hierin vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine spezifische Kombination nicht vorgesehen ist. Außerdem ist vorgesehen, auch Merkmale eines Anspruchs in jeden anderen unabhängigen Anspruch aufzunehmen, auch wenn dieser Anspruch nicht direkt von dem unabhängigen Anspruch abhängig gemacht ist.
Ferner gilt zu beachten, dass in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarte Verfahren von einer Vorrichtung mit Mitteln zur Durchführung jedes der jeweiligen Schritte dieser Verfahren umgesetzt werden kann.
Ferner versteht sich, dass die Offenbarung mehrerer in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte oder Funktionen nicht als in einer bestimmten Reihenfolge stattfindend auszulegen ist. Die Offenbarung mehrerer Schritte oder Funktionen beschränkt diese also nicht auf eine bestimmte Reihenfolge, sofern diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht vertauscht werden können. Außerdem kann in manchen Ausführungsformen ein einzelner Schritt mehrere Teilschritte aufweisen oder in solche unterteilt werden. Solche Teilschritte können, sofern dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, in die Offenbarung dieses einzelnen Schrittes aufgenommen und Teil davon sein.

Claims

Signalgenerator (100), der Folgendes umfasst: eine Signalquelle (110), die so konfiguriert ist, dass sie ein Sensorsignal (112) bereitstellt, das ein wiederholt detektiertes Ereignis, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt, anzeigt; und eine Signalverarbeitungseinheit (120), die so konfiguriert ist, dass sie ein Übertragungssignal (122) basierend auf dem Sensorsignal (112) erzeugt, wobei das Übertragungssignal (122) Ereignisinformationen, die das zeitliche Eintreten des Ereignisses darstellen, und zusätzliche Informationen, die zusätzliche Daten darstellen, umfasst, wobei die Ereignisinformationen Impulse oder Signalflanken im Zusammenhang mit detektierten Ereignissen umfassen, wobei die Impulse oder Signalflanken innerhalb des Übertragungssignals (122) entsprechend den unterschiedlichen Zeitintervallen detektierter Ereignisse zeitlich getrennt sind, sodass jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle einen Impuls oder eine Signalflanke im Zusammenhang mit einem detektierten Ereignis umfasst, wobei die zusätzlichen Daten zumindest einen Rahmen umfassen, der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst, und wobei die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens über zumindest zwei Zeitintervalle der unterschiedlichen Zeitintervalle verteilt sind, wobei die Signalverarbeitungseinheit (120) so konfiguriert ist, dass sie die Dauer eines Zeitintervalls für die nächste Übertragung anhand der Dauer eines vorangegangenen Zeitintervalls und der höchstmöglichen Steigerung der Geschwindigkeit des Vorgangs, der die detektierten Ereignisse erzeugt, schätzt.
Signalgenerator nach Anspruch 1, wobei die Signalverarbeitungseinheit (120) so konfiguriert ist, dass sie das Übertragungssignal (122) erzeugt, sodass Informationen über eine Bitanzahl der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens, die in einem Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle enthalten sind, basierend auf einer Dauer der verschiedenen Zeitintervalle variieren.
Signalgenerator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein erstes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle eine erste Dauer umfasst und ein zweites Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle eine zweite Dauer umfasst, wobei die erste Dauer länger ist als die zweite Dauer, wobei die Signalverarbeitungseinheit (120) so konfiguriert ist, dass sie das Übertragungssignal (122) so erzeugt, dass das erste Zeitintervall Informationen über eine erste Bitanzahl der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens umfasst und das zweite Zeitintervall Informationen über eine zweite Bitanzahl der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens umfasst, und wobei die erste Anzahl höher ist als die zweite Anzahl.
Signalgenerator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Signalverarbeitungseinheit (120) so konfiguriert ist, dass sie die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens dem Übertragungssignal (122) zuordnet, indem eine Impulsbreitenmodulation der Impulse im Zusammenhang mit detektierten Ereignissen, die von den zumindest zwei Zeitintervallen umfasst sind, angewandt wird oder indem Manchester-kodierte Abfolgen zu den zumindest zwei Zeitintervallen hinzugefügt werden.
Signalgenerator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die zusätzlichen Daten ferner ein Trennzeichen umfassen, das dem zumindest einen Rahmen vorausgeht, wobei das Trennzeichen einen Anfang des zumindest einen Rahmens anzeigt und eine vorbestimmte Anzahl an Trennzeichenbits umfasst.
Signalgenerator nach Anspruch 5, wobei die Signalverarbeitungseinheit (120) so konfiguriert ist, dass sie das Übertragungssignal (122) so erzeugt, dass dasselbe Zeitintervall Informationen zumindest eines Bits von den Trennzeichenbits und zumindest eines Bits von den zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens enthält.
Signalgenerator nach Anspruch 5 oder 6, wobei die zusätzlichen Daten eine vorbestimmte Anzahl an Rahmen, die auf das Trennzeichen folgen, umfassen.
Signalgenerator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Ereignisinformationen und die zusätzlichen Informationen einen Teil einer physikalischen Schicht eines Übertragungsprotokolls darstellen und wobei der zumindest eine Rahmen einen Teil einer Datentransportschicht des Übertragungsprotokolls darstellt.
Signalgenerator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Signalquelle (110) eine Sensoreinheit ist und der Signalgenerator ferner einen Signalgeneratorausgang umfasst, wobei die Sensoreinheit so konfiguriert ist, dass sie das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintretende Ereignis wiederholt detektiert, und wobei der Signalgeneratorausgang so konfiguriert ist, dass er das Übertragungssignal (122) bereitstellt.
Signalgenerator nach Anspruch 9, wobei die Sensoreinheit so konfiguriert ist, dass sie das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintretende Ereignis, das durch einen sich drehenden oder bewegenden Teil in der Nähe der Sensoreinheit ausgelöst wird, wiederholt detektiert, und wobei die Dauern der unterschiedlichen Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden detektierten Ereignissen von einer Fortbewegungsgeschwindigkeit oder einer Drehgeschwindigkeit des sich bewegenden oder drehenden Teils abhängen.
Signalgenerator nach Anspruch 10, wobei die Sensoreinheit so konfiguriert ist, dass sie zusätzlich dazu eine Bewegungsrichtung oder eine Drehrichtung des sich bewegenden oder drehenden Teils detektiert und diese Richtungsdaten bereitstellt.
Signalgenerator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Signalverarbeitungseinheit (120) so konfiguriert ist, dass sie die Übertragungsdaten erzeugt, sodass die zu den Übertragungsdaten hinzuzufügenden zusätzlichen Daten Richtungsdaten umfassen, die die Bewegungsrichtung oder die Drehrichtung des sich bewegenden oder drehenden Teils zusätzlich zu dem zumindest einen Rahmen anzeigen.
Signalgenerator nach Anspruch 12, wobei die Richtungsdaten von einem Datenbit dargestellt sind und wobei jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle Informationen der Richtungsdaten umfasst, solange die Dauer der Zeitintervalle über einer vorbestimmten Grenze liegt.
Signalgenerator nach Anspruch 13, wobei die zusätzlichen Daten innerhalb eines Zeitintervalls Richtungsdaten nur umfassen, wenn die Dauer des Zeitintervalls über der vorbestimmten Grenze liegt.
Signalgenerator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Signalgenerator einen Radgeschwindigkeitssensor, einen Übertragungsgeschwindigkeitssensor, einen Nockendrehgeschwindigkeitssensor, einen Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssensor, einen Drehgeschwindigkeitssensor oder einen Positionssensor umfasst.
Signalgenerator, der so konfiguriert ist, dass er basierend auf einem Sensorsignal ein Übertragungssignal erzeugt, das ein wiederholt detektiertes Ereignis, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt, anzeigt, wobei das Übertragungssignal Impulse oder Signalflanken im Zusammenhang mit detektierten Ereignissen, die das zeitliche Eintreten des Ereignisses darstellen, und zusätzliche Informationen, die zusätzliche Daten darstellen, umfasst, wobei die zusätzlichen Daten zumindest einen Rahmen umfassen, der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er das Übertragungssignal so erzeugt, dass die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens innerhalb des Übertragungssignals von zumindest einem Impuls oder zumindest einer Signalflanke im Zusammenhang mit einem detektierten Ereignis unterbrochen sind, wobei der Signalgenerator (120) ferner so konfiguriert ist, dass er die Dauer eines Zeitintervalls für die nächste Übertragung anhand der Dauer eines vorangegangenen Zeitintervalls und der höchstmöglichen Steigerung der Geschwindigkeit des Vorgangs, der die detektierten Ereignisse erzeugt, schätzt.
Verfahren (1300) zur Erzeugung eines Übertragungssignals, das Folgendes umfasst: das Bereitstellen (1310) eines Sensorsignals, das ein wiederholt detektiertes Ereignis anzeigt, das innerhalb unterschiedlicher Zeitintervalle eintritt; und das Erzeugen (1320) eines Übertragungssignals basierend auf dem Sensorsignal, wobei das Übertragungssignal Ereignisinformationen, die das zeitliche Eintreten des Ereignisses darstellen, und zusätzliche Informationen, die zusätzliche Daten darstellen, umfasst, wobei die Ereignisinformationen Impulse oder Signalflanken im Zusammenhang mit detektierten Ereignissen umfassen, wobei die Impulse oder Signalflanken innerhalb des Übertragungssignals entsprechend den unterschiedlichen Zeitintervallen detektierter Ereignisse zeitlich getrennt sind, sodass jedes Zeitintervall der unterschiedlichen Zeitintervalle einen Impuls oder eine Signalflanke im Zusammenhang mit einem detektierten Ereignis umfasst, wobei die zusätzlichen Daten zumindest einen Rahmen umfassen, der eine vorbestimmte Anzahl an zusätzlichen Datenbits umfasst, wobei die Informationen der zusätzlichen Datenbits des zumindest einen Rahmens über zumindest zwei Zeitintervalle der unterschiedlichen Zeitintervalle verteilt sind, wobei die Dauer eines Zeitintervalls für die nächste Übertragung anhand der Dauer eines vorangegangenen Zeitintervalls und der höchstmöglichen Steigerung der Geschwindigkeit des Vorgangs, der die detektierten Ereignisse erzeugt, geschätzt wird.
Computerprogramm mit einem Programmkode auf einem dauerhaften Medium zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 17, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner oder Prozessor ausgeführt wird.