DE102016226053A1

DE102016226053A1 - Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016226053A1
Application number: DE102016226053.7A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Stählin; Marc Menzel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-06-28
Also published as: WO2018113859A3; US20200196119A1; WO2018113859A2; US11218849B2; DE112017005232A5; EP3560223A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) für ein Fahrzeug (100), umfassend:- eine erste Antenne (102),- eine zweite Antenne (103),- einen ersten Transceiver (104) zum Senden und Empfangen eines Signales, der mit der ersten Antenne (102) über eine erste Antennenschnittstelle (106) elektrisch verbindbar ist,- einen zweiten Transceiver (105) zum Senden und Empfangen eines Signales, der über eine zweite Antennenschnittstelle (107) mit der zweiten Antenne (103) elektrisch verbindbar ist,- eine Steuerungsvorrichtung (108), die über eine erste Kommunikationsschnittstelle (111) mit dem ersten Transceiver (104) und über eine zweite Kommunikationsschnittstelle (112) mit dem zweiten Transceiver (105) verbindbar ist, und wobei- der erste Transceiver (104) und der zweite Transceiver (105) ausgebildet sind, unabhängig voneinander mit der Steuerungsvorrichtung (108) zu kommunizieren und ferner jeweils unabhängig voneinander über ihre erste Antenne (102) und ihre zweite Antenne (103) ein Signal zu senden und zu empfangen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem für ein Fahrzeug zur Implementierung eines Mehrantennensystems für Car2X-Anwendungen sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Eine Car2X-Kommunikation, mit der moderne Fahrzeuge bald ausgerüstet werden, bezeichnet eine Kommunikationstechnik mittels derer ein Fahrzeug mittels eines sogenannten Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems in der Lage ist, über eine Funkverbindung Informationen mit anderen Verkehrsteilnehmern (Car2Car) und Infrastrukturen (Car2Infrastructure) auszutauschen. Eine derartige Kommunikation ist allgemein auch unter einer Car2X-Kommunikation bekannt und hat das Ziel, als Komponente eines intelligenten Verkehrssystems insbesondere die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen.
Bei einem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem besteht eine Anforderung insbesondere darin, sowohl beim Senden als auch beim Empfangen von Signalen eine signaltechnische Abdeckung von 360 Grad zu erreichen. Dies wird in der Regel mit einer entsprechend im Fahrzeug angeordneten Antenne realisiert. Ist dies jedoch bauraumbedingt mit einer Antenne nicht möglich, eine derartige 360 Grad Signalabstrahlung zu erreichen, dann werden zwei Antennen eingesetzt, die über eine Diversity-Funktion im entsprechenden Transceiver miteinander gekoppelt werden und sich dabei von außen betrachtet wie eine virtuelle Antenne verhalten. Transceiver mit Diversity-Funktionalität sind jedoch aufwändig zu realisieren und damit entsprechend teuer. Auch ist das Anschließen von zwei Antennen an einem Transceiver ohne Diversity-Funktionalität technisch ungünstig, denn dann besteht die Gefahr, dass die ausgesendeten Signale der beiden Antennen interferieren und sich damit gegenseitig auslöschen. Eine andere Möglichkeit besteht deshalb darin, einen Transceiver ohne Diversity-Funktionalität wechselweise auf zwei Antennen zu schalten, wie dies zum Beispiel in der WO 2015/121404 A1 der Fall ist. Jedoch erreicht man damit keine zeitlich konstante Signalabdeckung von 360 Grad.
Ein weiteres Problem besteht bei der kabeltechnischen Anbindung eines Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsgeräts wie etwa einem Transceiver und der jeweiligen Fahrzeugantenne, über die der Transceiver sein Signal sendet oder ein Signal empfängt. Denn aufgrund der hohen Frequenzen im Bereich von 5,9 GHz ist es erforderlich, dass innerhalb des Fahrzeugs für die Verbindung zwischen einer Fahrzeugantenne und einem Transceiver entsprechende Hochfrequenz-Kabel (HF-Kabel) verwendet werden. Derartige und in einem Fahrzeug verlegten HF-Kabel sind jedoch aus mehreren Gründen unpraktisch, denn sie sind teuer, anfällig gegenüber mechanischen Beanspruchungen, weisen große und damit platzeinnehmende Biegeradien auf und sie erschweren es zudem, schnell zu erkennen, ob bei einer möglichen Störung im Kommunikationssystem ein defektes Kabel oder Kommunikationsgerät die Fehlerursache darstellt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verwendung von HF-Kabeln für die Verbindung zwischen einer Fahrzeugantenne und einem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems eines Fahrzeugs auf ein Minimum zu reduzieren. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem für ein Fahrzeug derart weiterzubilden, dass eine effiziente und damit auch verhältnismäßig kostengünstige Lösung für eine zeitlich konstante Signalabdeckung von 360 Grad bei minimale technischen Aufwendungen erzielt wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht außerdem darin, ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem derart weiterzubilden, dass es schnell und kostengünstig erweiterbar ist und dadurch für unterschiedliche technische Anforderungen flexibel anpassbar und einsetzbar wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
Die vorliegende Erfindung basiert dabei auf einer ersten grundlegenden Idee, dass sich die Verwendung von HF-Kabeln zum Bereitstellen einer signaltechnischen Verbindung zwischen einer Fahrzeugantenne und einem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem eines Fahrzeugs dadurch auf ein Mindestmaß beschränken lässt, indem die beiden und im Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem integrierten Transceiver so nah wie möglich an der Antenne des Fahrzeugs verbaut werden. Der verbleibende Abstand zwischen der Fahrzeugantenne und den Transceivern braucht dann nur noch mit einem HF-Kabel minimaler Länge überbrückt zu werden. Die Verbindung zwischen den beiden und im Wesentlichen unabhängig voneinander agierenden Transceivern und einem Car2X-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung wie zum Beispiel einer Steuerungsvorrichtung, die im Fachjargon auch als Electronic Control Unit (ECU) bezeichnet wird, erfolgt über die sogenannte erste Kommunikationsschnittstelle und die zweite Kommunikationsschnittstelle, über die die beiden Transceiver jeweils mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sind. Die erste Kommunikationsschnittstelle und die zweite Kommunikationsschnittstelle sind dabei vorzugsweise als sogenannte digitale Kommunikationsschnittstellen ausgebildet, die ein digitales Bussystem umfassen bzw. an denen ein derartiges digitales Bussystem anschließbar ist. Durch kann selbst bei eingeschränkt zur Verfügung stehendem Bauraum innerhalb eines Fahrzeugs die notwendige Länge eines HF-Kabels zur Verbindung der beiden Transceiver mit ihren Antennen auf ein Mindestmaß beschränkt werden.
Eine weitere grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung besteht zudem darin, dass die bereits erwähnten beiden Transceiver unabhängig voneinander betreibbar sind bzw. interagieren, wobei jeder der beiden Transceiver über seine entsprechende eigene Kommunikationsschnittstelle mit der Steuerungsvorrichtung und damit mit der für den jeweiligen Transceiver zugeordneten Datenverarbeitungsvorrichtung, die vorzugsweise als Stack ausgebildet ist, kommuniziert. Zwar können sich die beiden Transceiver über die Steuerungsvorrichtung bei Bedarf selbsttätig synchronisieren, um zum Beispiel ein Aussenden von derselben Nachricht im normalen Betriebszustand über die erste und die zweite Antenne zu vermeiden. Doch in der Regel arbeiten die beiden Transceiver unabhängig voneinander, was das Senden und das Empfangen von Signalen über ihre jeweiligen Antennen betrifft. Auf diese Weise kann jeder der beiden Transceiver an verschiedenen Orten innerhalb des Fahrzeugs angeordnet werden, was zu einer größeren Flexibilität führt. Außerdem kann auf diese Weise eine zeitlich konstante Signalabdeckung von 360 Grad erreicht werden, da die beiden Transceiver in der Regel unabhängig voneinander ihre Signale senden und empfangen.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem für ein Fahrzeug, umfassend eine erste Antenne, eine zweite Antenne, einen ersten Transceiver zum Senden und Empfangen eines Signales, der mit der ersten Antenne über eine erste Antennenschnittstelle elektrisch verbindbar ist, einen zweiten Transceiver zum Senden und Empfangen eines Signales, der über eine zweite Antennenschnittstelle mit der zweiten Antenne elektrisch verbindbar ist, eine Steuerungsvorrichtung, die über eine erste Kommunikationsschnittstelle mit dem ersten Transceiver und über eine zweite Kommunikationsschnittstelle mit dem zweiten Transceiver verbindbar ist, und wobei der erste Transceiver und der zweite Transceiver ausgebildet sind, unabhängig voneinander mit der Steuerungsvorrichtung zu kommunizieren und ferner jeweils unabhängig voneinander über ihre erste Antenne und ihre zweite Antenne ein Signal zu senden und zu empfangen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine zeitlich konstante Signalabdeckung von 360 Grad erreicht wird, indem die beiden Transceiver unabhängig voneinander betreibbar sind, das heißt, dass sie unabhängig voneinander mit der Steuerungsvorrichtung und der in der Steuerungsvorrichtung und jeweils einem Transceiver zugeordneten Datenverarbeitungsvorrichtung, die als Stack ausgebildet sein kann, kommunizieren.
Ferner wird durch das unabhängige Betreiben der beiden Transceiver voneinander es auf vorteilhafte Weise ermöglicht, dass unterschiedliche Transceiver mit unterschiedlichen Eigenschaften und von verschiedenen Herstellern in das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem einsetzbar sind und dennoch eine signaltechnische Abdeckung von 360 Grad erreicht wird. Diese Flexibilität erlaubt es, ein bestehendes Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem auf einfache und kostengünstige Weise mit zusätzlichen technischen Eigenschaften auf- oder umzurüsten, wenn sich das Aufgabenspektrum des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems ändert oder angepasst werden soll.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Länge der verwendeten HF-Kabel zur Verbindung der jeweiligen Transceiver mit ihrer Fahrzeugantenne auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann. Dies wird einerseits dadurch erreicht, dass die Transceiver selbst sehr nah an die jeweilige Antenne platziert werden kann, was eine Folge davon ist, dass die jeweiligen Transceiver über eine digitale Kommunikationsschnittstelle mit der Steuerungsvorrichtung, welche insbesondere als eine ECU ausgebildet sein kann, verbindbar ist. Die Anbindung eines Transceivers mit der ECU über eine digitale Kommunikationsschnittstelle macht die Verwendung von HF-Kabeln überflüssig.
Darüber hinaus erlaubt es der Einsatz von einer digitalen Kommunikationsschnittstelle zur Anbindung der Transceiver an die Steuerungsvorrichtung, das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem flexibel zu erweitern bzw. darin zusätzliche Komponenten einfach zu integrieren oder das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem je nach Bedarf anzupassen, ohne dass aufwändige und teure Umrüstungen, wie zum Beispiel eine zusätzliche Verlängerung von bestehenden HF-Kabelsätzen, erforderlich wären. Dadurch ist eine größere Flexibilität bei der Plattformentwicklung möglich, da zum Beispiel eine zweite oder eine weitere Antenne sehr einfach in das bestehende Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem integriert werden kann.
Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrtzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug, ein Motorrad, ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Steuerungsvorrichtung eine erste Datenverarbeitungsvorrichtung zur Ansteuerung des ersten Transceivers über die erste Kommunikationsschnittstelle und eine zweite Datenverarbeitungsvorrichtung zur Ansteuerung des zweiten Transceivers über die zweite Kommunikationsschnittstelle auf. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass die Signalverarbeitung für einen einzelnen Transceiver getrennt von der Signalverarbeitung des anderen Transceivers erfolgen kann.
Die erste Datenverarbeitungsvorrichtung und die zweite Datenverarbeitungsvorrichtung können dabei jeweils als sogenannte Stacks ausgebildet sein. Die Stacks sind dabei in der Regel voneinander unabhängig betreibbar, sind jedoch in der Lage sich bei Bedarf entsprechend zu synchronisieren. Ein Stack im Sinne der vorliegenden Erfindung stellt insbesondere eine Art Protokollsoftware dar, welche ausgebildet ist, Daten oder Signale oder Nachrichten eines Kommunikations- oder Transportprotokolls in ein applikationsnutzbares Format umzuwandeln, also eine klassische Protokollverarbeitung sicherzustellen. Da die beiden Stacks unabhängig voneinander betreibbar sind, können diese auch bei Bedarf, zum Beispiel bei einem Hinzufügen oder einer weiteren Antenne zu dem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem aktiviert bzw. konfiguriert werden, um einer geänderten Systemkonfiguration Rechnung zu tragen. Dadurch wird die Variantenvielfalt reduziert und die Flexibilität des Systems auf einfache Weise erhöht.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die erste Kommunikationsschnittstelle und die zweite Kommunikationsschnittstelle der Steuerungsvorrichtung jeweils als digitale Kommunikationsschnittstellen ausgebildet.
Diese beiden digitalen Kommunikationsschnittstellen der Steuerungsvorrichtung können in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dabei vorzugsweise jeweils ein digitales Bussystem wie zum Beispiel ein auf LVDS oder Ethernet basierendes digitales Bussystem umfassen oder sind mit derartigen digitalen Bussystemen koppelbar.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Transceiver vorzugsweise über die erste digitale Kommunikationsschnittstelle und der zweite Transceiver ist dabei vorzugsweise über die zweite digitale Kommunikationsschnittstelle der Steuerungsvorrichtung mit der Steuerungsvorrichtung verbindbar. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass eine signaltechnische Anbindung der beiden Transceiver mit der Steuerungsvorrichtung, also der ECU, mit den ihnen zugewiesenen Stacks nicht mehr über eine klassische HF-Verkabelung erfolgen muss. Zudem können die beiden Transceiver flexibler innerhalb des Fahrzeugs angeordnet werden, also zum Beispiel näher an ihre jeweilige Antenne. Auf diese Weise kann das Mindestmaß an erforderlicher HF-Verkabelung zwischen Antenne und Transceiver reduziert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Transceiver über die erste digitale Kommunikationsschnittstelle der Steuerungsvorrichtung mit der Steuerungsvorrichtung verbindbar, und der zweite Transceiver ein integraler Bestandteil der Steuerungsvorrichtung, also der ECU. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die ECU direkt an die zweite Antenne angeschlossen werden soll.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der erste Transceiver und der zweite Transceiver als ein integraler Bestandteil der Steuerungsvorrichtung ausgebildet, also in der ECU verbaut. Jeder Transceiver kann dann klassisch per HF-Kabel mit seiner jeweiligen Antenne signaltechnisch angebunden werden. Mit dieser Ausführungsform wird der Vorteil erzielt, dass kein zusätzlicher Platz für die jeweiligen Transceiver bereitgestellt werden muss. Diese Ausführungsform eignet sich besonders, wenn die ECU nahe der jeweiligen Antenne platziert wird, also zum Beispiel bei einem Fahrzeug, bei dem die Einheit aus Antenne und dazugehöriger ECU zum Beispiel im Seitenspiegel oder im Rückspiegel oder hinter dem Stoßdämpfer des betreffenden Fahrzeugs verbaut wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der erste Transceiver und der zweite Transceiver ausgebildet, ein Sendemuster für ein zu sendendes Signal oder eine Nachricht in Abhängigkeit von der Art des zu sendenden Signales und / oder in Abhängigkeit einer Verkehrssituation und / oder in Abhängigkeit von ermittelten Fahrzeugparametern zu definieren. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass aufgrund der unabhängigen Verarbeitung der Daten beim Senden und beim Empfangen von Signalen der beiden Transceiver an die jeweilige Situation angepasste Sendemuster über die jeweilige Antenne ausgegeben werden können. Dadurch können je nach Verkehrssituation unterschiedliche räumliche Zielgebiete vor oder hinter der jeweiligen Antenne des Fahrzeugs unterschiedlich adressiert werden, also mit voneinander unterschiedlichen Signalen versorgt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der erste Transceiver und der zweite Transceiver ausgebildet, ihr jeweiliges Signal oder ihre jeweilige Nachricht abwechselnd mit einer halben Frequenzdauer über ihre jeweilige Antenne zu senden. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass es zu keinen Interferenzen zwischen den ausgesendeten Signalen über die erste Antenne und die zweite Antenne kommt. Ansonsten können die beiden Transceiver aus Effizienzgründen dennoch ausgebildet sein, dieselben Sicherheitszertifikate und IDs zu verwenden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung ausgebildet, in Abhängigkeit eines empfangenen Signals oder Nachricht über den ersten Transceiver und / oder den zweiten Transceiver zu entscheiden, ob ein Signal oder eine Nachricht, gleichzeitig über den ersten Transceiver und den zweiten Transceiver gesendet wird, um ein doppeltes Aussenden desselben Signales über den ersten Transceiver und den zweiten Transceiver nur dann zu erlauben, wenn eine bestimmte Verkehrssituation vorliegt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass nur bei einem Auftreten einer besonderen Verkehrssituation, zum Beispiel bei einer Notbremsung des betreffenden Fahrzeugs, die doppelte Bandbreite für dieses Signal verwendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der erste Transceiver und der zweite Transceiver ausgebildet, sich über die Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Art des zu sendenden Signals und / oder in Abhängigkeit von einer Verkehrssituation und / oder in Abhängigkeit von ermittelten Fahrzeug- und Fahrparametern derart zu synchronisieren, dass das Senden eines Signals über den ersten Transceiver oder den zweiten Transceiver ausreichend ist, wenn der jeweilige Transceiver ein Zielgebiet durch seine jeweilige Antenne räumlich besser abdeckt, und wobei der erste Transceiver und der zweite Transceiver ferner ausgebildet sind, sich über die Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Art des zu sendenden Signals und / oder in Abhängigkeit von einer Verkehrssituation und / oder in Abhängigkeit von ermittelten Fahrzeug- und Fahrparametern derart zu synchronisieren, wenn das Senden eines Signales durch den anderen Transceiver über seine jeweilige Antenne für eine vollständige räumliche Abdeckung eines Zielgebietes nicht ausreichend ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass zum Beispiel in einer besonderen Verkehrssituation, wie zum Beispiel bei einer Notbremsung des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem, die hinter dem Fahrzeug fahrenden Fahrzeuge gewarnt werden können, die sich also in einem Zielgebiet von zum Beispiel 1000m hinter dem die Notbremsung durchführenden Fahrzeug befinden, indem das betreffende Signal über die hintere Antenne des Fahrzeugs ausgesendet wird.
Unter dem sogenannten „Hopping“ ist allgemein eine Weiterleitung von Signalen und Nachrichten, von Stationen, also Fahrzeugen, die zwischen dem Senderfahrzeug und Empfängerfahrzeug liegen, zu verstehen. Auf diese Weise wird das „Hopping“ zwischen den beiden Transceivern synchronisiert und die erforderlichen Signale oder Nachrichten über denjenigen Transceiver ausgesendet werden, der das betreffende Zielgebiet räumlich durch seine Antenne besser abdeckt. Die dazu erforderlichen Daten wie Fahrzeugposition, Zeitpunkt des eintretenden Ereignisses, Bewegungsrichtung des Fahrzeugs oder sonstige Fahrzeugdaten wie Fahrzeugtyp werden dabei der Steuerungsvorrichtung und / oder dem jeweiligen Transceiver von der Fahrzeug-IT zur Verfügung gestellt.
Um das Aussenden von doppelten Signalen oder Nachrichten über die erste Antenne und die zweite Antenne im Normalfall zu unterbinden, erfolgt von der jeweiligen Anwendung bzw. dem Aussenden der betreffenden Signale eine sogenannte Assoziation der empfangenen Signale und Nachrichten durch die beiden Transceiver. Erst nach dieser Assoziation bzw. Zusammenführung der empfangenen Daten wird entschieden, ob eine besondere Situation, wie zum Beispiel bei einer Notbremsung vorliegt, und erst dann wird entsprechend reagiert. Dadurch wird vermieden, dass in Senderichtung, das System nicht mit sich selbst kollidiert, das heißt, dass nicht unnötig die doppelte Sendebandbreite durch die beiden Transceiver insgesamt beansprucht wird, sofern nicht eine besondere Situation, die dies erforderlich macht, eingetreten ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem.
Figurenliste
Weitere Ausführungsbeispiele werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Abbildung eines Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems eines Fahrzeugs mit zwei Transceivern, die über Kommunikationsschnittstellen mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sind, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Abbildung eines Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems eines Fahrzeugs, wobei der erste Transceiver in der Steuerungsvorrichtung angeordnet ist und der zweite Transceiver über eine Kommunikationsschnittstelle außerhalb der Steuerungsvorrichtung angeordnet ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine schematische Abbildung eines Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems eines Fahrzeugs, wobei der erste Transceiver und der zweite Transceiver in der Steuerungsvorrichtung angeordnet sind, gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine schematische Abbildung eines Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 101 für ein Fahrzeug 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 101 umfasst einen ersten Transceiver 104 zum Senden und Empfangen eines Signales, der mit einer ersten Antenne 102 über eine erste Antennenschnittstelle 106 elektrisch verbindbar ist, wobei die erste Antennenschnittstelle 106 ein Teil des ersten Transceivers 104 ist, einen zweiten Transceiver 105 zum Senden und Empfangen eines Signales, der über eine zweite Antennenschnittstelle 107 mit der zweiten Antenne 103 elektrisch verbindbar ist, wobei die zweite Antennenschnittstelle 107 ein Teil des zweiten Transceivers 105 darstellt. Das Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 101 umfasst weiterhin eine Steuerungsvorrichtung 108, die über eine erste Kommunikationsschnittstelle 111 mit dem ersten Transceiver 104 und über eine zweite Kommunikationsschnittstelle 112 mit dem zweiten Transceiver 105 verbunden ist. Die Steuerungsvorrichtung 108 ist vorzugsweise als eine Electronic Control Unit (ECU) ausgebildet und kann einen Mikroprozessor oder einen Controller (in der 1 nicht dargestellt) beinhalten.
Die Steuerungsvorrichtung 108 in der 1 umfasst eine erste Datenverarbeitungsvorrichtung 109 zur Ansteuerung des ersten Transceivers 104 und eine zweite Datenverarbeitungsvorrichtung 110 zur Ansteuerung des zweiten Transceivers 105. Die erste Datenverarbeitungsvorrichtung 109 und die zweite Datenverarbeitungsvorrichtung 110 können dabei jeweils als Stacks ausgebildet sein, die unabhängig voneinander arbeiten. Jedem Transceiver 104, 105 ist also ein eigenständig arbeitender Stack 109, 110 zugeteilt.
Die Steuervorrichtung 108 kann weiterhin ausgebildet sein, in Abhängigkeit eines empfangenen Signals oder Nachricht über den ersten Transceiver 104 und / oder den zweiten Transceiver 105 zu entscheiden, ob ein Signal oder eine Nachricht, gleichzeitig über den ersten Transceiver 104 und den zweiten Transceiver 105 gesendet wird, um ein doppeltes Aussenden desselben Signales über den ersten Transceiver 104 und den zweiten Transceiver 105 nur dann zu erlauben, wenn eine bestimmte Verkehrssituation vorliegt.
Die erste Kommunikationsschnittstelle 111 und die zweite Kommunikationsschnittstelle 112 können dabei vorzugsweise jeweils als sogenannte digitale Kommunikationsschnittstellen ausgebildet sein. Eine digitale Kommunikationsschnittstelle kann dabei ein digitales Bussystem wie zum Beispiel ein Ethernet-Bussystem oder ein SVDS-Bussystem umfassen bzw. die digitalen Kommunikationsschnittstellen können jeweils mit einem derartigen digitalen Bussystem gekoppelt werden. Die Verbindung der jeweiligen Transceiver 104, 105 mit der Steuerungsvorrichtung 108 über digitale Kommunikationsschnittstellen ermöglichen es, auf die unpraktischen HF-Kabel im Fahrzeug zu verzichten bzw. auf ein Mindestmaß zu reduzieren.
Der erste Transceiver 104 und der zweite Transceiver 105 kommunizieren dabei unabhängig voneinander mit der Steuerungsvorrichtung 108. Außerdem sind beide Transceiver 104, 105 ausgebildet, ebenfalls jeweils unabhängig voneinander über ihre erste Antenne 102 und ihre zweite Antenne 103 ein Signal zu senden und zu empfangen. Die beiden Transceiver 104, 105 senden damit ihre Signale in der Regel zeitlich versetzt, um Signalinterferenzen zu vermeiden. Dazu kann es situationsbedingt erforderlich sein, dass sich die beiden Transceiver 104, 105 für den Sendevorgang von Signalen vorher entsprechend synchronisieren müssen. Das Empfangen von Signalen über die jeweiligen Antennen 102, 103 der beiden Transceiver 104, 105 kann jedoch völlig unabhängig voneinander erfolgen, da in dem Kommunikationssystem 101 eine Assoziation bzw. Identifizierung von Signalen oder Nachrichten vorgenommen wird und diese entsprechend dem jeweiligen Transceiver 104, 105 zugeordnet werden, so dass die empfangenen Signale nur einmal verarbeitet werden müssen. Der Vorgang des Assoziierens von Signalen oder Nachrichten wird dabei auch verwendet, um dieselbe Nachricht doppelt über zwei Antennen auszusenden.
Das Verbauen von zwei Transceivern in einem Fahrzeug, die mit jeweils einer Antenne verbunden sind, jedoch im Wesentlichen unabhängig voneinander arbeiten, ist insbesondere bei Fahrzeugen ohne Dach, wie zum Beispiel Cabrios, von Vorteil. Denn auf diese Weise lassen sich Kosten für die Entwicklung eines Steuergeräts einsparen, welches beide Antennen ansteuert.
Auf diese Weise wird eine zeitlich konstante Signalabdeckung von 360 Grad erreicht mit zwei Antennen erreicht, wenn es nicht möglich ist, eine derartige Signalabdeckung mit einer einzelnen Antenne zu erzielen. Um eine Signalinterferenz zu vermeiden, welche entstehen würde, wenn beide Transceiver 104, 105 zu identischen Zeitpunkten ein identisches Signal über ihre jeweiligen Antennen 102, 103 senden und wodurch die doppelte Bandbreite in Anspruch genommen würde, sind beide Transceiver 104, 105 ausgebildet sich in dieser Ausnahmesituation entsprechend zu synchronisieren. Ansonsten arbeiten beide Transceiver 104, 105 jedoch unabhängig voneinander. Dennoch kann es Situationen geben, in denen es eben genau erwünscht ist, dasselbe Signal, welches dann eine hohe Relevanz oder Wichtigkeit aufweist, über beide Antennen 102, 103 zu versenden, zum Beispiel, wenn das betreffende Fahrzeug 101 eine plötzliche Notbremsung vollzieht und die nachfolgenden Fahrzeuge rechtzeitig gewarnt werden sollen, um Auffahrunfälle zu vermeiden.
Der erste Transceiver 104 und der zweite Transceiver 105 können weiterhin ausgebildet sein, ein Sendemuster für ein zu sendendes Signal oder eine Nachricht in Abhängigkeit von der Art des zu sendenden Signales und / oder in Abhängigkeit einer Verkehrssituation und / oder in Abhängigkeit von ermittelten Fahrzeugparametern zu definieren.
Der erste Transceiver 104 und der zweite Transceiver 105 können dabei ihr Signal oder ihre Nachricht abwechselnd mit einer halben Frequenzdauer über ihre jeweilige Antenne 102, 103 senden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass sich die auszusendenden Signale über die erste Antenne 102 und die zweite Antenne 103 nicht gegenseitig auslöschen.
Der erste Transceiver 104 und der zweite Transceiver 105 weisen zwar in der Regel keine Diversity-Funktionalität auf, jedoch schließt dies die Verwendung von derartigen Transceivern in der vorliegenden Erfindung nicht aus. Die Verwendung von Transceivern mit Diversity-Funktionalität ist dann sinnvoll, wenn eine bessere Antennencharakteristik erreicht werden soll oder wenn bauraumbedingt eine Antenne pro Transceiver, wie in der 1 dargestellt, für die erforderliche Signalabdeckung von 360 Grad nicht ausreichend ist.
Die beiden Transceiver 104, 105 können sich dabei ihrer Funktionalität voneinander unterscheiden. Das bedeutet, dass in das erfindungsgemäße Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem 101 zwei unterschiedliche Transceiver verwendet werden können, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und von unterschiedlichen Herstellern entwickelt wurden. Dadurch wird eine größere Flexibilität des Kommunikationssystems 101 ermöglicht, wenn dies zusätzliche Aufgaben durchführen soll.
Ferner können der erste Transceiver 104 und der zweite Transceiver 105 ausgebildet sein, sich über die Steuerungsvorrichtung 108 in Abhängigkeit von der Art des zu sendenden Signals und / oder in Abhängigkeit von einer Verkehrssituation und / oder in Abhängigkeit von ermittelten Fahrzeug- und Fahrparametern zu synchronisieren, wenn das Senden eines Signals über den ersten Transceiver 104 oder den zweiten Transceiver 105 ausreichend ist, wenn der jeweilige Transceiver 104, 105 ein Zielgebiet durch seine jeweilige Antenne 102, 103 räumlich besser abdeckt. Auf diese Weise können Verkehrssituationen abgedeckt werden, in denen es zum Beispiel darauf ankommt, dass die erste Antenne 102, welche vielleicht am hinteren Ende des Fahrzeugs 100 installiert ist, ein entsprechendes Signal aussenden soll, um ein bestimmtes Zielgebiet hinter dem Fahrzeug 100 zu adressieren bzw. zu erreichen. In einer anderen Situation könnte hingegen die zweite Antenne 103 aufgrund ihres Verbauungsorts innerhalb des Fahrzeugs ausgewählt werden, um ein anderes, ihr näherstehendes Zielgebiet zu adressieren, weil diese durch ihre Positionierung eine bessere Erreichbarkeit gewährleistet.
Ferner können der erste Transceiver 104 und der zweite Transceiver 105 ausgebildet sein, sich über die Steuerungsvorrichtung 108 in Abhängigkeit von der Art des zu sendenden Signals und / oder in Abhängigkeit von einer Verkehrssituation und / oder in Abhängigkeit von ermittelten Fahrzeug- und Fahrparametern zu synchronisieren, wenn das Senden eines Signales durch den anderen Transceiver 104, 105 über seine jeweilige Antenne 102, 103 für eine vollständige räumliche Abdeckung eines Zielgebietes nicht ausreichend ist.
2 zeigt eine schematische Abbildung eines Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 101 eines Fahrzeugs 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform gemäß der 1 ist in der 2 der erste Transceiver 104 ein integraler Bestandteil der Steuerungsvorrichtung 108. Der zweite Transceiver 105 ist über eine zweite, vorzugsweise als eine digital ausgebildete Kommunikationsschnittstelle 12 mit der Steuerungsvorrichtung 108 verbunden.
3 zeigt eine schematische Abbildung eines Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems 101 eines Fahrzeugs 100. Im Unterschied zu den Ausführungsformen der 1 und der 2, sind der erste Transceiver 104 und der zweite Transceiver 105 ein integraler Bestandteil der Steuerungsvorrichtung 108. Der erste Transceiver 104 und der zweite Transceiver 105 sind dabei jeweils über ihre jeweiligen (digitalen) Kommunikationsschnittstellen 111, 112, mit ihren jeweiligen Stacks 109 und 110 verbunden. Die erste Antenne 102 kann mit dem ersten Transceiver 104 über ein HF-Kabel verbunden sein. Die zweite Antenne 103 kann mit dem zweiten Transceiver 105 über ein HF-Kabel verbunden sein. Um die Länge des benötigten HF-Kabels möglichst kurz zu halten, ist es von Vorteil, wenn die ECU 108 nahe an den jeweiligen Antennen 102, 103 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
101: Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem
102: Erste Antenne
103: Zweite Antenne
104: Erster Transceiver
105: Zweiter Transceiver
106: Erste Antennenschnittstelle
107: Zweite Antennenschnittstelle
108: Steuerungsvorrichtung
109: Erste Datenverarbeitungsvorrichtung
110: Zweite Datenverarbeitungsvorrichtung
111: Erste Kommunikationsschnittstelle
112: Zweite Kommunikationsschnittstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/121404 A1 [0003]

Claims

Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) für ein Fahrzeug (100), umfassend: - eine erste Antenne (102), - eine zweite Antenne (103), - einen ersten Transceiver (104) zum Senden und Empfangen eines Signales, der mit der ersten Antenne (102) über eine erste Antennenschnittstelle (106) elektrisch verbindbar ist, - einen zweiten Transceiver (105) zum Senden und Empfangen eines Signales, der über eine zweite Antennenschnittstelle (107) mit der zweiten Antenne (103) elektrisch verbindbar ist, - eine Steuerungsvorrichtung (108), die über eine erste Kommunikationsschnittstelle (111) mit dem ersten Transceiver (104) und über eine zweite Kommunikationsschnittstelle (112) mit dem zweiten Transceiver (105) verbindbar ist, und wobei - der erste Transceiver (104) und der zweite Transceiver (105) ausgebildet sind, unabhängig voneinander mit der Steuerungsvorrichtung (108) zu kommunizieren und ferner jeweils unabhängig voneinander über ihre erste Antenne (102) und ihre zweite Antenne (103) ein Signal zu senden und zu empfangen.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung (108) eine erste Datenverarbeitungsvorrichtung (109) zur Ansteuerung des ersten Transceivers (104) über die erste Kommunikationsschnittstelle (111) und eine zweite Datenverarbeitungsvorrichtung (110) zur Ansteuerung des zweiten Transceivers (105) über die zweite Kommunikationsschnittstelle (112) aufweist.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach Anspruch 2, wobei die erste Datenverarbeitungsvorrichtung (109) und die zweite Datenverarbeitungsvorrichtung (110) jeweils als Stacks ausgebildet sind.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle (111) und die zweite Kommunikationsschnittstelle (112) der Steuerungsvorrichtung (108) jeweils als digitale Kommunikationsschnittstellen ausgebildet sind.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach Anspruch 4, wobei der erste Transceiver (104) über die erste digitale Kommunikationsschnittstelle (111) der Steuerungsvorrichtung (108) mit der Steuerungsvorrichtung (108) verbindbar ist, und der zweite Transceiver (105) ein integraler Bestandteil der Steuerungsvorrichtung (108) ist.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach Anspruch 4, wobei der erste Transceiver (104) über die erste digitale Kommunikationsschnittstelle (111) und der zweite Transceiver (105) über die zweite digitale Kommunikationsschnittstelle (112) der Steuerungsvorrichtung (108) mit der Steuerungsvorrichtung (108) verbindbar sind.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 4 bis 6, wobei die beiden digitalen Kommunikationsschnittstellen (111, 112) der Steuerungsvorrichtung (108) jeweils ein digitales Bussystem umfassen.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Transceiver (104) und der zweite Transceiver (105) als ein integraler Bestandteil der Steuerungsvorrichtung (108) ausgebildet sind.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste Transceiver (104) und der zweite Transceiver (105) ausgebildet sind, ein Sendemuster für ein zu sendendes Signal oder eine Nachricht in Abhängigkeit von der Art des zu sendenden Signales und / oder in Abhängigkeit einer Verkehrssituation und / oder in Abhängigkeit von ermittelten Fahrzeugparametern zu definieren.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste Transceiver (104) und der zweite Transceiver (105) ihr jeweiliges Signal oder ihre jeweilige Nachricht abwechselnd mit einer halben Frequenzdauer über ihre jeweilige Antenne (102, 103) senden.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (108) ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines empfangenen Signals oder Nachricht über den ersten Transceiver (104) und / oder den zweiten Transceiver (105) zu entscheiden, ob ein Signal oder eine Nachricht, gleichzeitig über den ersten Transceiver (104) und den zweiten Transceiver (105) gesendet wird, um ein doppeltes Aussenden desselben Signales über den ersten Transceiver (104) und den zweiten Transceiver (105) nur dann zu erlauben, wenn eine bestimmte Verkehrssituation vorliegt.
Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste Transceiver (104) und der zweite Transceiver (105) ausgebildet sind, sich über die Steuerungsvorrichtung (108) in Abhängigkeit von der Art des zu sendenden Signals und / oder in Abhängigkeit von einer Verkehrssituation und / oder in Abhängigkeit von ermittelten Fahrzeug- und Fahrparametern derart zu synchronisieren, dass das Senden eines Signals über den ersten Transceiver (104) oder den zweiten Transceiver (105) ausreichend ist, wenn der jeweilige Transceiver (104, 105) ein Zielgebiet durch seine jeweilige Antenne (102, 103) räumlich besser abdeckt, und wobei der erste Transceiver (104) und der zweite Transceiver (105) ferner ausgebildet sind, sich über die Steuerungsvorrichtung (108) in Abhängigkeit von der Art des zu sendenden Signals und / oder in Abhängigkeit von einer Verkehrssituation und / oder in Abhängigkeit von ermittelten Fahrzeug- und Fahrparametern derart zu synchronisieren, wenn das Senden eines Signales durch den anderen Transceiver (104, 105) über seine jeweilige Antenne (102, 103) für eine vollständige räumliche Abdeckung eines Zielgebietes nicht ausreichend ist.
Fahrzeug (100) mit einem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.