DE102020005475A1

DE102020005475A1 - Assistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer unter Einwirkung einer extern generierten Frequenz erzeugten Sendefrequenz

Info

Publication number: DE102020005475A1
Application number: DE102020005475.7A
Authority: DE
Inventors: Rainer Straschill; Tobias Schäfer
Original assignee: FEV Group GmbH
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2020-10-29
Also published as: DE102019126041A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Assistenzsystem (1) für ein Fahrzeug (2), das Assistenzsystem (1) aufweisend einen Empfänger (4) zum Empfangen einer ersten elektromagnetischen Welle (11), die eine extern erzeugte Frequenz aufweist, und einen Sender (5), der ausgebildet und eingerichtet ist, eine zweite elektromagnetische Welle (12) auszusenden, die eine von der extern erzeugten Frequenz unterschiedliche zweite Frequenz aufweist, wobei das Assistenzsystem (1) ausgebildet und eingerichtet ist, die zweite elektromagnetische Welle (12) unter Einwirkung der ersten elektromagnetischen Welle (11) auf zumindest ein Bauteil (6; 17, 18; 117, 118) des Assistenzsystems (1) in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug, wobei das Assistenzsystem einen Empfänger zum Empfangen einer elektromagnetischen Welle und einen Sender aufweist, der ausgebildet und eingerichtet ist, eine elektromagnetische Welle auszusenden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des Assistenzsystems und ein Fahrzeug mit dem Assistenzsystem und ein vereinfachtes Assistenzsystem ohne den Sender.
Die DE 10 2019 115 729 A1 offenbart ein derartiges Assistenzsystem. Das darin beschriebene Assistenzsystem eignet sich zur Bestimmung einer relativen Geschwindigkeit anhand einer Signalform eines Sendesignals. In der DE 10 2019 115 714 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem mit einem frequenzgesteuerten Sender und einem phasengesteuerten Empfänger zur Erfassung einer Verkehrslage beschrieben. Derartige Assistenzsysteme arbeiten umso genauer, je präziser eine Sendefrequenz zum Erfassen des Objektes in der Umgebung des Fahrzeugs erzeugt werden kann. Auch kann eine Verwendung derartiger Assistenzsysteme, wie beispielsweise das in der DE 10 2019 115 714 A1 beschriebene, verlangen, dass die Sendefrequenz über einen weiten Bereich geändert wird. Beispielsweise kann es nötig sein, die Sendefrequenz zu halbieren, um mit dem frequenzgesteuerten Sender eine Richtung der mit dem Sender ausgestrahlten Strahlung zu verändern.
Aus der DE 103 44 851 B3 ist es bekannt, eine Frequenzteilerschaltung zur Signalaufbereitung zu nutzen. Die US 4,636,733 beschreibt einen dezimalen Frequenzsynthesizer, um unterschiedliche Frequenzen zu erzeugen. In der EP 0 011 164 A1 ist eine Frequenzteileranordnung beschrieben, die besonders für den Einsatz in der Trägerversorgung von Trägerfrequenzsystemen geeignet ist. Die DE 2 257 993 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung von Takten aus einem höherfrequenten Hilfstakt für nicht ganzzahlige Verhältnisse der Taktfrequenzen.
Es wird ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Assistenzsystem weist einen Empfänger zum Empfangen einer ersten elektromagnetischen Welle und einen Sender auf. Die erste elektromagnetische Welle weist eine extern erzeugte Frequenz auf. Der Sender ist ausgebildet und eingerichtet, eine zweite elektromagnetische Welle auszusenden. Die zweite elektromagnetische Welle weist eine von der extern erzeugten Frequenz unterschiedliche zweite Frequenz auf. Das Assistenzsystem ist ausgebildet und eingerichtet, die zweite elektromagnetische Welle unter Einwirkung der ersten elektromagnetischen Welle auf zumindest ein Bauteil des Assistenzsystems in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen. Dies bedeutet, dass die erste Welle bei einer Erzeugung der zweiten Welle auf das Bauteil einwirken kann.
Im Folgenden ist mit dem Begriff „Welle“ eine elektromagnetische Welle gemeint. Das Bauteil, auf den die erste Welle einwirkt, kann beispielsweise ein Frequenzteiler oder ein Mischer sein. Die extern erzeugte Frequenz wird im Folgenden externe Frequenz genannt.
Dadurch, dass der Empfänger die externe Frequenz empfangen kann und das Assistenzsystem ausgebildet und eingerichtet ist, die zweite Welle unter Einwirkung der ersten Welle auf das Bauteil zu erzeugen, kann die zweite Welle erzeugt werden, ohne dass das Assistenzsystem einen Oszillator mit einem Schwingquarz aufweist.
Darüber hinaus beeinflusst dadurch die erste Welle eine Erzeugung der zweiten Welle. Dies Vereinfacht es, eine Information darüber zu gewinnen, welchen Wert die zweite Frequenz hat. Beispielsweise können jeweilige weitere Assistenzsysteme von weiteren Fahrzeugen in einer Umgebung des Fahrzeugs die erste Welle ebenfalls empfangen und den Wert der zweiten Frequenz ermitteln, wenn bekannt ist, wie die erste Welle die Erzeugung der zweiten Welle beeinflusst. Dadurch kann das Fahrzeug leichter von den weiteren Assistenzsystemen detektiert werden. Insbesondere ist eine Messung einer relativen Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und einem der weiteren Fahrzeuge einfacher möglich, wenn die zweite Frequenz bekannt ist. Die weiteren Assistenzsysteme können hierzu die zweite Frequenz auf gleiche Weise erzeugen, wie das Assistenzsystem die zweite Frequenz erzeugt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die extern erzeugte Frequenz eine Frequenz eines Frequenzstandards. Bei dieser Ausführungsform kann der Wert der zweiten Frequenz besonders einfach ermittelt werden. Dies ist dadurch begründet, dass eine elektromagnetische Welle, die die Frequenz des Frequenzstandards aufweist, in der Regel mit einer höheren Intensität in der Atmosphäre vorliegt als eine elektromagnetische Welle, deren Frequenz von der Frequenz des Frequenzstandards abweicht. Dadurch kann ein kostengünstiger Detektor verwendet werden, um die externe Frequenz zu erkennen. Unter einem Frequenzstandard wird ein allgemein zugänglicher Frequenzstandard verstanden. Die Frequenz des Frequenzstandards weist eine vergleichsweise hohe Präzision, das heißt eine Präzision, die höher als eine Präzision ist, die mit einem ungeregelten handelsüblichen Schwingquarz erzielbar ist, auf. Eine Kenngröße für die Präzision ist zum Beispiel eine Schwankung eines Wertes der Frequenz des Frequenzstandards über der Zeit.
Beispielsweise kann die externe Frequenz die Normalfrequenz eines Frequenzstandards für funkgesteuerte Uhren sein. Der Zeitzeichensender DCF77 wird mit einem derartigen Frequenzstandard betrieben. Die Normalfrequenz dieses Frequenzstandards beträgt 77,5 kHz. Diese Normalfrequenz dient zur Taktung von funkgesteuerten Uhren im westlichen Europa. Diese Normalfrequenz kann mithilfe von vier Atomuhren erzeugt werden, wobei bevorzugt zwei der vier Atomuhren mit einem thermischen Atomstrahl und die anderen zwei mit einer lasergekühlten Cäsium-Fontäne betrieben werden.
Ein weiterer Frequenzstandard kann beispielsweise durch das „Global Positioning System“ (GPS) vorgegeben sein. Die Frequenz dieses weiteren Frequenzstandards kann in diesem Fall eine Frequenz sein, die mithilfe einer Cäsium-Uhr erzeugt wird.
Ist die externe Frequenz in Form einer Frequenz eines Frequenzstandards ausgebildet, hat dies einen weiteren Vorteil. Frequenzen von Frequenzstandards werden in der Regel mit einer sehr hohen Präzision erzeugt. Dadurch kann eine zeitliche Schwankung der externen Frequenz reduziert werden. Beispielsweise kann die externe Frequenz mithilfe eines Lasers oder einer Atomuhr erzeugt werden.
Wirkt in diesem Fall die erste Welle auf das Bauteil bei der Erzeugung der zweiten Welle ein, so kann eine zeitliche Schwankung der zweiten Frequenz an die zeitliche Schwankung der externen Frequenz angenähert werden. Das heißt, dass die zeitliche Schwankung der zweiten Frequenz durch ein Einwirken der ersten Welle auf das Bauteil reduziert werden kann. Dadurch kann die zeitliche Schwankung der zweiten Frequenz in vielen Fällen niedriger als eine zeitliche Schwankung sein, die mit einem Oszillator mit einem Schwingquarz allein erzielbar ist. Je geringer die zeitliche Schwankung der zweiten Frequenz ist, desto genauer kann die zweite Welle beispielsweise für eine Erfassung eines Objektes in der Umgebung verwendet werden. Die Erfassung des Objektes kann beispielsweise eine Messung einer relativen Geschwindigkeit des Objektes zu dem Fahrzeug unter Nutzung des Dopplereffektes umfassen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Assistenzsystem einen ersten verstellbaren Oszillator aufweist. Mit einem verstellbaren Oszillator ist ein Oszillator gemeint, bei welchem eine Frequenz einer mit diesem Oszillator erzeugten Welle verstellbar ist. Mit Hilfe des ersten Oszillators ist die zweite elektronmagnetische Welle erzeugbar. Der Oszillator kann beispielsweise ein Freie-Elektronen-Maser sein. Weiterhin weist bei dieser Ausgestaltung das Assistenzsystem einen ersten Regelkreis mit einer Regelstrecke und einem Regler auf. Die Regelstrecke des ersten Regelkreises weist zumindest den ersten Oszillator auf. Der Regler des ersten Regelkreises ist eingerichtet und ausgebildet, eine erste Stellgröße zur Regelung der zweiten Frequenz in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen.
Die erste Stellgröße kann beispielsweise ein Stromsignal sein, dessen Intensität proportional zu einer Differenz zwischen einem ganzzahligen Vielfachen der zweiten Frequenz und der externen Frequenz ist.
Dadurch, dass die zweite Frequenz mithilfe der ersten Stellgröße geregelt werden kann, ist es möglich, den ersten Oszillator derart zu verstellen, dass die zweite Frequenz ein vorgegebenes Verhältnis zur externen Frequenz annimmt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die externe Frequenz eine Frequenz eines Frequenzstandards ist. Dies bewirkt, dass die zeitliche Schwankung der zweiten Frequenz ähnlich gering wie die zeitliche Schwankung der externen Frequenz ist.
Eine Regelung der zweiten Frequenz mithilfe der Stellgröße und damit ein Einstellen der zweiten Frequenz erfolgt bevorzugt solange, wie der Empfänger die erste Welle empfangen kann. Der erste Oszillator ist eingerichtet, zu schwingen, auch wenn der Empfänger die erste Welle nicht mehr empfangen kann. Das Assistenzsystem ist bevorzugt ausgebildet und eingerichtet, eine Regelung der zweiten Frequenz auszusetzen, wenn der Empfänger die erste Welle nicht empfängt. Ein Empfang der ersten Welle kann beispielsweise bei einer Fahrt mit dem Fahrzeug in einem Tunnel abbrechen. In diesem Fall kann der erste Oszillator weiter schwingen und die zweite Welle mit der zuvor mithilfe der Regelung eingestellten zweiten Frequenz erzeugen.
Um zu erkennen, ob der Empfänger die erste Welle mit einer ausreichenden Intensität empfängt, kann das Assistenzsystem vorteilhaft einen Detektor aufweisen. Der Detektor kann als ein Schwingkreis ausgebildet sein, dessen Eigenfrequenz gleich oder ungefähr gleich der externen Frequenz ist. Liegt eine Intensität, mit der der Schwingkreis schwingt, über einem Schwellwert, kann der Detektor ein Einschalten der Regelung der zweiten Frequenz mithilfe des ersten Regelkreises bewirken. Liegt diese Intensität unter dem Schwellwert, kann der Detektor ein Ausschalten dieser Regelung bewirken.
Eine Verwendung des ersten Oszillators zur Erzeugung der zweiten Welle hat den Vorteil, dass eine Intensität der zweiten Welle verstellbar ist. Vorteilhaft ist das Assistenzsystem ausgebildet und eingerichtet, die zweite Welle derart zu erzeugen, dass eine Intensität der zweiten Welle höher als eine Intensität ist, mit der der Empfänger die erste Welle empfängt. Hierzu kann das Assistenzsystem einen Verstärker aufweisen. Je höher die Intensität der zweiten Welle ist, desto größer kann eine Reichweite einer Strahlung sein, die durch die ausgesendete zweite Welle erzeugbar ist.
Die zweite Welle mit der zweiten Frequenz kann als Zeit- oder Frequenzbasis oder als Zeit- oder Frequenzreferenz für zumindest eine Komponente, insbesondere mehrere weitere Komponenten, des Fahrzeugs verwendet werden. Möglich ist auch, dass die externe Frequenz für einen Betrieb der Komponente beziehungsweise der weiteren Komponenten genutzt wird. Die Komponente beziehungsweise die weiteren Komponenten können beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, eines Bussystems, eines drahtlosen Kommunikationssystems, das mit dem 5G-Standard betreibbar sein kann, eines Steuergerätes oder eines Sensorsystems, insbesondere eines Radars, ausgebildet sein.
Weitere Frequenzen neben der externen Frequenz und der zweiten Frequenz hinaus können durch zumindest einen Frequenzumwandler, wie beispielsweise einen Frequenzteiler oder einen Frequenzmultiplizierer erzeugt werden. Die weiteren Frequenzen können bevorzugt mithilfe einer Phasenregelschleife erzeugt werden.
Die externe Frequenz, die zweite Frequenz und/oder die weiteren Frequenzen können zwischen dem Assistenzsystem und der Komponente beziehungsweise den weiteren Komponenten mittels einer Datenverbindung übertragen werden. Die Datenverbindung kann eine Busleitung eines CAN-Buses des Fahrzeugs ein. Die zweite Welle kann in diesem Fall auch gleichzeitig mit weiteren Wellen in der Busleitung übertragen werden, ohne dass eine Beeinträchtigung der Busleitung zu verursachen. Die zweite Frequenz kann in diesem Fall auch etwa 100 MHz betragen. Können die Komponente beziehungsweise die weiteren Komponenten die zweite Frequenz, insbesondere als jeweilige Taktfrequenz, verwenden, ist es möglich die Komponente beziehungsweise die weitere Komponente ohne einen Oszillator auszustatten. Dadurch können Kosten und Bauraum eingespart werden. Darüber hinaus ist eine synchrone Taktung der weiteren Komponenten einfach möglich.
Weiterhin ist es möglich, dass die zweite Frequenz an weitere Objekte, insbesondere Fahrzeuge, gesendet wird. Wenn die Objekte Fahrzeuge sind, die jeweils mit einem System zum kooperativen Fahren ausgestattet sind, so kann die zweite Frequenz als eine gemeinsame Zeit- und/oder Frequenzbasis verwenden werden. Dadurch können Ungenauigkeiten oder Funktionsabweichungen der jeweiligen Systeme zum kooperativen Fahren reduziert werden. Die Ungenauigkeiten oder Funktionsabweichungen können beispielsweise durch ungenaue Frequenzen bei einem jeweiligen Sender oder Empfänger des jeweiligen Systems zum kooperativen Fahren oder bei einer kooperativen Berechnung dieser Systeme anhand von Daten aus Sensorquellen dieser Systeme entstehen.
Weiterhin wird ein vereinfachtes Assistenzsystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das vereinfachte Assistenzsystem weist einen Empfänger zum Empfangen einer ersten elektromagnetischen Welle auf. Die erste elektromagnetische Welle weist eine extern erzeugte Frequenz auf. Das vereinfachte Assistenzsystem ist ausgebildet und eingerichtet, eine zweite elektromagnetische Welle unter Einwirkung der ersten elektromagnetischen Welle auf zumindest ein Bauteil des vereinfachten Assistenzsystems in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen. Die zweite Frequenz ist unterschiedlich zu der externen Frequenz. Da sich das vereinfachte Assistenzsystem nur dadurch unterscheidet, dass es den Sender nicht aufweist, können mit dem vereinfachten Assistenzsystem die gleichen Vorteile wie mit dem Assistenzsystem erzielt werden.
Das Assistenzsystem und/oder das vereinfachte Assistenzsystem kann vorteilhaft für ein autonomes oder zumindest teilweise autonomes Steuern oder Fahren des Fahrzeugs verwendet werden. Hierbei stellt das Assistenzsystem beziehungsweise das vereinfachte Assistenzsystem die zweite Welle mit der zweiten Frequenz bereit. Mit der zweiten Frequenz kann eine Komponente des Fahrzeugs, die für das autonome oder zumindest teilweise autonome Steuern oder Fahren des Fahrzeugs eingerichtet ist, präziser als mit einer Frequenz, die mit einem handelsüblichen ungeregelten Schwingquarz erzeugt werden kann, betrieben werden.
Weiterhin wird ein Fahrzeug, umfassend zumindest das vereinfachte Assistenzsystem vorgeschlagen. Da das Fahrzeug das vereinfachte Assistenzsystem umfasst, können mit dem Fahrzeug die gleichen Vorteile wie mit dem vereinfachten Assistenzsystem erzielt werden.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben des Assistenzsystems oder des vereinfachten Assistenzsystems vorgeschlagen. Das Assistenzsystem oder das vereinfachte Assistenzsystem kann nach einer der oben beschriebenen Varianten ausgebildet sein. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf. In einem ersten Schritt wird eine erste elektromagnetische Welle, die eine extern erzeugte Frequenz aufweist, empfangen. In einem zweiten Schritt wird eine zweite elektromagnetische Welle erzeugt, die eine zweite zur extern erzeugten Frequenz unterschiedliche Frequenz aufweist. Die zweite elektromagnetische Welle wird in Abhängigkeit von der extern erzeugten Frequenz und unter Einwirkung der ersten elektromagnetischen Welle auf ein Bauteil des vereinfachten Assistenzsystems erzeugt. In einem dritten Schritt wird die zweite elektromagnetische Welle, bevorzugt mit Hilfe eines Senders, ausgesendet.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

1 ein Fahrzeug, aufweisend ein Assistenzsystem mit einem Sender und einem Empfänger,
2 eine erste Variante des in 1 gezeigten Assistenzsystems,
3 eine zweite Variante des in 1 gezeigten Assistenzsystems,
4 eine dritte Variante des in 1 gezeigten Assistenzsystems,
5 eine vierte Variante des in 1 gezeigten Assistenzsystems,
6 Schritte eines Verfahrens zum Betreiben eines der in den 2 bis 5 gezeigten Assistenzsysteme.

1 zeigt ein Assistenzsystem 1 für ein Fahrzeug 2, insbesondere zur Erfassung eines Objektes 3. Das Assistenzsystem 1 weist einen Empfänger 4 zum Empfangen einer ersten elektromagnetischen Welle 11 und einen Sender 5 auf. Die erste elektromagnetische Welle 11 weist eine extern erzeugte Frequenz auf. Der Sender 5 ist ausgebildet und eingerichtet, eine zweite elektromagnetische Welle 12 auszusenden. Bevorzugt ist der Sender 5 ausgebildet und eingerichtet, eine Strahlung mit Hilfe der zweiten elektromagnetischen Welle 12 zu erzeugen, mit der das Objekt 3 in einer Umgebung des Fahrzeuges 2 erfasst werden kann. Hierzu kann der Sender 5 eine phasengesteuerte Gruppenantenne aufweisen und die Strahlung mit der Gruppenantenne ausrichten.
Beispielsweise kann der Sender 5 die Strahlung in eine bestimmte Richtung aussenden, indem der Sender 5 mit Hilfe der zweiten elektromagnetischen Welle 12 mit Hilfe eines Frequenzwandlers eine verstellbare Sendefrequenz erzeugt. Die Sendefrequenz wird vorzugsweise an einen Eingang der Gruppenantenne geleitet. Möglich ist weiterhin, dass der Sender 5 die zweite elektromagnetische Welle mit der zweiten Frequenz aussendet, um das Objekt 3 zu erfassen. Die Erfassung des Objektes 3 kann beispielsweise durch eine Messung einer relativen Geschwindigkeit des Objektes 3 zu dem Fahrzeug 2 mithilfe des Dopplereffektes erfolgen.
Die zweite elektromagnetische Welle 12 weist eine von der extern erzeugten Frequenz unterschiedliche zweite Frequenz auf. Das Assistenzsystem 1 ist ausgebildet und eingerichtet, die zweite elektromagnetische Welle 12 unter Einwirkung der ersten elektromagnetischen Welle 11 auf zumindest ein Bauteil 6 des Assistenzsystems 1 in Abhängigkeit von der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen. Das heißt, dass die erste Welle bei einer Erzeugung der zweiten Welle zumindest auf das Bauteil 6 einwirkt.
Das Assistenzsystem 1 ohne den Sender 5 bildet ein vereinfachtes Assistenzsystem 100 aus. Die im Folgenden beschriebenen Varianten des Assistenzsystems 1 können auf das vereinfachte Assistenzsystem 100 übertragen werden. Dies bedeutet, dass jede der im Folgenden beschriebenen Varianten des Assistenzsystems 1 auch eine Variante des vereinfachten Assistenzsystems 100 beschreibt, wobei die jeweilige Variante des vereinfachten Assistenzsystems 100 im Vergleich zu der entsprechenden Variante des Assistenzsystems 1 den Sender 5 nicht enthält, ansonsten aber identisch ausgebildet ist.
Sämtliche in den 2 bis 5 gezeigten Komponenten des Assistenzsystems 1 stellen jeweils Bauteile des Assistenzsystems 1 dar, auf die die erste Welle direkt oder indirekt einwirken kann.
In einer einfachen Ausgestaltung ist das Bauteil 6 als ein Frequenzteiler oder ein Mischer ausgebildet. Bei dieser Ausgestaltung beträgt die zweite Frequenz einen Bruchteil beziehungsweise ein ganzzahliges Vielfaches der extern erzeugten Frequenz. Vorteilhafterweise ist die extern erzeugte Frequenz eine Frequenz eines Frequenzstandards. Bei den folgenden Ausgestaltungen des Assistenzsystems 1 ist es möglich, dass die extern erzeugte Frequenz keine Frequenz eines Frequenzstandards ist oder dass die extern erzeugte Frequenz eine Frequenz eines Frequenzstandards ist. Für den letztgenannten Fall ergeben sich die oben genannten Vorteile für die entsprechenden unten beschriebenen Varianten des Assistenzsystems 1. Beispielsweise kann die extern erzeugte Frequenz die Normalfrequenz des DCF77-Senders sein und 77,5 kHz betragen.
Eine Möglichkeit kann vorsehen, an zwei Eingängen des Mischers die mit dem Empfänger 4 empfangene erste elektromagnetische Welle 11 mit der extern erzeugten Frequenz zu leiten. Bei einer derartigen Verwendung des Mischers kann der Mischer die zweite elektromagnetische Welle 12 an einem Ausgang des Mischers ausgeben, wobei die zweite Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der externen Frequenz beträgt. Weiterhin ist denkbar, dass das Assistenzsystem 1 zwei hintereinandergeschaltete Frequenzteiler zum Erzeugen einer Hilfsfrequenz aufweist. Die Hilfsfrequenz kann beispielsweise ein Viertel der externen Frequenz betragen. Die zweite Frequenz kann in diesem Fall gleich der Hilfsfrequenz oder mithilfe der Hilfsfrequenz erzeugbar sein.
Des Weiteren können die hintereinandergeschalteten Frequenzteiler und der Mischer derart zueinander verschaltet sein, dass die Hilfsfrequenz an einen ersten Eingang des Mischers und die externe Frequenz an einen zweiten Eingang des Mischers geleitet werden können. Bei dieser Variante kann der Mischer zumindest zwei Ausgangsfrequenzen erzeugen, die drei Viertel beziehungsweise fünf Viertel der externen Frequenz betragen. Die zweite Frequenz kann in diesem Fall eine der Ausgangsfrequenzen sein. Weiterhin kann das Assistenzsystem 1 vorteilhafterweise derart betrieben werden, dass sich die zweite Frequenz ändert. So kann beispielsweise die zweite Frequenz während eines ersten Zeitintervalls drei Viertel der externen Frequenz und während eines zweiten Zeitintervalls fünf Viertel der externen Frequenz betragen.
2 zeigt eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung des Assistenzsystems 1. Bei dieser Ausgestaltung weist das Assistenzsystem 1 einen ersten verstellbaren Oszillator 7 mit einem ersten verstellbaren Schwingkreis 8 auf. Mit der Hilfe des ersten verstellbaren Schwingkreises 8 ist die zweite elektromagnetische Welle 12 erzeugbar. Weiterhin weist das Assistenzsystem 1 einen ersten Regelkreis 9 mit einer Regelstrecke und einem Regler 10 auf. Die Regelstrecke des ersten Regelkreises 9 weist zumindest den ersten Oszillator 7 auf. Bei der in 2 gezeigten Variante bildet der erste Oszillator 7 die komplette Regelstrecke des ersten Regelkreises 9. Der Regler 10 des ersten Regelkreises, im Folgenden erster Regler 10 genannt, ist eingerichtet und ausgebildet, eine erste Stellgröße 13 zur Regelung der zweiten Frequenz in Abhängigkeit von der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Regler 10 ausgebildet und eingerichtet, die an einen ersten Eingang 16 des Reglers geleitete erste Welle an einen Eingang eines ersten Frequenzteilers 17 des Reglers 10 zu leiten. Weiterhin weist der Regler 10 vorzugsweise einen ersten Mischer 18 auf, an dessen Eingänge jeweils eine mit dem ersten Frequenzteiler 17 und der ersten Welle 11 erzeugte Welle und die zweite Welle geleitet werden können. Somit kann die erste Welle 11 bei einer Erzeugung der zweiten Welle 12 direkt auf den ersten Frequenzteiler 17 und indirekt auf den ersten Mischer 18 einwirken. Die zweite Welle 12 kann über einen zweiten Eingang 15 in den ersten Regler 10 eintreten. Der erste Mischer 18 kann Wellen erzeugen, die beispielsweise die folgende Hilfsfrequenz f_h aufweisen: $f_{h} = \frac{1}{k} \cdot f_{B} - f_{2},$
wobei mit f_B die externe Frequenz und f₂ die zweite Frequenz bezeichnet sind. Ein Wert, der angibt, mit welchem Faktor die externe Frequenz mit Hilfe des ersten Frequenzteilers 17 geteilt wird, ist mit k bezeichnet.
Die Hilfsfrequenz kann als eine Intermodulationsfrequenz zwischen einem k-ten Teil der externen Frequenz und der zweiten Frequenz betrachtet werden. Die Intermodulationsfrequenz kann der erste Mischer 18 vorteilhaft dadurch erzeugen, indem der erste Mischer 18 als ein nicht lineares Bauteil ausgebildet ist. Die Intermodulationsfrequenz hat den Vorteil, dass sie gegenüber der zweiten Frequenz und auch der externen Frequenz deutlich kleiner, insbesondere um mehr als ein Zehnfaches kleiner, ist. Dies ermöglicht es, die Intermodulationsfrequenz mit einem möglichst kostengünstigen ersten Analog-Digital-Wandler 14 des ersten Reglers 10 zu messen.
Vorteilhafterweise kann der erste Regler 10 die erste Stellgröße 13 mit Hilfe eines Proportionalgliedes 19 des ersten Reglers 10 erzeugen. Das Proportionalglied 19 kann gemäß einer speziellen Ausführungsform die erste Stellgröße 13 in Form eines Stromsignals erzeugen. Eine Amplitude des Stromsignals kann hierbei proportional zu der Hilfsfrequenz f_h sein. Die Amplitude des Stromsignals wird vorzugsweise dann gleich 0, wenn die Hilfsfrequenz gleich 0 ist. Somit kann mit dem in 2 gezeigten ersten Regler 10 ein Nullpunktabgleich durchgeführt werden. Der Wert k kann beispielsweise 10, 100 oder 1000 betragen. Die Hilfsfrequenz kann als ein Fehler des Nullpunktabgleiches betrachtet werden.
Der erste Oszillator 7 kann in einer speziellen Ausführungsform einen ersten Schwingquarz 31, einen ersten Verstärker 32 und eine erste Schaltung 33 aufweisen. Die erste Schaltung 33 enthält bevorzugt zumindest eine Kapazität und/oder einen Widerstand, die beziehungsweise der mit Hilfe der ersten Stellgröße 13 verstellbar ist. Der erste verstellbare Schwingkreis 8 kann dadurch gebildet sein, indem ein Ausgang des ersten Schwingquarzes 31 mit einem Eingang des ersten Verstärkers 32, ein Ausgang des ersten Verstärkers 32 mit einem ersten Eingang der ersten Schaltung 33 und ein Ausgang der ersten Schaltung 33 mit einem Eingang des ersten Schwingquarzes 31 verbunden ist.
Bevorzugt weist das Assistenzsystem 1 eine Torschaltung 34 auf, die die erste Stellgröße 13 an einen zweiten Eingang der ersten Schaltung 33 zum Verstellen der Schaltung 33 leitet, wenn der Empfänger 4 die erste Welle mit einer Intensität empfängt, die über einem vorgegebenen Schwellwert liegt. Die Torschaltung 34 leitet die erste Stellgröße 13 bevorzugt nicht an den zweiten Eingang der ersten Schaltung 33, wenn diese Intensität unter dem vorgegebenen Schwellwert liegt. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Fahrzeug 2 durch einen Tunnel fährt.
Dadurch, dass die Torschaltung 34 eine Weiterleitung der ersten Stellgröße 13 an einen Eingang des ersten Oszillators 7, wie zum Beispiel an den zweiten Eingang der ersten Schaltung 33, verhindern kann, ist es möglich, den ersten Regelkreis 9 zu unterbrechen. Ist der erste Regelkreis 9 unterbrochen, so kann der erste Oszillator 7 vorteilhafterweise die zweite Welle 12 mit der zweiten Frequenz weiterhin erzeugen, wobei die zweite Frequenz nicht verstellt wird. Eine zeitliche Schwankung der zweiten Frequenz kann in diesem Fall jedoch durch zeitlich schwankende Werte der Kapazität und/oder des Widerstandes der Schaltung 33 verursacht werden.
Über einen kurzen Zeitraum, das heißt, einige Minuten lang, ist die zeitliche Schwankung der zweiten Frequenz jedoch vergleichsweise niedrig, das heißt, deutlich niedriger als während eines Vergleichszeitraums, der mehrere Stunden beträgt und in dem die zweite Frequenz nicht geregelt wird. Somit stellt die in 2 gezeigte Ausführungsform des Assistenzsystems 1 eine Variante dar, die für den kurzen Zeitraum die zweite Welle mit der zweiten Frequenz mit einer vergleichsweise geringen zeitlichen Schwankung bereitstellen kann, wenn die erste Welle nicht oder mit einer nicht ausreichenden Intensität mit dem Empfänger 4 empfangen werden kann.
Dadurch, dass die zweite Frequenz vor einem Abbrechen eines Empfangs der ersten Welle mit Hilfe der externen Frequenz geregelt und damit eingestellt werden kann, ist ein Wert der zweiten Frequenz bekannt. Um zu erkennen, welchen Wert die externe Frequenz aufweist, kann der Empfänger 4 einen Detektor 35 aufweisen.
Gemäß einer einfachen Ausgestaltung ist der Analog-Digital-Wandler 14 mit einer ersten Taktfrequenz getaktet, die gleich der zweiten Frequenz ist.
3 zeigt eine weitere Variante des Assistenzsystems 1. In 3 gezeigte Komponenten des Assistenzsystems 1, die dieselben Bezugszeichen wie die in 2 gezeigten Komponenten haben, sind identisch zu diesen Komponenten ausgebildet und haben die gleiche Funktion. In 3 ist ein Regler 110 des ersten Regelkreises 9 gezeigt, der identisch zu dem in 2 gezeigten ersten Regler 10 ausgebildet ist, außer dass dessen Analog-Digital-Wandler 14 anstatt mit der ersten Taktfrequenz mit einer zweiten Taktfrequenz getaktet ist. Um die zweite Taktfrequenz zu erzeugen, kann das Assistenzsystem 1 einen zweiten Frequenzteiler 36 zum Teilen der externen Frequenz aufweisen. In einer davon verschiedenen Ausgestaltung kann die zweite Taktfrequenz auch mit Hilfe des ersten Frequenzteilers 17 erzeugt werden. Die zweite Taktfrequenz wird, wie in 3 gezeigt, an einen Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers 14 geleitet.
Besonders vorteilhaft ist der zweite Frequenzteiler 36 in Form von zwei hintereinandergeschalteten Frequenzhalbierern ausgebildet. In diesem Fall kann die zweite Taktfrequenz beispielsweise 19,375 kHz betragen, wenn die externe Frequenz 77,5 kHz beträgt. Der erste Frequenzteiler 17 und der zweite Frequenzteiler 36 können beispielsweise jeweils differentielle Master-Slave-D-Flip-Flops und bevorzugt Logik-Gatter aufweisen.
4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Assistenzsystems 1. In 4 gezeigte Komponenten des Assistenzsystems 1, die dieselben Bezugszeichen wie die in 2 gezeigten Komponenten haben, sind identisch zu diesen Komponenten ausgebildet und haben die gleiche Funktion. In 4 ist ein Regler 210 des ersten Regelkreises 9 gezeigt, der identisch zu dem in 2 gezeigten ersten Regler 10 ausgebildet ist, außer dass der Regler 210 des ersten Regelkreises anstatt des in 2 gezeigten Proportionalitätsgliedes 19 ein erstes Modul 41 aufweist.
Der Ausdruck „Modul“, wie er hierin benutzt wird, beschreibt eine beliebige bekannte oder später entwickelte Hardware, Software, Firmware, Künstliche Intelligenz, Fuzzy-Logik oder Kombination aus Hardware und Software, die in der Lage ist, die mit dem jeweiligen „Modul“ assoziierte Funktionalität auszuführen.
Mit Hilfe des ersten Moduls 41 ist der Regler 210 des ersten Regelkreises 9 ausgebildet und eingerichtet, in Abhängigkeit von der externen Frequenz, der zweiten Frequenz und einer Zielfrequenz f_z die erste Stellgröße 13 zu bestimmen. Das erste Modul 41 ist vorteilhaft ausgebildet und eingerichtet, zumindest eine der möglichen Intermodulationsfrequenzen f_Int, die mit Hilfe des ersten Mischers 18 erzeugbar sind mit einer ausgewählten Vergleichsfrequenz f_V zu vergleichen. Mögliche Intermodulationsfrequenzen sind zum Beispiel: $f_{I n t 1} = \frac{1}{k} \cdot f_{B} - f_{2}, f_{I n t 2} = \frac{1}{k} \cdot f_{B} + f_{2}, f_{I n t 3} = \frac{1}{k} \cdot f_{B} - 2 \cdot f_{2}, f_{I n t 4} = \frac{1}{k} \cdot f_{B} + 2 \cdot f_{2},$
$f_{I n t 5} = 2 \cdot \frac{1}{k} \cdot f_{B} - f_{2}, f_{I n t 6} = 2 \cdot \frac{1}{k} \cdot f_{B} + f_{2},$
wobei f_Int1, f_Int2, f_Int3, f_Int4, f_Int5, f_Int6 eine erste, zweite, dritte, vierte, fünfte beziehungsweise sechste Intermodulationsfrequenz bezeichnen. Das erste Modul 41 oder der Analog-digital-Wandler 14 weist bevorzugt einen Filter auf, mit dem eine der möglichen Intermodulationsfrequenzen gefiltert werden kann. Diese Intermodulationsfrequenz wird im Folgenden als gefilterte Intermodulationsfrequenz bezeichnet.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine, bevorzugt mehrere, wie zum Beispiel eine erste, zweite, dritte, vierte, fünfte beziehungsweise sechste Vergleichsfrequenz in einem Speicher 67 des ersten Moduls 41 gespeichert. Der Speicher 67 kann als ein Kurzzeitspeicher ausgebildet sein. Für eine Regelung mit dem Regler 20 wird die ausgewählte Vergleichsfrequenz bevorzugt gleich einer der in dem Speicher 67 gespeicherten Vergleichsfrequenzen gesetzt. Die gespeicherten Vergleichsfrequenzen können wie folgt berechnet werden: $f_{V 1} = \frac{1}{k} \cdot f_{B} - f_{z}, f_{V 2} = \frac{1}{k} \cdot f_{B} + f_{z 2}, f_{V 3} = \frac{1}{k} \cdot f_{B} - 2 \cdot f_{z}, f_{V 4} = \frac{1}{k} \cdot f_{B} + 2 \cdot f_{z},$
$f_{V 5} = 2 \cdot \frac{1}{k} \cdot f_{B} - f_{z}, f_{V 6} = 2 \cdot \frac{1}{k} \cdot f_{B} + f_{z},$
wobei f_V1, f_V2, f_V3, f_V4, f_V5, f_V6 die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte beziehungsweise sechste Vergleichsfrequenz bezeichnen. Das erste Modul 41 kann die erste Stellgröße 13 beispielsweise in Form eines Stromsignals erzeugen, wobei die Amplitude des Stromsignals proportional zu einer Differenz zwischen der ausgewählten Vergleichsfrequenz und der gefilterten Intermodulationsfrequenz ist.
Bei der in 4 gezeigten Ausgestaltung des Assistenzsystems 1 ist der erste Analog-Digital-Wandler 14 vorzugsweise mit der zweiten Frequenz getaktet. Dadurch kann eine Messung der gefilterten Intermodulationsfrequenz derart durchgeführt werden, dass ein mit Hilfe des ersten Analog-Digital-Wandlers 14 bestimmter Wert für die Intermodulationsfrequenz niedriger als ein tatsächlicher Wert der Intermodulationsfrequenz ist, wenn die zweite Frequenz niedriger als die Zielfrequenz ist und die Zielfrequenz größer als das k-Fache der ersten Frequenz ist. Das erste Modul 41 ist vorteilhafterweise eingerichtet, die erste Stellgröße 13 in diesem Fall derart zu verändern, dass die zweite Frequenz erhöht wird. Hierzu bewirkt eine Veränderung der ersten Stellgröße 13 eine entsprechende Änderung der Schaltung 33. Umgekehrt ist das erste Modul 41 vorteilhaft eingerichtet, die erste Stellgröße 13 derart zu verändern, dass die zweite Frequenz erniedrigt wird, wenn die zweite Frequenz größer als die Zielfrequenz ist. Somit zeigt die in 4 gezeigte Variante des Assistenzsystems 1 eine Variante, bei welcher mit Hilfe des ersten Oszillators 7 und einem Empfang der externen Frequenz durch mehrfaches Durchlaufen des ersten Regelkreises 9 die zweite Frequenz die Zielfrequenz erreichen kann. Das erste Modul 41 ist vorteilhaft eingerichtet, die erste Stellgröße 13 derart zu erzeugen, dass die extern erzeugte Frequenz und die zweite Frequenz nach mehrmaligen Durchlaufen des ersten Regelkreises 9 in einem Verhältnis zueinander stehen, das von einem ganzzahligen Verhältnis abweichen kann.
Möglich ist weiterhin, dass der erste Analog-Digital-Wandler 14 mit der mithilfe des in 3 gezeigten zweiten Frequenzteilers 36 erzeugten zweiten Taktfrequenz getaktet ist.
Das in 4 gezeigte Assistenzsystem 1 kann folgendermaßen betrieben werden. Zunächst kann die erste Stellgröße 13 derart erzeugt werden, dass eine Amplitude des Stromsignals proportional zu der Hilfsfrequenz f_h ist. Die Amplitude des Stromsignals wird vorzugsweise dann gleich 0, wenn die Hilfsfrequenz gleich 0 ist. Somit kann zunächst ein Nullpunktabgleich wie oben beschrieben durchgeführt werden. Im Anschluss daran kann die erste Stellgröße 13 mithilfe der Zielfrequenz wie oben beschrieben ermittelt werden. Dadurch wird die zweite Frequenz zunächst derart eingestellt, dass sie etwa gleich eine k-ten Teil der externen Frequenz ist, und im Anschluss daran derart eingestellt, dass sie etwa gleich der Zielfrequenz ist. Dadurch kann die Regelung der zweiten Frequenz beschleunigt werden.
5 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Assistenzsystems 1. Bei dieser Ausgestaltung weist das Assistenzsystem 1 einen zweiten verstellbaren Oszillator 21 mit einem zweiten verstellbaren Schwingkreis 23 auf. Mit Hilfe des zweiten Schwingkreises 23 ist eine dritte elektromagnetische Welle 54 mit einer dritten Frequenz erzeugbar. Das Assistenzsystem 1 weist bei dieser Ausgestaltung weiterhin einen zweiten Regelkreis 24 mit einer Regelstrecke und einem Regler 20 auf. Die Regelstrecke des zweiten Regelkreises 24 weist zumindest den zweiten Oszillator 21 auf. Bei der in 5 gezeigten Variante bildet der zweite Oszillator 21 die komplette Regelstrecke des zweiten Regelkreises 24. Der Regler 20 des zweiten Regelkreises 24, im Folgenden zweiter Regler 20 genannt, ist eingerichtet, eine zweite Stellgröße 22 zur Regelung der dritten Frequenz in Abhängigkeit von der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen. Bei der in 5 gezeigten Variante des Assistenzsystems 1 ist der erste Analog-Digital-Wandler 14 mit der dritten Frequenz getaktet. Die dritte Frequenz wird im Folgenden dritte Taktfrequenz genannt.
Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ist der zweite Regler 20 ausgebildet und eingerichtet, die an einen ersten Eingang 116 des zweiten Reglers 20 geleitete erste Welle 11 an einen Eingang eines ersten Frequenzteilers 117 des zweiten Reglers 20 zu leiten. Weiterhin weist der zweite Regler 20 vorzugsweise einen ersten Mischer 118 auf, an dessen Eingänge jeweils eine mit dem ersten Frequenzteiler 117 und der ersten Welle 11 erzeugte Welle und die dritte Welle 54 geleitet werden können. Die dritte Welle 54 kann über einen zweiten Eingang 115 in den zweiten Regler 20 eintreten. Der erste Mischer 118 des zweiten Reglers 20 kann Wellen erzeugen, die beispielsweise die folgende zweite Hilfsfrequenz f_h2 aufweisen: $f_{h 2} = \frac{1}{k 2} \cdot f_{B} - f_{3},$
wobei mit f_B die externe Frequenz und f₃ die dritte Taktfrequenz bezeichnet sind. Ein Wert, der angibt, mit welchem Faktor die externe Frequenz mit Hilfe des ersten Frequenzteilers 17 geteilt wird, ist mit k2 bezeichnet.
Die zweite Hilfsfrequenz kann als eine Intermodulationsfrequenz zwischen einem k-ten Teil der externen Frequenz und der dritten Taktfrequenz betrachtet werden. Die Intermodulationsfrequenz kann der erste Mischer 118 des zweiten Reglers 20 vorteilhaft dadurch erzeugen, indem der erste Mischer 118 des zweiten Reglers 20 als ein nicht lineares Bauteil ausgebildet ist. Die Intermodulationsfrequenz hat den Vorteil, dass sie gegenüber der dritten Frequenz und auch der externen Frequenz deutlich kleiner, insbesondere um mehr als ein Zehnfaches kleiner, ist. Dies ermöglicht es, die Intermodulationsfrequenz mit einem möglichst kostengünstigen zweiten Analog-Digital-Wandler 114 des zweiten Reglers 20 zu messen.
Vorteilhafterweise kann der zweite Regler 20 die zweite Stellgröße 22 mit Hilfe eines Proportionalgliedes 119 des zweiten Reglers 20 erzeugen. Das Proportionalglied 119 kann gemäß einer speziellen Ausführungsform die zweite Stellgröße 22 in Form eines Stromsignals erzeugen. Eine Amplitude des Stromsignals kann hierbei proportional zu der zweiten Hilfsfrequenz f_h2 sein. Die Amplitude des Stromsignals wird vorzugsweise dann gleich 0, wenn die zweite Hilfsfrequenz gleich 0 ist. Somit kann mit dem in 5 gezeigten zweiten Regler 20 ein Nullpunktabgleich durchgeführt werden. Der Wert k2 kann beispielsweise 10, 100 oder 1000 betragen. Die zweite Hilfsfrequenz kann als ein Fehler des Nullpunktabgleiches betrachtet werden.
Der zweite Oszillator 21 kann in einer speziellen Ausführungsform einen zweiten Schwingquarz 51, einen zweiten Verstärker 52 und eine zweite Schaltung 53 aufweisen. Die zweite Schaltung 53 enthält bevorzugt zumindest eine Kapazität und/oder einen Widerstand, die beziehungsweise der mit Hilfe der zweiten Stellgröße 22 verstellbar ist. Der zweite verstellbare Schwingkreis 23 kann dadurch gebildet sein, indem ein Ausgang des zweiten Schwingquarzes 51 mit einem Eingang des zweiten Verstärkers 52, ein Ausgang des zweiten Verstärkers 52 mit einem ersten Eingang der zweiten Schaltung 53 und ein Ausgang der zweiten Schaltung 53 mit einem Eingang des zweiten Schwingquarzes 51 verbunden ist.
Dadurch, dass der erste Analog-Digital-Wandler 14 mit Hilfe der dritten Taktfrequenz getaktet ist, können die mit Hilfe des ersten Mischers 18 erzeugbaren Intermodulationsfrequenzen genauer gemessen werden, als dies bei einer Taktung des ersten Analog-Digital-Wandlers 14 mit der zweiten Frequenz möglich ist. Gegenüber der in 3 gezeigten Variante des Assistenzsystems 1 hat die in 5 gezeigte Variante des Assistenzsystems 1 den Vorteil, dass die dritte Taktfrequenz deutlich geringer als die zweite Taktfrequenz, beispielsweise hundertmal kleiner, sein kann. Dies liegt daran, dass eine Intensität der dritten Welle durch eine Auslegung des zweiten Oszillators 21 frei wählbar ist. Bei der in 3 gezeigten Variante des Assistenzsystems 1 hängt eine Intensität einer Welle, die mithilfe des zweiten Frequenzteilers 36 erzeugbar ist, von einer Auslegung des zweiten Frequenzteilers 36 ab. In der Regel ist eine Intensität dieser Welle geringer als eine Intensität, mit welcher die erste Welle mithilfe des Empfängers 4 empfangen wird.
6 zeigt Schritte eines Verfahrens zum Betreiben des Assistenzsystems 1 oder des vereinfachten Assistenzsystems 100, wobei das Assistenzsystem 1 oder das vereinfachte Assistenzsystem 100 nach einer der oben beschriebenen Varianten ausgebildet sein kann. In einem ersten Schritt 61 wird die erste elektromagnetische Welle 11, die die extern erzeugte Frequenz aufweist, empfangen. In einem zweiten Schritt 62 wird die zweite elektromagnetische Welle 12 erzeugt, die die zweite zur extern erzeugten Frequenz unterschiedliche Frequenz aufweist. Die zweite elektromagnetische Welle 12 wird in Abhängigkeit von der extern erzeugten Frequenz und unter Einwirkung der ersten elektromagnetischen Welle auf zumindest ein Bauteil des vereinfachten Assistenzsystems 100 beziehungsweise des Assistenzsystems 1 erzeugt. Das Bauteil kann das Bauteil 6, der erste Frequenzteiler 17, der erste Mischer 18, der ersten Frequenzteilers 117 des zweiten Reglers 20 oder der erste Mischer 118 des zweiten Reglers 20 sein.
In einem dritten Schritt 63 wird die zweite elektromagnetische Welle, bevorzugt mit Hilfe des Senders 5, ausgesendet. Beispielsweise kann der Sender 5 die zweite Welle 12 in einen CAN-Bus des Fahrzeugs 2 an weitere Komponenten des Fahrzeugs 2 oder in eine Umgebung des Fahrzeugs 2 zur Erfassung des Objektes 3 senden. Der Sender 5 ist entsprechend unterschiedlich ausgebildet, je nachdem, ob die zweite Welle 12 intern im Fahrzeug 2 versendet oder in die Umgebung des Fahrzeugs 2 gesendet wird.
Vorteilhafterweise wird die zweite elektromagnetische Welle 12 mit Hilfe des ersten Oszillators 7 erzeugt und die zweite Frequenz mit Hilfe des ersten Regelkreises 9 geregelt. Bevorzugt wird mit Hilfe des ersten Reglers 10 die erste Stellgröße 13 zur Regelung der zweiten Frequenz in Abhängigkeit von der extern erzeugten Frequenz erzeugt.
Unter Umständen kann die mit Hilfe des Empfängers 4 empfangene externe Frequenz von der Frequenz des Frequenzstandards aufgrund einer relativen Bewegung des Fahrzeugs 2 zu einer Signalquelle der ersten Welle abweichen. Die relative Bewegung kann eine Dopplerverschiebung der Frequenz des Frequenzstandards bewirken. Um die Dopplerverschiebung korrigieren zu können, können die in 1 bis 5 gezeigten Varianten des Assistenzsystems 1 jeweils ein zweites Modul 64 zur Korrektur der extern erzeugten Frequenz aufweisen.
Das zweite Modul 64 ist vorteilhaft eingerichtet und ausgebildet, die Dopplerverschiebung anhand von Informationen über die relative Bewegung des Assistenzsystems 1, insbesondere des Fahrzeugs 2, in Bezug zu der Signalquelle zu berechnen. Die Informationen über die relative Bewegung können beispielsweise anhand von GPS-Daten bestimmt werden. Die Informationen können in Form von GPS-Positionsdaten oder in Form von vektoriellen Geschwindigkeiten und/oder einer Position der Signalquelle ausgebildet sein. Eine derartige Berechnung der Dopplerverschiebung kann verbessert werden, indem mit Hilfe eines Umfeldmodells des Assistenzsystems 1 Bewegungsdaten, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 2, genauer als anhand der GPS-Daten bestimmbar sind.
Anhand der Dopplerverschiebung der extern erzeugten Frequenz kann das Assistenzsystem 1 vorteilhafterweise eine jeweilige Verschiebung der zweiten Welle 12 und/oder der dritten Welle 54 berechnen. Vorteilhafterweise fließt die berechnete Dopplerverschiebung der Frequenz des Frequenzstandards in eine jeweilige Regelung mit Hilfe des ersten Regelkreises 9 und/oder des zweiten Regelkreises 24 mit ein. Beispielsweise kann die berechnete Dopplerverschiebung an das erste Modul 41 beziehungsweise das Proportionalglied 119 des zweiten Reglers 20 gesendet werden. Dadurch kann die Dopplerverschiebung bei einem Einstellen der zweiten Frequenz beziehungsweise der dritten Taktfrequenz berücksichtigt werden.
Grundsätzlich kann eine Abweichung der mit dem Empfänger 4 empfangenen externen Frequenz von der Frequenz des Frequenzstandards, die durch Störeffekte, wie beispielsweise die Dopplerverschiebung, verursacht wird, kompensiert werden. Ein weiterer Störeffekt kann eine Bewegung einer Sendeantenne, mit der die erste Welle ausgesendet wird, sein.
Um Störeffekte kompensieren zu können, kann generell eine Änderung der Frequenz des Frequenzstandards ermittelt werden. Dies kann durch eine Interferometrie einer Mischung der ersten Welle 11 mit sich selbst geschehen. Um diese Mischung durchführen zu können, kann das Assistenzsystem 1 einen weiteren Mischer 65 aufweisen, an dessen Eingänge die erste Welle 11 geleitet wird. Durch eine Integration einer Veränderung einer Instantanfrequenz, die aus dem weiteren Mischer 65 ausgegeben wird, kann ein Korrekturterm 66 berechnet werden. Der Korrekturterm 66 kann bei einer Bestimmung der ersten Stellgröße 13 oder der zweiten Stellgröße 22 berücksichtigt werden. Der Korrekturterm 66 kann entsprechend an das erste Modul 41 beziehungsweise das Proportionalglied 119 des zweiten Reglers 20 gesendet werden.
Eine weitere Variante kann vorsehen, dass die externe Frequenz mit einer lokalen Vergleichsfrequenz verglichen wird. Die lokale Vergleichsfrequenz wird bei dieser Ausgestaltung vorteilhaft durch eine zeitliche Mittelung einer lokal erzeugten weiteren Frequenz nachgeführt. Dies unterscheidet die lokale Vergleichsfrequenz von der zweiten Frequenz, die mit Hilfe der externen Frequenz nachgeführt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102019115729 A1 [0002]
DE 102019115714 A1 [0002]
DE 10344851 B3 [0003]
US 4636733 [0003]
EP 0011164 A1 [0003]
DE 2257993 [0003]

Claims

Assistenzsystem (1) für ein Fahrzeug (2), das Assistenzsystem (1) aufweisend einen Empfänger (4) zum Empfangen einer ersten elektromagnetischen Welle (11), die eine extern erzeugte Frequenz aufweist, und einen Sender (5), der ausgebildet und eingerichtet ist, eine zweite elektromagnetische Welle (12) auszusenden, die eine von der extern erzeugten Frequenz unterschiedliche zweite Frequenz aufweist, wobei das Assistenzsystem (1) ausgebildet und eingerichtet ist, die zweite elektromagnetische Welle (12) unter Einwirkung der ersten elektromagnetischen Welle (11) auf zumindest ein Bauteil (6; 17, 18; 117, 118) des Assistenzsystems (1) in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen.
Assistenzsystem (1) nach Anspruch 1, wobei die extern erzeugte Frequenz eine Frequenz eines Frequenzstandards ist.
Assistenzsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Assistenzsystem (1) einen ersten verstellbaren Oszillator (7) aufweist, mit dessen Hilfe die zweite elektronmagnetische Welle (12) erzeugbar ist, und das Assistenzsystem (1) einen ersten Regelkreis (9) mit einer Regelstrecke und einem Regler (10; 110; 210) aufweist, wobei die Regelstrecke des ersten Regelkreises (9) zumindest den ersten Oszillator (7) aufweist und der Regler (10; 110; 210) des ersten Regelkreises (9) eingerichtet und ausgebildet ist, eine erste Stellgröße (13) zur Regelung der zweiten Frequenz in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen.
Assistenzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Assistenzsystem (1) einen Analog-digital-Wandler (14) zum Erzeugen der ersten Stellgröße (13) und einen Frequenzteiler (36) aufweist und der Frequenzteiler (36) ausgebildet und eingerichtet ist, eine zweite Taktfrequenz in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen, und der Analog-digital-Wandler (14) mit der zweiten Taktfrequenz getaktet ist.
Assistenzsystem (1) nach Anspruch 3, wobei das Assistenzsystem (1) einen Analog-digital-Wandler (14) zum Erzeugen der ersten Stellgröße, einen zweiten verstellbaren Oszillator (21) aufweist, mit dessen Hilfe eine dritte elektromagnetische Welle (54) mit einer dritten Frequenz erzeugbar ist, und einen zweiten Regelkreis (24) mit einer Regelstrecke und einem Regler (20) aufweist, wobei die Regelstrecke des zweiten Regelkreises (24) zumindest den zweiten Oszillator (21) aufweist und der Regler (20) des zweiten Regelkreises (24) eingerichtet ist, eine zweite Stellgröße (22) zur Regelung der dritten Frequenz in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen und der Analog-digital-Wandler (14) mit der dritten Frequenz getaktet ist.
Assistenzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die extem erzeugte Frequenz und die zweite Frequenz in einem Verhältnis zueinander stehen, das von einem ganzzahligen Verhältnis abweicht.
Vereinfachtes Assistenzsystem (100) für ein Fahrzeug (2), das vereinfachte Assistenzsystem (100) aufweisend einen Empfänger (4) zum Empfangen einer ersten elektromagnetischen Welle (11), die eine extern erzeugte Frequenz aufweist, wobei das vereinfachte Assistenzsystem (100) ausgebildet und eingerichtet ist, eine zweite elektromagnetische Welle (12) unter Einwirkung der ersten elektromagnetischen Welle (11) auf zumindest ein Bauteil (6; 17, 18; 117, 118) des vereinfachten Assistenzsystems (100) in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz zu erzeugen, wobei die zweite Frequenz unterschiedlich zu der externen Frequenz ist.
Fahrzeug (2), umfassend zumindest ein vereinfachtes Assistenzsystem (100) nach Anspruch 7.
Verfahren zum Betreiben eines vereinfachten Assistenzsystems (100) für ein Fahrzeug (2) mit den folgenden Schritten: - Empfangen einer ersten elektromagnetischen Welle (11), die eine extern erzeugte Frequenz aufweist, in einem ersten Schritt, - Erzeugen einer zweiten elektromagnetischen Welle (12), die eine zweite zur extern erzeugten Frequenz unterschiedliche Frequenz aufweist, in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz und unter Einwirkung der ersten elektromagnetischen Welle (11) auf ein Bauteil (6; 17, 18; 117, 118) des vereinfachten Assistenzsystems (100) in einem zweiten Schritt, - Aussenden der zweiten elektromagnetischen Welle (12) in einem dritten Schritt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die zweite elektromagnetische Welle (12) mithilfe eines ersten verstellbaren Oszillators (7) erzeugt wird und die zweite Frequenz mithilfe eines ersten Regelkreises (9), der zumindest eine Regelstrecke und einen Regler (10; 110; 210) aufweist, geregelt wird, wobei die Regelstrecke des ersten Regelkreises (9) zumindest den ersten Oszillator (7) aufweist und mithilfe des Reglers (10; 110; 210) des ersten Regelkreises (9) eine erste Stellgröße (13) zur Regelung der zweiten Frequenz in Abhängigkeit der extern erzeugten Frequenz erzeugt wird.