DE4126840A1 - Ir-freistrahluebertragung - Google Patents

Ir-freistrahluebertragung

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DE4126840A1
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Peter Marten
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Daimler Benz AG
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Daimler Benz AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/027—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems between relatively movable parts of the vehicle, e.g. between steering wheel and column
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
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    • H02J13/00016—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus

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Description

Die Erfindung betrifft eine IR-Freistrahlübertragung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung findet insbesondere Verwendung im Kfz, wo für konventionelle Leitungsführung durch Kabelbäume auf­ grund der zunehmenden Komplexität der Kfz-Elektronik der zur Verfügung stehende Platz immer geringer wird.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb, für die Leitungsführung in einem Fahrzeug ein Übertragungssystem anzugeben, das wenig Platzaufwand erfordert, technisch zuverlässig und ökonomisch arbeitet sowie kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Aufsplittung des Leitungsnetzes in IR-Freistrahl-Ver­ bindungen und leitungsgeführte Verbindungen entschärft Übersprech- bzw. Entkopplungsprobleme z. B. durch Strom­ schleifen. Dabei soll die IR-Technologie lediglich die Steuerleitungen ersetzen. Die Leistungsversorgung der Ak­ toren, z. B. Stellmotore durch das Bordnetz bleibt als we­ niger komplexe Leitungsstruktur erhalten.
Die durch IR-Freistrahl-Übertragung ersetzten Steuerlei­ tungen können sowohl für sicherheitsrelevante Funktionen im Kfz, wie etwa Bremslicht, Blinklicht usw. sowie für untergeordnete Funktionen wie etwa Klimaanlage, Innenbe­ leuchtung verwendet werden.
Eine Vielzahl von Steuerbefehlen kann beispielsweise durch einen oder mehrere IR-Sender vom Bereich des Arma­ turenbretts innerhalb der Innenkabine auf räumlich ver­ teilte IR-Sensoren mit nachgeschalteten Aktoren übertragen werden. Die Übertragungsart ist beispielsweise einfachheitshalber unidirektional (Richtung vorgegeben), um die technische Voraussetzungen für die Realisierung möglichst zu vereinfachen. Bei der hohen Anzahl von Steu­ erkanälen sollte lediglich das notwendige Minimum an Si­ gnalcodierung betrieben werden. Die einfachste Form der Leitungsadressierung besteht in der zyklischen Adressen­ wahl (Polling) ohne Vorrang für sicherheitsrelevante Über­ tragungskanäle. Durch die relativ hohen Einschwingzeiten der betroffenen Systeme (ms-Bereich) kann diese verein­ fachte Art der Nachrichtenvermittlung zunächst ausreichend sein. Soll diskret adressiert werden, so muß eine Vorrang­ schaltung im Sender, z. B. durch Boole′sche Verknüpfung vorgesehen sein.
Bei dem beschriebenen Übertragungssystem stellt jeder Sen­ sor (Photodiode und Empfänger) eine Mehrkanalverbindung (Ersatz für viele diskrete Steuerleitungen) dar.
Voraussetzung für die fehlerfreie IR-Übertragung ist ein genügend hoher Signal-Rausch-Abstand (SNR) an den Emp­ fangsstellen. Zur Verbesserung der IR-Ausleuchtung des In­ nenraums und zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist es zweckmäßig, die Sendestation redundant (räumlich verteilt) am Armaturenbrett des Fahrzeugs aufzubauen. Im Fahrzeug- Innenraum liegen günstige Voraussetzungen für die IR-Über­ tragung vor (kurze Entfernungslängen, viele Reflexionsflä­ chen). Als äußere Störeinflußgrößen für diese Multirefle­ xions-Übertragung kommen die Seitenscheiben, das Schiebe­ dach sowie die Anzahl der Insassen in Betracht. Ebenso kann die Färbung der Innenraumverkleidung eine Rolle spie­ len.
Die Überprüfung der IR-Pegel des Innenraums erfolgt anhand einer einfachen IR-Übertragungsstrecke. Sie besteht aus zwei räumlich verteilten IR-Treibern mit je zwei LED′s und einer Empfangsschaltung mit Photodiode und integriertem IR-Filter.
Die Daten-Übertragungsrate des Systems liegt z. B. bei ca. 40 kHz. Die Lichtleistung der Sende-LED′s wird im Verhält­ nis 1 : 1 getastet. Für eine einwandfreie Signalübertragung sollte der Störabstand dann
In der nachfolgenden Tabelle sind die gemessenen Störab­ stände für verschiedene Stellen des Innenraums aufgeli­ stet.
Die Mindest-Systemreserve (Sicherheitsfaktor < 4) ist aus­ reichend hoch, auch wenn äußere Störeinflüsse (Schiebe­ dach, Personenauslastung usw.) berücksichtigt werden. Diese günstigen Übertragungsverhältnisse werden durch die Vielfach-Reflexionen des Innenraums hervorgerufen.
Kostengünstige Bauelemente der Konsumelektronik für IR- Steuerungen können für die Realisierung der IR-Freistrahl- Übertragungssysteme verwendet werden.
Abgesehen vom Ersatz physikalischer Leitungen und Steck­ verbindungen können noch weitere Einsatzmöglichkeiten der IR-Technologie vorteilhaft genutzt werden. Für die Kommu­ nikation zwischen Fahrzeug und Außenwelt ist lediglich ein IR-Sender (Transmitter) bzw. ein von außen ansteuerbarer IR-Sender (Transponder) notwendig. Beispielsweise läßt sich über die Detektion eines äußeren Strahlungsfeldes ein Garagentoröffner oder eine IR-Fernschaltung in Parkposi­ tion installieren. Ebenso sind ein kontaktloser IR-An­ schluß für Servicearbeiten am Kfz oder eine IR-Fernabfrage des Kfz durch Transponder möglich.

Claims (6)

1. Freistrahl-Übertragungssystem zur Übertragung von Steuerbefehlen durch einen oder mehrere Sender, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere IR-Sensoren mit nachgeschalte­ ten Aktoren räumlich verteilt in der Innenkabine eines Fahrzeugs angeordnet sind, die Steuerbefehle durch einen oder mehrere IR-Sender erhalten.
2. Freistrahl-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsadressierung durch zykli­ sche Adressenwahl der Übertragungskanäle erfolgt.
3. Freistrahl-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine diskrete Leitungsadressierung mittels einer Vorrangschaltung im Sender erfolgt.
4. Freistrahl-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die IR-Sender räumlich verteilt am Ar­ maturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sind.
5. Freistrahl-Übertragungssystem nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emp­ fangsstellen einen hohen Signal-Rausch-Abstand besitzen.
6. Freistrahl-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsversorgung der Aktoren über konventionelle Leitungsnetze erfolgt.
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