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Die
vorliegende Erfindung betrifft die drahtlosen Übertragungen, die es ermöglichen,
Organe eines Kraftfahrzeugs zu überwachen
oder zu aktivieren, und insbesondere den Druck der Luftreifen durch Drucksensoren,
die sich in diesen Reifen befinden und über Funk mit einem dem Bordrechner
zugeordneten Empfänger
verbunden sind, zu überwachen. Auch
können
die Schlösser
der Türen
ausgehend von einem tragbaren Sender über einen Empfänger des
Fahrzeugs ferngesteuert werden, der Stellantriebe dieser Schlösser steuert.
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Diese
beiden Empfänger
stellen ein gewisses Materialvolumen und somit gewisse Kosten dar, insbesondere
weil sie verbrauchssparende Schaltungen aufweisen, damit zumindest
bei einem Stillstand des Fahrzeugs diese Empfänger die Batterie des Fahrzeugs
nicht zu schnell entladen.
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EP-671
289A offenbart einen Empfänger,
der vorgesehen ist, um einen Rahmen von bestimmtem Format zu empfangen,
bei dem der Wert eines Felds spezifiziert, ob es sich um eine Druckmessungsnachricht
oder eine Fernsteuerung handelt.
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DE-197
20 123A offenbart einen AM- oder FM-Demodulator-Multiprotokoll-Empfänger, ohne Einzelheiten über die Übertragungsprotokolle
zu liefern.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, das Volumen des Funkmaterials
zu reduzieren.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung einen Überwachungsempfänger für den Druck
der Luftreifen eines Kraftfahrzeugs, mit Mitteln für den drahtlosen
Empfang von Signalrahmen betreffend den Druck und zu ihrer Übertragung
an Verarbeitungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsmittel
ausgelegt sind, um auch Rahmen anderer Art für andere Signale zu verarbeiten,
dass die Empfangsmittel ausgelegt sind, um gemäß einem vorbestimmten Zyklus
abwechselnd von einem Stand-by-Zustand in einen Aktivzustand überzugehen,
und dass Mittel zur Unterscheidung von Rahmen vorgesehen sind, die
ausgelegt sind, um dementsprechend die Verarbeitungsmittel zu steuern
und um die beiden bestimmten Typen von Rahmen durch Unterscheidung
zwischen zwei bestimmten Datenübertragungsfrequenzen
in zwei jeweiligen Vorspannbereichen der Rahmen zu unterscheiden,
deren Dauer mindestens der des Zyklus gleicht.
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Somit
ist der Empfänger
ein Multifunktionsempfänger,
vermeidet folglich die Notwendigkeit eines spezifischen Empfängers für die Rahmen
der anderen Signale, die zum Beispiel zur Fernbedienung der Türschlösser dienen,
und kann so eine Vorspann-Aussendung des einen oder des anderen
der Rahmen erfassen, wenn er im aktiven Zustand ist, und die Unterscheidungsmittel
können
schnell die Verarbeitung bestimmen, die für die Abfolge des Rahmens geeignet
ist.
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Die
Erfindung wird besser verstanden werden mit Hilfe der nachfolgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Drucküberwachungsempfängers und
des zugeordneten Fernsteuerungssenders gemäß der Erfindung unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines mit dem erfindungsgemäßen Empfänger ausgestatteten
Kraftfahrzeugs,
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2 ein
in Funktionsblöcken
dargestelltes Schema des Empfängers,
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3 ein
in Funktionsblöcken
dargestelltes Schema eines tragbaren Senders zur Fernsteuerung von
Türschlössern des
Fahrzeugs über
den Empfänger,
und
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4, die aus den 4A, 4B und 4C besteht,
in Abhängigkeit
von der Zeit t ein Rahmentastsignal und zwei verschiedene Rahmen von
vom Empfänger
empfangenen und getasteten Signalen.
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Das
in 1 in Draufsicht skizzierte Kraftfahrzeug ist mit
einem drahtlosen Empfänger 1,
hier einem Funkempfänger,
von Rahmen 50 (4B) von
Drucksignalen ausgestattet, die von in den Luftreifen des Fahrzeugs
angeordneten Funksendern 2, 3, 4, 5 zugeordneten
Drucksensoren kommen.
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Der
Empfänger 1 ist
außerdem
vorgesehen, um Rahmen 70 (4C) eines
anderen Typs oder Formats als dasjenige der Rahmen 50 für andere Fernsteuerungssignale
zu empfangen, die von einem tragbaren drahtlosen Sender 6,
hier also einem Funksender, zur Fernsteuerung von Organen des Fahrzeugs
kommen, hier der Türschlösser.
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Der
Sender 6 oder elektronische Schlüssel weist eine Zeitbasisschaltung 60 auf,
die die Sequenzierung eines Mikroprozessors 61 steuert,
der mit einem Speicher 62 verbunden ist, der zwei Rahmen gleichen
Formats 70 von Fernsteuerungssignalen enthält, und
von zwei Knöpfen 66 und 67 zur
Verriegelung bzw. Entriegelung der Türschlösser des Fahrzeugs gesteuert
wird. Der Mikroprozessor 61 steuert über eine Funksendeschaltung 63 das
Senden der Rahmen 70 des Speichers 62, deren Vorspann 71 eine
Dauer mindestens gleich derjenigen eines Vorspanns 51 eines
Rahmens 50 hat. Dieser Dauer wird durch die Anzahl von
Bits des Vorspanns 51 festgelegt, die hier eine Sequenz
von 0 und 1 bilden, die sich regelmäßig abwechseln, um es dem Empfänger 1 zu
ermöglichen,
sich beim Empfang dieses Vorspanns 71 zu synchronisieren
(Bitsynchronisation).
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In
einer Variante könnte
eine wiederholte Sendung eines Paars von Bits 0 und 1 in den Speicher 62 vorgesehen
sein, deren Gesamtdauer von einem einem Komparator zugeordneten
Zähler
von gesendeten Bits festgelegt wird. Der Komparator, der auf eine
bestimmte Anzahl von zu sendenden Bits bezogen ist, würde die
Aussendung auf das folgende Feld 72 übergehen lassen, wenn die gewünschte Anzahl
von Bits erreicht ist, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit
gesendet werden und somit die vorgesehene Dauer des Vorspanns 71 darstellen.
Eine Batterie 65 speist die Einheit.
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Der
Empfänger 1 der 2 weist
am Kopf eine Empfänger-Demodulator-Funkschaltung 17 mit einer
einzigen Antenne auf, die am Ausgang mit einer Zentraleinheit oder
Mikroprozessor 10 verbunden ist, der eine Zeitbasis 11 und
ein Rechenwerk 12 zur Unterscheidung der Formate 50, 70 der
empfangenen Rahmen aufweist, das einem Speicher 13 von
Rahmen 50 von Luftreifendruck-Fernüberwachungssignalen
und von Rahmen 70 von Fernsteuerungssignalen des Senders 6 zugeordnet
ist. Ein Paar von parallelgeschalteten Tiefpassfiltern 14 ist
hier vorgesehen und dem Rechenwerk 12 zugeordnet. Außerdem weist
der Mikroprozessor 10 Schaltungen 15 zur Verarbeitung
oder Auswertung der Signale der empfangenen Rahmen 50, 70 und
eine Aktiv- und Stand-by-Schaltung 16 auf,
die die Empfangsschaltung 17 und die restlichen Schaltungen
des Mikroprozessors 10 steuert, mit Ausnahme der Zeitbasis 11. Letztere
steuert einen Fahrgastraum-Prozessor oder -Rechner 18 zur
Signalisierung des Drucks der Luftreifen und einen Stellantrieb 19 zur
Steuerung der Türschlösser des
Fahrzeugs. Der Mikroprozessor 10 ist hier in der C.MOS-Technologie hergestellt,
und die Schaltung 16 steuert den Stand-by-Zustand aller
anderen Schaltungen, indem sie einfach die von der Zeitbasis 11 kommenden
Taktsignale blockiert, die sie betätigen. Die Empfangsschaltung 17 wird
ihrerseits durch Unterbrechung ihrer Versorgung in den Stand-by-Zustand
gebracht.
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4A stellt
ein von der Stand-by- und Aktiv-schaltung 16 kommendes
Blockierungs- oder Standby/Aktiv-Steuersignal dar. Es hat eine zyklische Geschwindigkeit
mit einem niedrigen Zustand während
20 Millisekunden, der die obigen Schaltungen in den Standby-Zustand
zwingt, und mit einem hohen Zustand während 5 Millisekunden, in dem
der Empfänger 1 im
aktivierten Zustand und folglich betriebsbereit ist, um die Rahmen 50, 70 zu
empfangen und auszuwerten.
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Im
Stand-by-Zustand ist der Verbrauch des Empfängers 1 sehr begrenzt,
so dass der mittlere Verbrauch in jedem Zyklus von 25 ms nur 20%
des Verbrauchs im aktivierten Zustand ist.
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4B stellt
den Rahmen 50 der Druckfernmessungssignale dar. Der Rahmen 50 entspricht
der Norm des TPMS-Rahmens der Überwachungssysteme
für den
Druck von Luftreifen (Type Pressure Monitoring System), wird durch
Modulation einer auf 9 600 b/s frequenzmodulierten Trägerwelle
gesendet und dauert 35,75 ms. Er enthält das Aktiv-Vorspannfeld 51 des
Empfängers 1 einer
Dauer von 30 ms, gefolgt von einem Feld 52 der logischen
Synchronisation des Empfängers 1 einer
Dauer von 0,75 ms, und von einem Feld 53 mit 48 Bits von
Nutzdaten einer Dauer von 5 ms.
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Das
Format der vom Sender 6 gesendeten und in 4C dargestellten
Rahmen 70 ist global ähnlich
dem der Rahmen 50, aber mit unterschiedlichen Feldgrößen. Die
Rahmen 70, die auch von der Funkschaltung 63 durch Frequenzmodulation
einer Trägerwelle
gesendet werden, werden in diesem Beispiel mit einer anderen Modulationsgeschwindigkeit als
die der Rahmen 50 gesendet, hier von 4 kb/s. Ein Rahmen 70 enthält das Aktiv-Vorspannfeld 71 des Empfängers 1 von
32 ms, gefolgt von einem Feld 72 der logischen Synchronisierung
von 6,6 ms, das 26 Bits enthält,
und von einem Feld 73 von Nutzdaten von 22,5 ms, das 88
Nutzbits enthält.
Die Art eines Rahmens kann also die Formate seiner Felder ebenso
gut wie die Art und die Modulationsgeschwindigkeit für seine Übertragung
kennzeichnen.
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Der
Betrieb der Sender 2 bis 5, des Senders 6 und
des Empfängers 1 wird
nun im Einzelnen beschrieben.
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Der
Empfänger 1 ist über den
größten Teil (42)
des Zyklus der 4A im Stand-by-Zustand, und
das Tast- oder Abfragefenster 41 der
Funksendungen der Sender 2 bis 6 ist zyklisch
offen, um das Vorhandensein eines Funksignals auf der Antenne der
Empfangsschaltung 17 zu erfassen. Die Funkempfangsschaltung 17 und
der Mikroprozessor 10 gehen je nach dem vorbestimmten Zyklus 41, 42 der Schaltung 16 abwechselnd
vom Stand-by-Zustand in den Aktivzustand über. Im Aktivzustand und im
Fall des Empfangs eines Rahmens 50 oder 70 unterscheidet
das Rechenwerk 12 mit dem Speicher 13 und den
Filtern 14 die beiden besonderen Typen von Rahmen 50, 70 durch
Unterscheidung zwischen den beiden besonderen Übertragungsfrequenzen von Daten
in dem Vorspann 51 bzw. 71 des Rahmens 50 bzw. 70,
wobei der Vorspann eine Dauer mindestens gleich dem Abfragezyklus 41 bzw. 42 aufweist.
Das von der einzigen Antenne empfangene Signal wird demoduliert
an das Rechenwerk 12 übertragen,
das einen Signalprozessor aufweist, der hier eingangsseitig einen
Analog/Digital-Wandler aufweist. Das Rechenwerk 12 führt dann
eine einfache Erfassung des empfangenen Signalpegels (Vorhandensein
von Bits 0 und/oder 1) mittels eines digitalen Integrators durch,
der einen auf einen bestimmten Schwellwert eingestellten Komparator
steuert. Wird der Schwellwert während
des Fensters 41 nicht überschritten, dann
setzt die Stand-by- und Aktivschaltung 16 ihren Zyklus
fort und geht in den niedrigen, den Stand-by-Zustand 42 über.
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Wenn
dagegen der Prozessor des Signals des Rechenwerks 12 ein Überschreiten
des Schwellwerts durch den empfangenen Pegel erfasst, blockiert
das Rechenwerk 12 den Übergang
des Zustands der Schaltung 16 in den hohen Zustand, um den
Empfänger 1 im
Aktivzustand zu halten (gepunktete Linie der 4A).
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Da
die Rahmen 50 und 70 eine Vorspanndauer 51, 71 von
mindestens gleich derjenigen des Zyklus von 25 ms der Schaltung 16 haben,
wird ein Teil des gesendeten Vorspanns 51, 71 mit
Sicherheit vom Rechenwerk 12 empfangen. Hier haben die
Vorspanne 51, 71 sogar eine Dauer von mindestens
einem Zyklus 41, 42, vergrößert um die Dauer eines Fensters 41,
so dass ein Fenster 41 sich immer vollständig zeitlich
in jedem empfangenen Vorspann 51, 71 befindet.
Dies erleichtert die Pegelerfassung durch Integration während der
ganzen Dauer des Fensters 41, wodurch das Rauschen während dieser ganzen
Dauer gefiltert wird.
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Beim
Empfang des Vorspanns 51, 71 synchronisiert sich
das Rechenwerk 12 auf die Modulation der von der Empfangsschaltung 17 empfangenen Bits,
um in der Lage zu sein, die Bits der folgenden Felder direkt zu
lesen oder zu tasten. Da diese Bitsynchronisation also beim Empfang
erhalten wird, dient das folgende Feld 52, 72 dazu,
eine logische Synchronisation oder eine Rahmensynchronisation durchzuführen, um
anschließend
alle Bits des Nutzfelds 53, 73, und nur diese,
zu lesen, und sie aus dem Rahmen 50, 70 zu extrahieren,
um sie auszuwerten. Das obige Prinzip der Fensteraufteilung verhindert
es nämlich,
den Anfangszeitpunkt des Vorspanns 51, 71 zu erfassen,
und daher muss der Empfänger 1 logisch
auf das Nutzfeld 53, 73 blockiert werden. Zu diesem
Zweck enthält
das Feld 52, 72 ein Muster von Rahmensynchronisationsdaten,
das spezifisch für den
betrachteten Rahmen 50, 70 ist, das sich auch im
Speicher 13 befindet, und das das Rechenwerk 12 im
von der Empfangsschaltung 17 kommenden Datenstrom sucht.
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Sobald
das Rechenwerk 12 einen den Schwellwert überschreitenden
Empfangspegel erfasst hat, bestimmt es die Modulationsgeschwindigkeit
der empfangenen Bits mittels zweier Filter 14, die je auf
die beiden Modulationsfrequenzen mit 4 000 bzw. 9 600 b/s abgestimmt
sind, und leitet daraus die Identität des empfangenen Rahmens 50 oder 70 ab. Das
Rechenwerk 12 liest dann im Speicher 13 das besondere
entsprechende Synchronisationsmuster 52 oder 72 und
vergleicht es mit dem Strom der von der Empfangsschaltung 17 empfangenen
Bits. In jeder Bitperiode geht dieser Strom in einem Schieberegister
mit parallelen Ausgängen,
die mit ersten parallelen Eingängen
eines Komparators verbunden sind, dessen zweite parallele Eingänge mit
dem Speicher 13, und genauer mit seinem Musterfeld 52 oder 72, verbunden
sind, um eine Position weiter. Das Muster des Felds 52 oder 72 des
empfangenen Stroms wird erkannt, wenn es in eine bestimmte Position
des Schieberegisters übergeht,
und die folgenden Bits werden als das Nutzfeld 53 oder 73 bezeichnet,
um extrahiert und an die Betriebs- oder Verarbeitungsschaltungen 15 übertragen
zu werden, damit sie entsprechend der betrachteten Anwendung, der
Drucküberwachung
oder der Fernsteuerung von Schlössern,
ausgewertet werden.
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Wie
weiter oben gesagt, haben die homologen Felder der beiden Rahmen 50, 70 unterschiedliche
Größen, und
die Filter 14 ermöglichen
es, die beiden Rahmen 50, 70 aufgrund ihrer Vorspanne 51, 71 vorher
zu unterscheiden, um das geeignete Muster 52, 72 zu
suchen und anschließend
alle Bits aus dem zugeordneten Nutzfeld 53, 73 zu
extrahieren. Ein empfangenes Fernmessfeld 53 wird, ggf.
nach einer Aufbereitung in den Verarbeitungsschaltungen 15,
zum Prozessor 18 übertragen,
der es analysiert, um ggf. einen Alarm anzuzeigen. Wenn es ein Fernsteuerungsfeld 73 ist,
das empfangen wird, analysieren die Verarbeitungsschaltungen 15 dessen
Inhalt, um den Stellantrieb 19 zu steuern, damit eine Verriegelung
oder eine Entriegelung der Schlösser
durchgeführt
wird. Der Prozessor 18 könnte in einer Variante eine
einzige Einheit mit den Verarbeitungsschaltungen 15 bilden
und in den Mikroprozessor 10 integriert sein.
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In
einer Variante, und insbesondere in dem Fall, in dem die Trägerwellen
der beiden Rahmen 50, 70 mit der gleichen Geschwindigkeit
oder Frequenz moduliert wären,
könnte
vorgesehen werden, die Unterscheidung der Rahmen 50, 70 nur
bei den Synchronisationsfeldern 52, 72 durchzuführen.
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In
einem solchen Fall würden
die Filter 14 weggelassen, und das Rechenwerk 12 würde dann parallel
zwei Vergleiche durchführen,
um die beiden Felder 52 und 72 im ankommenden
Strom zu suchen und anschließend
deren empfangenen Rahmentyp 50 oder 70 und somit
die Position des Nutzfelds 53, 73 bestimmen, das
extrahiert und ausgewertet werden soll.