WO2014102053A1 - Empfangsanordnung für ein steuergerät in einem fahrzeug und verfahren zum erzeugen eines synchronisationspulses - Google Patents

Empfangsanordnung für ein steuergerät in einem fahrzeug und verfahren zum erzeugen eines synchronisationspulses Download PDF

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WO2014102053A1
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synchronization pulse
voltage
current
bus
receiving arrangement
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PCT/EP2013/075948
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Matthias Siemss
Massoud MOMENI
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Robert Bosch Gmbh
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    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0091—Transmitter details

Definitions

  • the invention relates to a receiving arrangement for a control device in a vehicle according to the preamble of independent claim 1 and of an associated method for generating a synchronization pulse according to the preamble of independent claim 8.
  • peripheral sensors for occupant protection systems usually use power interface parts (eg PAS4, PSI5).
  • PSI5 power interface parts
  • synchronizing enables bus operation with several sensors on one receiver.
  • a power clock in the form of a voltage pulse is generated by the central control unit (ECU), which is detected by the sensors on the bus and marks the beginning of a new cycle for data transmission.
  • This voltage pulse is called a synchronization pulse and is generated with the aid of current sources and current sinks, which charge or discharge the bus load. Typically, this voltage pulse is repeated every 500 ⁇ .
  • a trapezoidal synchronization pulse with a predetermined edge steepness is generally used.
  • the edge steepness is between a slope of a first characteristic, which is a represents a lower limit, and an edge subunit of a second characteristic, which represents an upper limit.
  • EMC electromagnetic radiation
  • the published patent application DE 10 2009 001 370 A1 describes a receiving device for receiving current signals, a circuit arrangement with such a receiving device and a method for transmitting current signals via a bus system.
  • the receiving device described comprises at least two bus connection devices for receiving current signals of a plurality of transmitters, each bus connection device being designed for connection to at least one bus connection in each case, and one
  • Control device for outputting synchronization pulses to the bus connection devices for synchronization of the transmitters.
  • the bus connection devices output the synchronization pulses with at least one time offset from one another to the multiple transmitters, wherein the synchronization pulses each have a trapezoidal shape with rounded corners.
  • the receiving arrangement according to the invention for a control unit in a vehicle with the features of independent claim 1 and the inventive method for generating a synchronization pulse having the features of independent claim 8 have the advantage that at the start of the synchronization pulse correct takeover of the quiescent current through the Current sources of the synchronization pulse generator is ensured.
  • the essence of the invention is to minimize the inaccuracies in the adoption of the quiescent current from the power supply of the receiver by the charging and discharging power sources for generating the
  • Synchronization pulse In addition, embodiments of the present invention support compliance with the limits of the current PSI5 specification.
  • the current detected by the quiescent current control may differ from the current driven by the synchronization pulse generator. If the charging current from the voltage generator is, for example, greater than the quiescent current of the residual receiver circuit, this can lead to a positive voltage offset or a positive voltage difference at the end of the synchronization pulse. If the charging current from the voltage generator is smaller than the quiescent current, this can lead to a negative voltage offset or to a negative voltage difference at the end of the synchronization pulse.
  • Bus capacity integrates the stream on the bus, representing short break-ins or boosts in the stream smoothed in voltage. The voltage difference is therefore most clearly recognizable at the end of the synchronization pulse. Therefore, the pulse voltage of the generated synchronization pulse is monitored towards the end of the synchronization pulse and compared continuously with the supply voltage for the receiver generated by the second voltage source. Should the pulse voltage of the supply voltage differ, the control of the power source and the current sink is adjusted accordingly.
  • the lowest possible electromagnetic radiation in particular in the spectral range of the signal transmission (100 kHz to 300 kHz), can be achieved.
  • Embodiments of the present invention provide a receiver assembly for a control device in a vehicle having a voltage generator for generating a synchronization pulse comprising a first voltage source, a current source, and a current sink.
  • the voltage generator generates the synchronization pulse within predetermined specification limits with a predetermined shape and a predetermined time behavior, and the receiving device outputs the synchronization pulse for synchronizing a subsequent signal transmission via a data bus to at least one sensor.
  • the voltage generator essentially generates the synchronization pulse via the current source and the current sink by charging and / or discharging a bus load as sinusoidal oscillation. According to the invention, the voltage generator compares a voltage value on
  • the voltage generator controls the current source and the current sink in such a way that the ascertained voltage difference drops below a predetermined threshold value.
  • a predetermined threshold value Preferably, an attempt is made to regulate the voltage difference to 0V.
  • the current source may provide current values that are greater than or equal to 0mA, and the current sink may, for example, provide current values that are less than 0mA.
  • a method for generating a synchronization pulse for synchronizing a subsequent signal transmission between a receiving arrangement and at least one sensor via a data bus in a vehicle is proposed.
  • the synchronization pulse is generated within predetermined specification limits with a predetermined shape and a given temporal behavior and at the beginning of the signal transmission between see the transmitted at least one sensor and the receiver assembly from the receiver assembly to the at least one sensor, wherein the synchronization pulse is generated substantially as a sine wave.
  • a voltage value at the end of the synchronization pulse is compared with a corresponding voltage value of a supply voltage of a second voltage source of the residual receiver circuit and a voltage difference is determined.
  • the current source and the current sink are controlled so that the determined voltage difference drops below a predetermined threshold.
  • an attempt is made to regulate the voltage difference to 0V.
  • the voltage generator comprises at least one digital drive circuit and at least one digital-to-analog converter, which generate a substantially sinusoidal reference current and output to the current source and the current sink.
  • a first digital drive circuit and a first digital-to-analog converter can generate a substantially sinusoidal reference current and output to the power source.
  • a second digital drive circuit and a second digital-to-analog converter can also generate a substantially sinusoidal reference current and output to the current sink.
  • a voltage supply of the receiver can be disconnected from the data bus during the synchronization pulse, while the voltage generator is activated to generate the synchronization pulse. Since the voltage generator for generating the synchronization pulse comprises a current source and a current sink, the need for an additional switch in series with the
  • a common digital drive circuit and a common digital-to-analog converter generate a substantially sinusoidal reference current and output to the power source and the current sink.
  • the shape of the synchronization pulse can either be stored in the digital part or in the digital drive circuit or calculated using an algorithm.
  • the digital-to-analog converter generates from a N-bit data word a reference current, which via the current source or current sink on the
  • Data bus is routed and the load applied to the data bus or discharges.
  • To generate a substantially sinusoidal synchronization pulse i.
  • To generate a sinusoidal or an approximately sinusoidal synchronization pulse both the current source and the current sink is driven sinusoidal or approximately sinusoidal.
  • the resolution of the data word may be off
  • the at least one digital drive circuit can regulate the synchronization pulse based on the quiescent current and the bus load.
  • a quiescent current control of the residual receiver circuit provides a measure of the quiescent current.
  • an achieved synchronization pulse amplitude can provide a measure of the bus load.
  • the synchronization pulse amplitude can be controlled by a
  • Evaluation of the bus voltage can be determined.
  • the information about the achieved synchronization pulse amplitude is obtained via the evaluation of the bus voltage.
  • a decision threshold is defined and monitored within a defined time window, for example by a comparator.
  • the at least one digital drive circuit detects too high a synchronization pulse amplitude when the synchronization pulse reaches the decision threshold at a time which is before the time window.
  • the at least one digital drive circuit detects too low a synchronization pulse amplitude if the synchronization pulse does not reach the decision threshold during a period of the synchronization pulse.
  • the at least one digital drive circuit recognizes a ne correct sync pulse amplitude when the sync pulse reaches the decision threshold at a time which is within the time window.
  • the evaluation of the synchronization pulse amplitude can be carried out at an arbitrary point of the synchronization pulse, for example also along the rising or falling edge.
  • the duration of the synchronization pulse is kept constant, while the step heights of the reference current output by the digital-to-analog converter can be scaled in accordance with the information from the amplitude evaluation.
  • the step height can be calculated, for example, from the multiplication of the minimum possible step height with a scaling factor.
  • the minimum step height results from the minimum current from the current source or current sink.
  • the scaling factor is increased if the synchronization pulse is too low and is reduced if the synchronization pulse is too high until the correct height is reached and the decision threshold within the time window is exceeded.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a sensor arrangement with an exemplary embodiment of a receiver arrangement according to the invention for a control unit in a vehicle, which generates and outputs an optimized synchronization pulse.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the shape and the temporal behavior of an inventively optimized synchronization pulse within the predetermined limits.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the profile of the bus voltage during a synchronization pulse at a synchronization current which is greater than a quiescent current.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the profile of the bus current during the synchronization pulse from FIG. 3.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the profile of the bus voltage during a synchronization pulse at a synchronization current which is smaller than the quiescent current.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the profile of the bus current during the synchronization pulse from FIG. 5.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the profile of the bus voltage during an optimized synchronization pulse in the case of a synchronization current which is equal to the quiescent current.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the profile of the bus current during the synchronization pulse from FIG. 7.
  • the illustrated exemplary embodiment of a sensor arrangement 1 comprises a data bus 5, at least one sensor 7 and an embodiment of a receiving arrangement 3 according to the invention for a control unit in a vehicle.
  • the receiving arrangement 3 according to the invention comprises a voltage generator 30 for generating a synchronization pulse P sy nc with a first voltage source 3.1, a current source 3.5 and a current sink 3.6.
  • the voltage generator 30 generates the synchronization pulse P sy nc via the current source 3.5 and the current sink 3.6 by charging and / or discharging a bus load essentially as sinusoidal oscillation.
  • the receiving arrangement 3 outputs the synchronization pulse P syn c for synchronization of a subsequent signal transmission via the data bus 5 to the at least one sensor 7.
  • the voltage generator 30 compares a voltage value at the end 12 of the synchronization pulse P syn c with a correct voltage value. ponding voltage value of a supply voltage of a second voltage source 3.2 of the remaining receiver circuit 3.3 and determines a voltage difference Udiff.
  • the voltage generator 30 controls the current source 3.5 and the current sink 3.6 as a function of the determined voltage difference Udiff such that the determined voltage difference Udiff falls below a predetermined value
  • an attempt is made to regulate the voltage difference U d , ff to 0V.
  • the current source 3.5 provides current values that are greater than or equal to 0mA
  • the current sink 3.6 provides current values that are less than 0mA.
  • the voltage generator 30 generates the synchronization pulse P sy nc within predetermined specification limits Vo, Vu having a predetermined shape and a predetermined temporal behavior.
  • the receiving arrangement 3 outputs the synchronization pulse P syn c for synchronization of a subsequent signal transmission via the data bus 5 to the at least one sensor 7.
  • the synchronization pulse P syn c shown has a specific form and a specific temporal behavior for all possible bus configurations and under all possible operating conditions. As is further apparent from Fig.
  • the synchronization pulse P syn c has a slope which is given by the slope of a first characteristic representing the lower limit Vu and the slope of a second characteristic representing the upper limit Vo ,
  • Vo is optimized so that the lowest possible electromagnetic radiation, in particular in the spectral range of signal transmission (100kHz to 300kHz) can be achieved, which on the range of fundamental waves the synchronization pulse P sync remains limited.
  • the illustrated embodiment of the receiving arrangement 3 comprises the voltage generator 30 which comprises a common digital drive circuit 32 and a common digital-to-analog converter 34 which generate a substantially sinusoidal reference current and to the current source 3.5 and output current 3.6.
  • the voltage generator 30 By sharing the digital drive circuit 32 and the digital-to-analog converter 34 for the power source 3.5 and the Current sink 3.6, the number of components of the voltage generator 30 can be reduced. As a result, the voltage generator 30 saves layout area or silicon area.
  • the illustrated embodiment allows a very robust realization of the synchronization pulse P syn c and a reduced electromagnetic radiation.
  • the control of the current source 3.5 and the current sink 3.6 for generating the synchronization pulse P syn c can be completely outsourced to the digital part of the receiving device 3, which leads to an area-efficient solution due to the ever more progressive scaling of semiconductor technology.
  • a power supply 3.2 of the remaining circuits 3.3 of the receiving device 3 during the generating and outputting of the synchronization pulse P syn c is disconnected via a switching unit 3.4 from the data bus 5, while the voltage generator 30 to generate the synchronization pulse P syn c is activated. Since the voltage generator 30 includes the current source 3.5 and the current sink 3.6, eliminating the need for an additional switch in series with the current source 3.5 and the current sink 3.6.
  • the form of the synchronization pulse P sync is either stored in the digital part or in the digital drive circuit 32 or is calculated in the digital part or in the digital drive circuit 32 with the aid of an algorithm.
  • At least one digital-to-analog converter 34 generates from the N-bit data word a reference current which is conducted via the current source 3.5 or current sink 3.6 to the data bus and charges or discharges the load applied to the data bus.
  • a reference current which is conducted via the current source 3.5 or current sink 3.6 to the data bus and charges or discharges the load applied to the data bus.
  • both the current source 3.5 and the current sink 3.6 are driven sinusoidally or approximately sinusoidally.
  • requirements are made on the shape and
  • Edge steepness of the synchronization pulse P sync must not be too low, as this has higher tolerances of the detection time of the sensors 7 result. This in turn can limit the maximum number of sensors 7 and thus reduce data throughput.
  • the slope must not be too high, as this leads to increased electromagnetic radiation.
  • Two sizes showing the behavior of the Synchronization pulse P syn c strongly affect the bus load and the quiescent current of the sensor 7 and the sensors. Various bus and sensor configurations have very different loads and quiescent currents. In order to represent a synchronization pulse P syn c within the predetermined limits Vu, Vo despite these strong bus load and quiescent current variations, a
  • the digital drive circuit 32 uses the information about the quiescent current I 0 from a quiescent current control 10 of the residual receiver circuit 3.3 and information about the achieved maximum sync pulse amplitude to
  • the knowledge of the quiescent current is used to ensure the correct start of the quiescent current through the current source 3.5 and the current sink 3.6 of the synchronization pulse generator 30 at the start of the synchronization pulse P syn .
  • the synchronization generator 30 is the voltage generator 30 which generates the synchronization pulse P sy nc and the at least one digital driver 32, the at least one digital / analog converter 34, the current source 3.5, the current sink 3.6 and the power supply 3.1 for the current source 3.5 includes.
  • the maximum synchronization pulse amplitude is determined by the evaluation of the bus voltage U Bu s. To assess the bus voltage U Bu s, for example, a decision threshold and a time window can be defined.
  • P sy nc from the voltage generator 30, which generates the synchronization pulse Psync, is correctly adopted.
  • embodiments of the present invention use a statement about the rest voltage or the quiescent current on the bus 5 as well as a regulation which the inaccuracies in the detection of the quiescent voltage or the quiescent current and the
  • the quiescent current regulation 10 Detect detected current from the current generated by the voltage generator 30. This state is shown in the following figures.
  • Fig. 3 shows the course of the bus voltage U Bu s of the synchronization pulse Psync_ P o and Fig. 4 shows the corresponding course of the bus current l bus , when the synchronization current ⁇ 5 ⁇ _ 9 at the time of acquisition is greater than the quiescent current. Since the charging current ⁇ 5 ⁇ _ 9 from the voltage generator 30 is greater than the quiescent current, the synchronization pulse P S ync_ P o ends at a higher value than the rest voltage, so that the synchronization pulse P S ync_ P o at the end of a positive voltage difference l ff or a positive one
  • Fig. 5 shows the course of the bus voltage U Bu s of the synchronization pulse
  • FIG. 6 shows the corresponding course of the bus current l bus when the synchronization current l syn c_ k is less than the quiescent current at the time of acquisition. Since the charging current l syn c_ k from the voltage generator 30 is smaller than the quiescent current, the synchronization pulse P syn C_NO ends at a lower level than the open circuit voltage, so that the synchronization pulse
  • P sy nc_no has a negative voltage difference l ff or a negative voltage offset at the end.
  • the quiescent current was taken over correctly by the charging and discharging current sources or by the current source 3.5 and the current sink 3.6 of the voltage generator 30 and both the current profile and the voltage curve of the synchronization pulse P syn c are free of offsets
  • the synchronization pulse P S ync_ P o or the synchronization pulse P sy nc_no begins with a voltage which corresponds approximately to the rest voltage and usually has no significant offset. This observation is based on the fact that the bus capacity integrates the current I bus on the bus 5 and that short bursts or increases in the current are smoothed in the voltage.
  • the offset voltage can therefore be seen most clearly at the end 12 of the synchronization pulse P syn c.
  • the pulse voltage is therefore in the circled area, ie towards the end 12 of the synchronization pulse P syn c, monitored and continuously with the
  • the control of the digital-to-analog converter 34 is adjusted by the digital drive circuit 32 of the voltage generator 30 accordingly.
  • Embodiments of the inventive method for generating a synchronization pulse P syn c for synchronizing a subsequent signal transmission between the receiving device 3 and at least one sensor 7 via a data bus 5 in a vehicle generate the synchronization pulse P sy nc within predetermined specification limits Vo, Vu with a predetermined shape and a given temporal behavior.
  • the synchronization pulse P syn c is transmitted from the receiver arrangement 3 to the at least one sensor 7.
  • the synchronization pulse Psync is generated substantially as a sine wave.
  • a voltage value at the end 12 of the synchronization pulse P syn c is compared with a corresponding voltage value of a supply voltage of a second voltage source 3.2 of the remaining receiver circuit 3.3 and a voltage difference l ff is determined, the current source 3.5 and the current sink 3.6 thus being dependent on the determined voltage difference l ff be controlled so that the determined voltage difference l ff drops below a predetermined threshold.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Empfangsanordnung (3) für ein Steuergerät in einem Fahrzeug mit einem Spannungsgenerator (30) zur Erzeugung eines Synchronisationspulses (PSync), welcher eine erste Spannungsquelle (3.1 ), eine Stromquelle (3.5) und eine Stromsenke (3.6) umfasst, wobei der Spannungsgenerator (30) den Synchronisationspuls (Psync) innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen (Vo, Vu) mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten erzeugt, und wobei die Empfangsanordnung (3) den Synchronisationspuls (Psync) zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung über einen Datenbus (5) an mindestens einen Sensor (7) ausgibt, wobei der Spannungsgenerator (30) den Synchronisationspuls (Psync) über die Stromquelle (3.5) und die Stromsenke (3.6) durch Aufladen und/oder Entladen einer Buslast im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt, sowie ein Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses (Psync). Erfindungsgemäß vergleicht der Spannungsgenerator (30) einen Spannungswert am Ende (12) des Synchronisationspulses (Psync) mit einem korrespondierenden Spannungswert einer Versorgungsspannung einer zweiten Spannungsquelle (3.2) der Restempfängerschaltung (3.3) und ermittelt eine Spannungsdifferenz (Udifr), wobei der Spannungsgenerator (30) in Abhängigkeit von der ermittelten Spannungsdifferenz (Udifr) die Stromquelle (3.5) und die Stromsenke (3.6) so ansteuert, dass die ermittelte Spannungsdifferenz (Udifr) unter einen vorgegebenen Schwellwert sinkt.

Description

Beschreibung
Titel
Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug und Verfahren zum Erzeugen eines Svnchronisationspulses
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und von einem zugehörigen Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 8.
Zur Übertragung von Sensordaten an ein zentrales Steuergerät (ECU) in einem Fahrzeug nutzen periphere Sensoren für Insassenschutzsysteme meist Strom- schnittsteilen (z.B. PAS4, PSI5). Bei Stromschnittstellen der neuesten Generation (PSI5) wird mittels Synchronisierung der Busbetrieb mit mehreren Sensoren an einem Empfänger ermöglicht. Für die Funktion der Synchronisierung wird vom zentralen Steuergerät (ECU) ein Arbeitstakt in Form eines Spannungspulses erzeugt, welcher von den Sensoren am Bus detektiert wird und den Beginn eines neuen Zyklus für die Datenübertragung kennzeichnet. Dieser Spannungspuls wird als Synchronisationspuls bezeichnet und entsteht mit Hilfe von Stromquellen und Stromsenken, welche die Buslast auf- bzw. entladen. Typischerweise wird dieser Spannungspuls alle 500 με wiederholt. Damit ein synchrones Bussystem mit einem Sensor oder mehreren Sensoren funktioniert, ist es wichtig, dass der Synchronisationspuls für alle möglichen Buskonfigurationen und unter allen möglichen Betriebsbedingungen eine bestimmte Form und ein bestimmtes zeitliches Verhalten aufweist. Daher wird bei bekannten synchronen Bussystemen in der Regel ein trapezförmiger Synchronisations- puls mit einer vorgegebenen Flankensteilheit verwendet. Hierbei liegt die Flankensteilheit zwischen einer Flankensteilheit einer ersten Kennlinie, welche eine untere Grenze repräsentiert, und einer Flankensteileinheit einer zweiten Kennlinie, welche eine obere Grenze repräsentiert. Während des synchronen Busbetriebs führt die Trapezform des Synchronisationspulses durch den hohen Oberwellenanteil zu verstärkter elektromagnetischer Abstrahlung (EMV) im Frequenz- spektrum der Signalübertragung. Dem kann in gewissem Maße beispielsweise durch einen Synchronisationspuls entgegengewirkt werden, welcher eine Trapezform mit vier abgerundeten Ecken aufweist.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2009 001 370 A1 werden eine Empfangsein- richtung zum Aufnehmen von Stromsignalen, eine Schaltungsanordnung mit einer solchen Empfangseinrichtung und ein Verfahren zum Übertragen von Stromsignalen über ein Bussystem beschrieben. Die beschriebene Empfangseinrichtung umfasst zum Aufnehmen von Stromsignalen mehrerer Sender mindestens zwei Busanschlusseinrichtungen, wobei jede Busanschlusseinrichtung zum An- schluss an jeweils mindestens eine Busverbindung ausgebildet ist, und eine
Steuereinrichtung zur Ausgabe von Synchronisationspulsen an die Busanschlusseinrichtungen zur Synchronisierung der Sender. Die Busanschlusseinrichtungen geben die Synchronisationspulse mit mindestens einem Zeitversatz zueinander an die mehreren Sender aus, wobei die Synchronisationspulse jeweils ei- ne Trapezform mit abgerundeten Ecken ausweisen.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahr- zeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8 haben demgegenüber den Vorteil, dass beim Start des Synchronisationspulses eine korrekte Übernahme des Ruhestroms durch die Stromquellen des Synchronisationspulsgenerators gewährleistet wird.
Durch die automatische Regelung des Ruhestroms in der Restempfängerschaltung, die zum gegenwärtigen Stand der Technik gehört, ist ein Maß für die Größe des Ruhestroms vorhanden. Diese Information kann vom Spannungsgenerator zur Erzeugung des Synchronisationspulses verwendet werden, um den
Ruhestrom mit den Lade- bzw. Entladestromquellen korrekt zu übernehmen. Bei dieser Übernahme kann es zu Ungenauigkeiten kommen, da die Schaltung zur Erfassung des Ruhestroms unabhängig ist von der Schaltung zur Erzeugung des Synchronisationspulses.
Der Kern der Erfindung liegt in der Minimierung der Ungenauigkeiten bei der Übernahme des Ruhestroms aus der Spannungsversorgung des Empfängers durch die Lade- und Entladestromquellen zur Erzeugung des
Synchronisationspulses. Zusätzlich unterstützen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Einhaltung der Grenzen gemäß der aktuellen PSI5 Spezifikation.
Da der Spannungsgenerator zur Erzeugung des Synchronisationspulses und die Schaltung zur Erfassung des Ruhestroms in der Restempfängerschaltung unabhängig voneinander sind, kann sich der von der Ruhestromregelung erfasste Strom von dem vom Synchronisationspulsgenerator angesteuerten Strom unterscheiden. Ist der Ladestrom aus dem Spannungsgenerator beispielsweise größer als der Ruhestrom der Restempfängerschaltung, kann dies am Ende des Synchronisationspulses zu einem positiven Spannungsoffset bzw. einer positiven Spannungsdifferenz führen. Ist der Ladestrom aus dem Spannungsgenerator kleiner als der Ruhestrom, kann dies am Ende des Synchronisationspulses zu einem negativen Spannungsoffset bzw. zu einer negativen Spannungsdifferenz führen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beginnen den
Synchronisationspuls mit einer Spannung, welche ungefähr dem Wert einer Ruhespannung der Versorgungsspannung der zweiten Spannungsquelle entspricht und in der Regel keine deutliche Spannungsdifferenz bzw. keinen deutlichen Spannungsoffset aufweist. Dies ist darin begründet, dass die
Buskapazität den Strom auf dem Bus integriert und kurze Einbrüche oder Anhebungen im Strom geglättet in der Spannung darstellt. Die Spannungsdifferenz ist daher am deutlichsten am Ende des Synchronisationspulses erkennbar. Daher wird die Pulsspannung des erzeugten Synchronisationspulses gegen Ende des Synchronisationspulses überwacht und kontinuierlich mit der von der zweiten Spannungsquelle erzeugten Versorgungsspannung für den Empfänger verglichen. Sollte sich die Pulsspannung von der Versorgungsspannung unterscheiden, so wird die Ansteuerung der Stromquelle und der Stromsenke entsprechend angepasst.
Zudem kann durch die sinusförmige Ausbildung des Synchronisationspulses in den vorgegebenen Grenzen eine möglichst geringe elektromagnetische Abstrah- lung, insbesondere im Spektralbereich der Signalübertragung (100kHz bis 300kHz), erreicht werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug zur Verfügung, welche einen Spannungsgenerator zur Erzeugung eines Synchronisationspulses aufweist, welcher eine erste Spannungsquelle, eine Stromquelle und eine Stromsenke umfasst. Der Spannungsgenerator erzeugt den Synchronisationspuls innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen mit einer vorgegebenen Form und einem vorgege- benen zeitlichen Verhalten, und die Empfangsanordnung gibt den Synchronisationspuls zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung über einen Datenbus an mindestens einen Sensor aus. Der Spannungsgenerator erzeugt den Synchronisationspuls über die Stromquelle und die Stromsenke durch Aufladen und/oder Entladen einer Buslast im Wesentlichen als Sinusschwingung. Er- findungsgemäß vergleicht der Spannungsgenerator einen Spannungswert am
Ende des Synchronisationspulses mit einem korrespondierenden Spannungswert einer Versorgungsspannung einer zweiten Spannungsquelle der Restempfängerschaltung und ermittelt eine Spannungsdifferenz. Der Spannungsgenerator steuert in Abhängigkeit von der ermittelten Spannungsdifferenz die Stromquelle und die Stromsenke so an, dass die ermittelte Spannungsdifferenz unter einen vorgegebenen Schwellwert sinkt. Vorzugsweise wird versucht, die Spannungsdifferenz auf 0V zu regeln. Hierbei kann die Stromquelle beispielsweise Stromwerte bereitstellen, welche größer oder gleich 0mA sind, und die Stromsenke kann beispielsweise Stromwerte bereitstellen, welche kleiner als 0mA sind.
Zudem wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung zwischen einer Empfangsanordnung und mindestens einem Sensor über einen Datenbus in einem Fahrzeug vorgeschlagen. Der Synchronisationspuls wird innerhalb von vorgege- benen Spezifikationsgrenzen mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten erzeugt und zu Beginn der Signalübertragung zwi- sehen dem mindestens einen Sensor und der Empfängeranordnung von der Empfängeranordnung an den mindestens einen Sensor übertragen, wobei der Synchronisationspuls im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt wird. Erfindungsgemäß wird ein Spannungswert am Ende des Synchronisationspulses mit einem korrespondierenden Spannungswert einer Versorgungsspannung einer zweiten Spannungsquelle der Restempfängerschaltung verglichen und eine Spannungsdifferenz ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Spannungsdifferenz werden die Stromquelle und die Stromsenke so angesteuert, dass die ermittelte Spannungsdifferenz unter einen vorgegebenen Schwellwert sinkt. Vor- zugsweise wird versucht, die Spannungsdifferenz auf 0V zu regeln.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahr- zeug möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Spannungsgenerator mindestens eine digitale Ansteuerschaltung und mindestens einen Digital-Analog-Wandler umfasst, welche einen im Wesentlichen sinusförmigen Referenzstrom erzeugen und an die Stromquelle und die Stromsenke ausgeben. So können beispielsweise eine erste digitale Ansteuerschaltung und ein erster Digital-Analog-Wandler einen im Wesentlichen sinusförmigen Referenzstrom erzeugen und an die Stromquelle ausgeben. Eine zweite digitale Ansteuerschaltung und ein zweiter Digital-Analog- Wandler können ebenfalls einen im Wesentlichen sinusförmigen Referenzstrom erzeugen und an die Stromsenke ausgeben. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine sehr robuste Realisierung des Synchronisationspulses und eine reduzierte elektromagnetische Abstrahlung. Hinzu kommt, dass die Ansteuerung des Synchronisationspulses vollständig in den Digitalteil der Schaltung ausgelagert werden kann, was aufgrund der immer fortschrittlicheren Skalierung der Halblei- tertechnologie zu einer flächeneffizienten Lösung führen kann. Eine Spannungsversorgung des Empfängers kann während des Synchronisationspulses vom Datenbus abgekoppelt werden, während der Spannungsgenerator zur Erzeugung des Synchronisationspulses aktiviert wird. Da der Spannungsgenerator zur Erzeugung des Synchronisationspulses eine Stromquelle und eine Stromsenke umfasst, kann die Notwendigkeit für einen zusätzlichen Schalter in Serie mit der
Stromquelle und der Stromsenke entfallen. Alternativ können eine gemeinsame digitale Ansteuerschaltung und ein gemeinsamer Digital-Analog-Wandler einen im Wesentlichen sinusförmigen Referenzstrom erzeugen und an die Stromquelle und die Stromsenke ausgeben. Durch eine gemeinsame Nutzung der digitalen Ansteuerschaltung und des Digital-Analog-Wandlers kann die Anzahl der Bautei- le des Spannungsgenerators reduziert und Layoutfläche eingespart werden.
Die Form des Synchronisationspulses kann entweder im Digitalteil bzw. in der digitalen Ansteuerschaltung hinterlegt oder mit Hilfe eines Algorithmus berechnet werden. Der Digital-Analog-Wandler erzeugt aus einem N-Bit Datenwort einen Referenzstrom, welcher über die Stromquelle bzw. Stromsenke auf den
Datenbus geleitet wird und die am Datenbus anliegende Last auflädt bzw. entlädt. Um einen im Wesentlichen sinusförmigen Synchronisationspuls, d.h. einen sinusförmigen oder einen annähernd sinusförmigen Synchronisationspuls, zu erzeugen, wird sowohl die Stromquelle als auch die Stromsenke sinusförmig oder annähernd sinusförmig angesteuert. Die Auflösung des Datenworts kann aus
Abstrahlgründen derart gewählt werden, dass der Synchronisationspuls ohne signifikante Sprünge abgebildet werden kann. Die Kapazität der Buslast integriert den Busstrom und glättet auf diese Weise die Spannung auf dem Datenbus. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung kann die mindestens eine digitale Ansteuerschaltung den Synchronisationspuls basierend auf dem Ruhestrom und der Buslast regeln. Vorzugsweise liefert eine Ruhestromregelung der Restempfängerschaltung ein Maß für den Ruhestrom. Des Weiteren kann eine erreichte Synchronisationspulsamplitude ein Maß für die Buslast liefern. Die Synchronisationspulsamplitude kann durch eine
Bewertung der Busspannung ermittelt werden. Die Information über die erreichte Synchronisationspulsamplitude wird über die Bewertung der Busspannung gewonnen. Zur Bewertung der Busspannung wird beispielsweise eine Entscheidungsschwelle definiert und innerhalb eines definierten Zeitfensters, beispiels- weise von einem Komparator überwacht. Die mindestens eine digitale Ansteuerschaltung erkennt eine zu hohe Synchronisationspulsamplitude, wenn der Synchronisationspuls die Entscheidungsschwelle zu einem Zeitpunkt erreicht, welcher vor dem Zeitfenster liegt. Die mindestens eine digitale Ansteuerschaltung erkennt eine zu niedrige Synchronisationspulsamplitude, wenn der Synchronisationspuls die Entscheidungsschwelle während einer Periodendauer des Synchronisationspulses nicht erreicht. Die mindestens eine digitale Ansteuerschaltung erkennt ei- ne korrekte Synchronisationspulsamplitude, wenn der Synchronisationspuls die Entscheidungsschwelle zu einem Zeitpunkt erreicht, welcher innerhalb des Zeitfensters liegt. Prinzipiell lässt sich die Bewertung der Synchronisationspulsamplitude an einer beliebigen Stelle des Synchronisationspulses durchführen, beispielsweise auch entlang der steigenden oder fallenden Flanke. Allerdings sind die geringsten Toleranzen und damit die zuverlässigste Regelung in der Umgebung des Maximums der Pulsspannung zu erwarten, da die Spannung hier den kleinsten Änderungen unterliegt. Die Dauer des Synchronisationspulses wird konstant gehalten, während die Stufenhöhen des vom Digital-Analog-Wandler ausgegebenen Referenzstromes entsprechend der Information aus der Amplitudenbewertung skaliert werden können. Die Stufenhöhe kann beispielsweise aus der Multiplikation der minimal möglichen Stufenhöhe mit einem Skalierungsfaktor berechnet werden. Die minimale Stufenhöhe ergibt sich aus dem minimalen Strom aus der Stromquelle bzw. Stromsenke. Der Skalierungsfaktor wird bei einem zu niedrigen Synchronisationspuls vergrößert und bei einem zu hohen Synchronisationspuls verkleinert, bis die richtige Höhe erreicht wird und die Entscheidungsschwelle innerhalb des Zeitfensters überschritten wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Sensoranordnung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Empfängeranordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug, welche einen optimierten Synchronisationspuls erzeugt und ausgibt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Form und des zeitlichen Verhaltens eines erfindungsgemäß optimierten Synchronisationspulses innerhalb der vorgegebenen Grenzen. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Verlaufs der Busspannung während eines Synchronisationspulses bei einem Synchronisationsstrom, welcher größer als ein Ruhestrom ist.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Verlaufs des Busstroms während des Synchronisationspulses aus Fig. 3.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des Verlaufs der Busspannung während eines Synchronisationspulses bei einem Synchronisationsstrom, welcher kleiner als der Ruhestrom ist.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung des Verlaufs des Busstroms während des Synchronisationspulses aus Fig. 5.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung des Verlaufs der Busspannung während eines optimierten Synchronisationspulses bei einem Synchronisationsstrom, welcher gleich dem Ruhestrom ist.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung des Verlaufs des Busstroms während des Synchronisationspulses aus Fig. 7.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer Sensoranordnung 1 einen Datenbus 5, mindestens einen Sensor 7 und ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Empfangsanordnung 3 für ein Steuergerät in einem Fahrzeug. Die erfindungsgemäße Empfangsanordnung 3 umfasst einen Spannungsgenerator 30 zur Erzeugung eines Synchronisationspulses Psync mit einer ersten Spannungsquelle 3.1 , einer Stromquelle 3.5 und einer Stromsenke 3.6. Der Spannungsgenerator 30 erzeugt den Synchronisationspuls Psync über die Stromquelle 3.5 und die Stromsenke 3.6 durch Aufladen und/oder Entladen einer Buslast im Wesentlichen als Sinusschwingung. Die Empfangsanordnung 3 gibt den Synchronisationspuls Psync zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung über den Datenbus 5 an den mindestens einen Sensor 7 aus. Erfindungsgemäß vergleicht der Spannungsgenerator 30 einen Spannungswert am Ende 12 des Synchronisationspulses Psync mit einem korres- pondierenden Spannungswert einer Versorgungsspannung einer zweiten Spannungsquelle 3.2 der Restempfängerschaltung 3.3 und ermittelt eine Spannungsdifferenz Udiff. Der Spannungsgenerator 30 steuert in Abhängigkeit von der ermittelten Spannungsdifferenz Udiff die Stromquelle 3.5 und die Stromsenke 3.6 so an, dass die ermittelte Spannungsdifferenz Udiff unter einen vorgegebenen
Schwellwert sinkt. Vorzugsweise wird versucht, die Spannungsdifferenz Ud,ff auf 0V zu regeln. Im dargestellten Ausführungsbeispiel stellt die Stromquelle 3.5 Stromwerte bereit, welche größer oder gleich 0mA sind, und die Stromsenke 3.6 stellt Stromwerte bereit, welche kleiner als 0mA sind.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, erzeugt der Spannungsgenerator 30 den Synchronisationspuls Psync innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen Vo, Vu mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten. Die Empfangsanordnung 3 gibt den Synchronisationspuls Psync zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung über den Datenbus 5 an den mindestens einen Sensor 7 aus. Damit ein synchrones Bussystem mit einem Sensor 7 oder mehreren Sensoren funktioniert, weist der dargestellte Synchronisationspuls Psync für alle möglichen Buskonfigurationen und unter allen möglichen Betriebsbedingungen eine bestimmte Form und ein bestimmtes zeitliches Verhalten auf. Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, weist der Synchronisationspuls Psync eine Flankensteilheit auf, welche durch die Flankensteilheit einer ersten Kennlinie, welche die untere Grenze Vu repräsentiert, und die Flankensteilheit einer zweiten Kennlinie, welche die obere Grenze Vo repräsentiert, vorgegeben wird. Durch die Sinusform oder die sinusähnliche Form ist der Synchronisationspuls Psync in den vorgegebenen Grenzen Vu, Vo derart optimiert, dass eine möglichst geringe elektromagnetische Abstrahlung, insbesondere im Spektralbereich der Signalübertragung (100kHz bis 300kHz) erreicht werden kann, welche auf den Bereich der Grundwellen des Synchronisationspulses Psync beschränkt bleibt. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung 3 den Spannungsgenerator 30, welcher eine gemeinsame digitale Ansteuerschaltung 32 und einen gemeinsamen Digital-Analog-Wandler 34 umfasst, welche einen im Wesentlichen sinusförmigen Referenzstrom erzeugen und an die Stromquelle 3.5 und die Stromsen- ke 3.6 ausgeben. Durch die gemeinsame Nutzung der digitalen Ansteuerschaltung 32 und des Digital-Analog-Wandlers 34 für die Stromquelle 3.5 und die Stromsenke 3.6 lässt sich die Anzahl der Bauelemente des Spannungsgenerators 30 reduzieren. Dadurch spart der Spannungsgenerator 30 Layoutfläche bzw. Siliziumfläche ein. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ermöglicht eine sehr robuste Realisierung des Synchronisationspulses Psync und eine reduzierte elekt- romagnetischen Abstrahlung. Zudem kann die Ansteuerung der Stromquelle 3.5 und der Stromsenke 3.6 zur Erzeugung des Synchronisationspulses Psync vollständig in den Digitalteil der Empfangsanordnung 3 ausgelagert werden, was aufgrund der immer fortschrittlicheren Skalierung der Halbleitertechnologie zu einer flächeneffizienten Lösung führt.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, wird eine Spannungsversorgung 3.2 der restlichen Schaltkreise 3.3 der Empfangsanordnung 3 während der Erzeugung und Ausgabe des Synchronisationspulses Psync über eine Schalteinheit 3.4 vom Datenbus 5 abgekoppelt, während der Spannungsgenerator 30 zur Erzeugung des Synchronisationspulses Psync aktiviert wird. Da der Spannungsgenerator 30 die Stromquelle 3.5 und die Stromsenke 3.6 umfasst, entfällt die Notwendigkeit für einen zusätzlichen Schalter in Serie mit der Stromquelle 3.5 und der Stromsenke 3.6. Die Form des Synchronisationspulses Psync ist entweder im Digitalteil bzw. in der digitalen Ansteuerschaltung 32 hinterlegt oder wird im Digitalteil bzw. in der digitalen Ansteuerschaltung 32 mit Hilfe eines Algorithmus berechnet. Mindestens ein Digital-Analog-Wandler 34 erzeugt aus dem N-Bit Datenwort einen Referenzstrom, welcher über die Stromquelle 3.5 bzw. Stromsenke 3.6 auf den Datenbus geleitet wird und die am Datenbus anliegende Last auf- bzw. entlädt. Um einen sinusförmigen oder annähernd sinusförmigen Synchronisationspuls Psync aus Fig. 2 zu erzeugen, werden sowohl die Stromquelle 3.5 als auch die Stromsenke 3.6 sinusförmig oder annähernd sinusförmig angesteuert. Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, werden Anforderungen an die Form und
Flankensteilheit des Synchronisationspulses Psync gestellt. Zum einen darf die Flankensteilheit nicht zu gering sein, da dies höhere Toleranzen der Erkennungszeit der Sensoren 7 zur Folge hat. Dies wiederum kann die maximale Anzahl an Sensoren 7 beschränken und somit den Datendurchsatz reduzieren. Zum anderen darf die Flankensteilheit nicht zu hoch sein, da dies zu verstärkter elektromagnetischer Abstrahlung führt. Zwei Größen, welche das Verhalten des Synchronisationspulses Psync stark beeinflussen, sind die Buslast und der Ruhestrom des Sensors 7 bzw. der Sensoren. Verschiedene Bus- und Sensorkonfigurationen weisen stark unterschiedliche Lasten und Ruheströme auf. Um trotz dieser starken Buslast- und Ruhestromvariationen einen Synchronisationspuls Psync innerhalb der vorgegebenen Grenzen Vu, Vo darstellen zu können, wird eine
Regelung des Busstroms lBus bzw. der Busspannung UBus durchgeführt.
Die digitale Ansteuerschaltung 32 verwendet die Information über den Ruhestrom l0 aus einer Ruhestromregelung 10 der Restempfängerschaltung 3.3 und eine Information über die erreichte maximale Synchronisationspulsamplitude zur
Regelung des Synchronisationspulses Psync- Die Kenntnis des Ruhestroms wird verwendet, um beim Start des Synchronisationspulses Psync eine korrekte Übernahme des Ruhestroms durch die Stromquelle 3.5 und die Stromsenke 3.6 des Synchronisationspulsgenerators 30 zu gewährleisten. Als Synchronisationspuls- generator wird der Spannungsgenerator 30 bezeichnet, welcher den Synchronisationspuls Psync erzeugt und die mindestens eine digitale Ansteuerung 32, den mindestens einen Digital-Analog-Wandler 34, die Stromquelle 3.5, die Stromsenke 3.6 und die Spannungsversorgung 3.1 für die Stromquelle 3.5 umfasst. Die maximale Synchronisationspulsamplitude wird durch die Bewertung der Bus- Spannung UBus ermittelt. Zur Bewertung der Busspannung UBus können beispielsweise eine Entscheidungsschwelle und ein Zeitfenster definiert werden. Die Bewertung der Busspannung UBus und eine korrespondierende Regelung stellen die gewünschte Form des Synchronisationspulses Psync zwischen Start- und Endpunkt des Synchronisationspulses Psync sicher. Die Regelung stellt jedoch nicht sicher, dass die Busspannung UBus, auf weiche der Synchronisationspuls
Psync aufsetzt, vom Spannungsgenerator 30, welcher den Synchronisationspuls Psync erzeugt, korrekt übernommen wird. Hierzu verwenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Aussage über die Ruhespannung bzw. den Ruhestrom auf dem Bus 5 als auch eine Regelung, welche die Ungenauigkeiten bei der Erfassung der Ruhespannung bzw. des Ruhestroms und der
anschließenden Ansteuerung der Lade- und Entladestromquellen bzw. der Stromquelle 3.5 und der Stromsenke 3.6 des Spannungsgenerators 30 minimiert.
Durch die automatische Regelung des Ruhestroms, die zum gegenwärtigen Stand der Technik gehört ist ein Maß für die Größe des Ruhestroms vorhanden. Diese Information wird vom Spannungsgenerator 30 zur Erzeugung des Synch- ronisationspulses Ps nc verwendet, um den Ruhestrom mit den Lade- bzw.
Entladestromquellen bzw. der Stromquelle 3.5 und der Stromsenke 3.6 korrekt zu übernehmen. Die Information über den aktuellen Ruhestrom wird von der Ruhestromregelung 10 bereitgestellt, die im Block„restliche Empfängerschaltung 3.3" angeordnet ist. Da der Spannungsgenerator 30 zur Erzeugung des Synchronisationspulses Psync und die Ruhestromregelung 10 unabhängig voneinander sind, kann sich der von der Ruhestromregelung 10 erfasste Strom von dem vom Spannungsgenerator 30 erzeugten Strom unterscheiden. Dieser Zustand ist in den folgenden Abbildungen dargestellt.
Fig. 3 zeigt den Verlauf der Busspannung UBus des Synchronisationspulses Psync_Po und Fig. 4 zeigt den korrespondierenden Verlauf des Busstroms lBus, wenn der Synchronisationsstrom Ι5γηο_9 zum Zeitpunkt der Übernahme größer als der Ruhestrom ist. Da der Ladestrom Ι5γηο_9 aus dem Spannungsgenerator 30 größer als der Ruhestrom ist, endet der Synchronisationspuls PSync_Po auf einem höheren Wert als die Ruhespannung, so dass der Synchronisationspuls PSync_Po am Ende eine positive Spannungsdifferenz l ff bzw. einen positiven
Spannungsoffset aufweist. Fig. 5 zeigt den Verlauf der Busspannung UBus des Synchronisationspulses
Psync_no und Fig. 6 zeigt den korrespondierenden Verlauf des Busstroms lBus, wenn der Synchronisationsstrom lsync_k zum Zeitpunkt der Übernahme kleiner als der Ruhestrom ist. Da der Ladestrom lsync_k aus dem Spannungsgenerator 30 kleiner als der Ruhestrom ist, endet der Synchronisationspuls Psync_no auf einem niedrigeren Wert als die Ruhespannung, so dass der Synchronisationspuls
Psync_no am Ende eine negative Spannungsdifferenz l ff bzw. einen negativen Spannungsoffset aufweist.
In den Darstellungen gemäß Fig. 7 und 8 wurde der Ruhestrom korrekt von den Lade- und Entladestromquellen bzw. von der Stromquelle 3.5 und der Stromsenke 3.6 des Spannungsgenerators 30 übernommen und sowohl der Stromverlauf als auch der Spannungsverlauf des Synchronisationspulses Psync sind frei von Offsets. In Fig. 3 bis 6 beginnt der Synchronisationspuls PSync_Po bzw. der Synchronisationspuls Psync_no mit einer Spannung, die ungefähr der Ruhespannung entspricht und in der Regel kein deutliches Offset aufweist. Diese Beobachtung liegt darin begründet, dass die Buskapazität den Strom lBus auf dem Bus 5 integriert und kurze Einbrüche oder Anhebungen im Strom geglättet in der Spannung darstellt. Die Offsetspannung ist daher am deutlichsten am Ende 12 des Synchronisati- onspulses Psync erkennbar. Um den Zustand in Fig. 7 und 8 zu ermöglichen, wird die Pulsspannung daher im eingekreisten Bereich, also gegen Ende 12 des Synchronisationspulses Psync, überwacht und kontinuierlich mit der
Versorgungsspannung für den Empfänger verglichen. Sollte sich die
Pulsspannung von der Versorgungsspannung unterscheiden, so wird die Ansteuerung des Digital-Analog-Wandlers 34 durch die digitale Ansteuerschaltung 32 des Spannungsgenerators 30 entsprechend angepasst.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen eines Synchronisationspulses Psync zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung zwischen der Empfangsanordnung 3 und mindestens einem Sensor 7 über einen Datenbus 5 in einem Fahrzeug erzeugen den Synchronisationspuls Psync innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen Vo, Vu mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten. Zu Beginn der Signalübertragung zwischen dem mindestens einen Sensor 7 und der Empfängeranordnung 3 wird der Synchronisationspuls Psync von der Empfängeranordnung 3 an den mindestens einen Sensor 7 übertragen. Der Synchronisationspuls Psync wird im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt. Erfindungsgemäß werden ein Spannungswert am Ende 12 des Synchronisationspulses Psync mit einem korrespondierenden Spannungswert einer Versorgungsspannung einer zweiten Spannungsquelle 3.2 des Restempfängerschaltung 3.3 verglichen und eine Spannungsdifferenz l ff ermittelt, wobei in Abhängigkeit von der ermittelten Spannungsdifferenz l ff die Stromquelle 3.5 und die Stromsenke 3.6 so angesteuert werden, dass die ermittelte Spannungsdifferenz l ff unter einen vorgegebenen Schwellwert sinkt.

Claims

Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug mit einem Spannungsgenerator (30) zur Erzeugung eines Synchronisationspulses (Psync), welcher eine erste Spannungsquelle (3. 1 ) , eine Stromquelle (3.5) und eine Stromsenke (3.6) umfasst, wobei der Spannungsgenerator (30) den Synchronisationspuls (Psync) innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen (Vo, Vu) mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten erzeugt, und wobei die Empfangsanordnung (3) den Synchronisationspuls (Psync) zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung über einen Datenbus (5) an mindestens einen Sensor (7) ausgibt, wobei der Spannungsgenerator (30) den Synchronisationspuls (Psync) über die Stromquelle (3.5) und die Stromsenke (3.6) durch Aufladen und/oder Entladen einer Buslast im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator (30) einen Spannungswert am Ende (12) des Synchronisationspulses (Psync) mit einem korrespondierenden Spannungswert einer Versorgungsspannung einer zweiten Spannungsquelle (3.2) der Restempfängerschaltung (3.3) vergleicht und eine Spannungsdifferenz (l ff) ermittelt, wobei der Spannungsgenerator (30) in Abhängigkeit von der ermittelten Spannungsdifferenz (l ff) die Stromquelle (3.5) und die Stromsenke (3.6) so ansteuert, dass die ermittelte Spannungsdifferenz (Udiff) unter einen vorgegebenen Schwellwert sinkt.
Empfangsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator (30) mindestens eine digitale Ansteuerschaltung (32) und mindestens einen Digital-Analog-Wandler (34) umfasst, welche einen im Wesentlichen sinusförmigen Referenzstrom erzeugen und an die Stromquelle (3.5) und die Stromsenke (3.6) ausgeben.
Empfangsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (3.5) Stromwerte bereitstellt, welche größer oder gleich OmA sind, wobei die Stromsenke (3.6) Stromwerte bereitstellt, welche kleiner als 0mA sind.
Empfangsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine digitale Ansteuerschaltung (32) die vorgegebene Form und das vorgegebene zeitliche Verhalten des Synchronisationspulses (Psync) speichert und/oder berechnet, wobei die mindestens eine digitale Ansteuerschaltung (32) entsprechende digitale Datenworte an den mindestens einen Digital-Analog-Wandler (34) ausgibt.
Empfangsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine digitale Ansteuerschaltung (32) den Synchronisationspuls (Psync) basierend auf einem Ruhestrom und der Buslast regelt.
Empfangsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ruhestromregelung (10) der Restempfängerschaltung (3.3) ein Maß für den Ruhestrom liefert.
Empfangsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erreichte Synchronisationspulsamplitude ein Maß für die Buslast liefert, wobei die Synchronisationspulsamplitude durch eine Bewertung der Busspannung (UBus) ermittelbar ist.
Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses zur Synchronisierung einer nachfolgenden Signalübertragung zwischen einer Empfangsanordnung (3) und mindestens einem Sensor (7) über einen Datenbus (5) in einem Fahrzeug, wobei der Synchronisationspuls (Psync) innerhalb von vorgegebenen Spezifikationsgrenzen (Vo, Vu) mit einer vorgegebenen Form und einem vorgegebenen zeitlichen Verhalten erzeugt und zu Beginn der Signalübertragung zwischen dem mindestens einen Sensor (7) und der Empfängeranordnung (3) von der Empfängeranordnung (3) an den mindestens einen Sensor (7) übertragen wird, wobei der Synchronisationspuls (Psync) im Wesentlichen als Sinusschwingung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungswert am Ende (12) des Synchronisationspulses (Psync) mit einem korrespondierenden Spannungswert einer Versor- gungsspannung einer zweiten Spannungsquelle (3.2) des Restempfängerschaltung (3.3) verglichen und eine Spannungsdifferenz (l ff) ermittelt wird, wobei in Abhängigkeit von der ermittelten Spannungsdifferenz (l ff) die Stromquelle (3.5) und die Stromsenke (3.6) so angesteuert werden, dass die ermittelte Spannungsdifferenz (l ff) unter einen vorgegebenen Schwellwert sinkt.
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