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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Versorgungsleitungsstruktur zur Energieversorgung von
elektrischen Komponenten eines Kraftfahrzeugs und zur
Übertragung von Informationen zwischen zumindest einem Teil
der Komponenten.
Stand der Technik
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In einem Kraftfahrzeug findet nach dem Stand der Technik
die Kommunikation zwischen verschiedenen elektrischen
Komponenten, wie bspw. Türsteuergerät und Sitzsteuergerät,
in der Regel mittels eines Bussystems (z. B. Controller Area
Network, CAN) statt. Darüber hinaus sind zur Zeit neue
Buskonzepte in der Entwicklung, bei denen die Kommunikation
zwischen den elektrischen Komponenten über eine
Versorgungsleitungsstruktur erfolgen soll, die zur
Energieversorgung der elektrischen Komponenten in dem
Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Dieses neue Buskonzept wird
auch als Powerline Communications bezeichnet. Die Powerline
Communications kann mit den heute in Kraftfahrzeugen
vorhandenen Versorgungsleitungsstrukturen nur eingeschränkt
betrieben werden, da die über die Versorgungsleitungen zu
übertragenden Informationen auf Grund von Störungen und
Reflexionen stark gedämpft bei der empfangenden Komponente
ankommen bzw. sogar gar nicht mehr von Stör- oder
Rauschsignalen unterschieden werden können.
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Aus der WO 92/21180 ist eine Versorgungsleitungsstruktur
für Powerline Communications bekannt. In dieser
Druckschrift wird ganz allgemein die Funktionsweise der
Powerline Communications erläutert und werden Lösungen für
verschiedene Probleme angesprochen, die bei der
Realisierung der Powerline Communications auftreten können.
Auf diese Druckschrift wird hinsichtlich des Aufbaus einer
Versorgungsleitungsstruktur für die Powerline
Communications und hinsichtlich der Funktionsweise der
Powerline Communications ausdrücklich Bezug genommen.
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Darüber hinaus ist aus der DE 197 03 144 C2 ein Verfahren
zur Übertragung von Informationen in einem Kraftfahrzeug
über eine Versorgungsleitungsstruktur bekannt. Die dort
beschriebene Powerline Communications ist auf den Einsatz
für elektrische Komponenten einer Rückfahrhilfe eines
Kraftfahrzeugs beschränkt. Für die Powerline Communications
wird die in dem Kraftfahrzeug bereits vorhandene
Versorgungsleitungsstruktur ohne besondere Veränderungen
oder Anpassungen an die Informationsübertragung verwendet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,
eine Versorgungsleitungsstruktur eines Kraftfahrzeugs
derart auszugestalten, dass eine möglichst ungestörte
Übertragung von Informationen zwischen elektrischen
Komponenten, die von der Versorgungsleitungsstruktur mit
Energie versorgt werden, zu gewährleisten. Insbesondere
soll die Störanfälligkeit bei einer Powerline
Communications verringert werden. Gleichzeitig soll die
Energieversorgung der elektrischen Komponenten über die
Versorgungsleitungsstruktur weiterhin gewährleistet sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung
ausgehend von der Versorgungsleitungsstruktur der eingangs
genannten Art vor, dass die Versorgungsleitungsstruktur
gesonderte, von der Fahrzeugkarosserie elektrisch getrennte
Versorgungsleitungen als Rückleitungen von den Komponenten
zu mindestens einer Energiequelle des Kraftfahrzeugs
aufweist.
Vorteile der Erfindung
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann ein entscheidender
Schritt in Richtung einer Verbesserung der Störfestigkeit
bei einer Powerline Communications in einem Kraftfahrzeug
erzielt werden. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass
die Gestaltung der "Rückleitung" einen wichtigen
Gesichtspunkt hinsichtlich der Störanfälligkeit der
Versorgungsleitungsstruktur darstellt. Bisher wird die
Karosserie eines Kraftfahrzeugs als allgemeine elektrische
Masse verwendet, was verschiedene unerwünschte Effekte im
hochfrequenten Bereich, wie Funkabstrahlung und
Übersprechen, mit sich bringt. Für die zuverlässige
Übertragung hochfrequenter Informationssignale (geträgerte
Übertragung mit hochfrequenten Trägern) bei der Powerline
Communications ist das Verwenden einer Karosseriemasse
deshalb nicht mehr geeignet.
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Bei der Powerline Communications erfolgt die Übertragung
von Informationen innerhalb eines Kraftfahrzeugs nicht mehr
über separat zu verlegende Datenleitungen, sondern vielmehr
über die in dem Kraftfahrzeug zur Energieversorgung der
Komponenten sowieso verlegten Versorgungsleitungen. Diese
werden also neben der Energieversorgung auch zur
Übertragung von Informationen zwischen den Komponenten
genutzt. Dadurch können separate Datenleitungen, wie sie
bspw. bei einem Controller Area Network (CAN)-Bus benötigt
werden, eingespart werden. Das hat im Wesentlichen die
folgenden Vorteile:
- - Kostenersparnis: Neben den Materialkosten für die
Datenleitungen werden auch die Kosten für die
Verlegung der Datenleitungen eingespart.
- - Gewichtsreduktion: Durch den Wegfall der
Datenleitungen reduziert sich das Gesamtgewicht des
Kraftfahrzeugs.
- - Geringe Fehleranfälligkeit durch Leitungsdefekte:
Durch Reduktion der Leitungsanzahl in kritischen
Bereichen mit erhöhter mechanischer Belastung der
Leitungen, z. B. im Bereich beweglicher Fahrzeugteile
wie Türen, ergibt sich insgesamt eine geringere
Fehleranfälligkeit gegenüber Leitungsdefekten. Des
weiteren ist die Versorgungsleitungsstruktur,
insbesondere zur Energieversorgung von Komponenten aus
sicherheitsrelevanten Bereichen des Kraftfahrzeugs,
bereits so ausfallsicher ausgebildet, dass eine
Unterbrechung der Energieversorgung für diese
Komponenten nahezu ausgeschlossen ist. Ein Ausfall der
Energieversorgung für eine sicherheitsrelevante
Komponente würde die Sicherheit des Kraftfahrzeugs
gefährden und muss deshalb unbedingt durch geeignete
Sicherheitsmaßnahmen vermieden werden.
- - Vereinheitlichung bestehender Buskonzepte: Durch die
Datenübertragung auf der Versorgungsleitungsstruktur
wird ein einheitliches Übertragungskonzept für alle
Kommunikationsanwendungen innerhalb des Kraftfahrzeugs
ermöglicht.
- - Leichte Nachrüstbarkeit: Aufgrund des generell in
einem Kraftfahrzeug bereits vorliegenden
Versorgungsnetzes, an das mit Energie zu versorgende
Komponenten und Systeme angeschlossen sind, liegt ein
im Rahmen von Powerline Communications an jeder dieser
Komponenten zugängliches Kommunikationsnetz vor.
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Die Informationen können mittels Mehrfach-
Zugriffsverfahren, insbesondere mittels des TCMA(Time
Division Multiple Access)-, FDMA(Frequency Division
Multiple Access)-, oder CDMA(Code Division Multiple
Access)-Verfahrens, übertragen werden. Bei diesen Verfahren
werden die einzelnen Komponenten entweder im Zeit- bzw.
Frequenzbereich oder durch Verwendung verschiedener
(orthogonaler) Codes separiert.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden
Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Versorgungsleitungen
der Versorgungsleitungsstruktur als Koaxialleitungen oder
als verdrillte Doppeladern (Twisted-Pair-Leitungen)
ausgebildet sind. Koaxialleitungen zeichnen sich durch ihre
gute Abschirmwirkung aus. Der Energietransport - egal bei
welcher Frequenz - findet im Inneren der Struktur statt, so
dass keine elektromagnetischen Felder austreten. Der
Querschnitt der Koaxialleitungen muss ausreichend groß
sein, um Ströme von über 25 A transportieren zu können.
Eine sehr attraktive Alternative zur Koaxialstruktur stellt
die Verwendung verdrillter Doppeladern dar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird vorgeschlagen, dass
- - alle Komponenten von der Versorgungsleitungsstruktur
hochfrequent entkoppelt sind; und
- - Sende-/Empfangseinheiten in den Komponenten vorgesehen
sind, wobei die Impedanz der Sende-/Empfangseinheiten
der Komponenten an den Wellenwiderstand der jeweils an
die Komponente heranführenden Versorgungsleitungen
angepaßt ist.
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Reflexionen, die auf den Versorgungsleitungen durch Sprünge
des Wellenwiderstandes (Stoßstellen) oder Fehlanpassung an
den Leitungsenden entstehen, sind für eine schnelle
Datenübertragung sehr störend, da durch sie eine lange
Kanalimpulsantwort entsteht. Aus diesem Grund wird jede
Fahrzeugkomponente nach Möglichkeit hochfrequenzmäßig von
der Versorgungs- und Datenleitung abgekoppelt. Durch diese
Maßnahmen können die Kanaleigenschaften der
Informationsübertragung entscheidend verbessert werden.
Insbesondere wird ein nahezu konstanter Dämpfungsverlauf
und eine betragsmäßige Reduzierung der Reflexionen in der
Versorgungsleitungsstruktur erzielt. Dadurch wird die
Informationsübertragung vorhersehbar und berechenbar.
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Vorteilhafterweise sind in den Verbindungsleitungen
Hochfrequenz-Drosseln seriell angeordnet und ist zu den
Komponenten hin in den Verbindungsleitungen mindestens ein
Kondensator parallel geschaltet. Dadurch können die
elektrischen Komponenten besonders effektiv hochfrequent
entkoppelt werden. Hohe Frequenzen werden am Eindringen in
die Komponenten gehindert. Der parallel geschaltete
Kondensator bewirkt einen hochfrequenten Kurzschluss.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist zwischen die Komponenten und die
Versorgungsleitungsstruktur eine Anpassschaltung eingefügt,
durch welche die Impedanz der Sende-/Empfangseinheiten der
Komponenten an den Wellenwiderstand der jeweils an die
Komponente heranführenden Versorgungsleitungen angepasst
ist. Die Impedanz der Sende-/Empfangseinheiten wird an den
Wellenwiderstand der Versorgungsleitung angepasst. Dies
geschieht mittels einer speziellen Anpassschaltung, die aus
zwei Spulen und mehreren Ferritperlen besteht, die in den
Versorgungsleitungen jeweils angeordnet bzw. konzentrisch
auf die Versorgungsleitungen geschoben sind.
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Schließlich wird vorgeschlagen, dass die
Versorgungsleitungen in einer H-Struktur, einer Ring-
Struktur oder einer Stern-Struktur angeordnet sind. Bei der
H-Struktur ist der Querschnitt des Hauptstrangs an die zu
übertragende Leistung angepasst. Dies bedeutet, dass der
Querschnitt beginnend bei einer Energiequelle am größten
ist und sich entsprechend der Anzahl der noch zu
versorgenden Komponenten mit wachsender Länge verringert.
Dies würde eine zusätzliche Einsparung an Leitermaterial
mit sich bringen. Bei der Ringstruktur kann der
Leiterquerschnitt wie bei der H-Struktur entsprechend der
zu transportierenden Leistung variabel gestaltet werden.
Hierbei ist es im Hinblick auf das Hochfrequenzverhalten
wichtig, durch Gestaltung der Leitergeometrie trotz
Querschnittsveränderung den Wellenwiderstand konstant zu
halten. Insgesamt wird die effektive Leitungslänge um etwa
den Faktor 2 höher liegen als bei der H-Struktur. Bei der
Stern-Struktur weist der Hauptstrang einen konstanten
Querschnitt auf. Die einzelnen Versorgungsleitungszweige
sind nach dem jeweiligen Energiebedarf der angeschlossenen
Komponenten bemessen.
Zeichnungen
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der
Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen
oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger
Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren
Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw.
Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
Es zeigen:
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Fig. 1 eine erfindungsgemäße Versorgungsleitungsstruktur
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
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Fig. 2 eine Sende-/Empfangseinheit einer elektrischen
Kraftfahrzeugkomponente, die an die
Versorgungsleitungsstruktur aus Fig. 2
angeschlossen ist; und
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Fig. 3 eine Anpassschaltung, die zwischen einen
Versorgungsleitungszweig und an die
Versorgungsleitungsstruktur angeschlossene
elektrische Komponente angeordnet ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die vorliegende Erfindung schlägt verschiedene Maßnahmen
vor, mit denen die Eigenschaften einer
Versorgungsleitungsstruktur zur Übertragung von
Informationen zwischen elektrischen Komponenten eines
Kraftfahrzeugs, die an die Versorgungsleitungsstruktur
angeschlossen sind, verbessert werden können. Insbesondere
kann durch eine geeigneten Aufbau der
Vorsorgungsleitungsstruktur die Störanfälligkeit der
Informationsübertragung verringert werden. Außerdem können
durch ein Hochfrequenz (HF)-Konditionierung die
Kanaleigenschaften der Informationsübertragung verbessert
werden. Dies wird bspw. dadurch erreicht, dass der
Dämpfungsverlauf nahezu konstant ist und dass die
Reflexionen betragsmäßig reduziert werden.
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In Fig. 1 ist eine Versorgungsleitungsstruktur in ihrer
Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die
Versorgungsleitungsstruktur 1 ist eigentlich zur
Energieversorgung von elektrischen Kraftfahrzeugkomponenten
2, 3, 4 vorgesehen. Als elektrische Komponenten 2, 3, 4 im
Sinne der vorliegenden Erfindung werden auch hydraulische
oder pneumatische Komponenten bezeichnet, die elektrisch
ansteuerbar sind und über die Versorgungsleitungsstruktur 1
mit Energie versorgt werden. Elektrische Komponenten 2, 3,
4 sind bspw. Kraftfahrzeugsteuergeräte, die in großer
Anzahl in einem Kraftfahrzeug modernerer Bauart vorhanden
sind und untereinander Informationen austauschen müssen.
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An die Versorgungsleitungsstruktur 1 sind in Fig. 1 drei
Komponenten 2, 3, 4 angeschlossen. Es ist jedoch ohne
weiteres denkbar noch weitere Komponenten an die
Versorgungsleitungsstruktur 1 anzuschließen, was durch die
gestrichelten Linien veranschaulicht ist. In jeder
Komponente 2, 3, 4 ist eine Sende-/Empfangseinheit
(Transceiver) 5 vorgesehen, um Informationen von der
Komponente 2, 3, 4 über die Versorgungsleitungsstruktur 1
zu übertragen bzw. um Informationen von der
Versorgungsleitungsstruktur 1 zu empfangen.
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Die Sende-/Empfangseinheit 5 ist in Fig. 2 im Ausschnitt
dargestellt. Sie umfasst eine Sendeeinheit 6 und eine
Empfangseinheit 7. Die Sendeeinheit 6 erhält von der
Komponente 2, 3, 4 Informationen, die über die
Versorgungsleitungsstruktur 1 übertragen werden sollen. Die
Informationen stellen bspw. in der Komponenten 2, 3, 4
durch Sensoren 8 aufgenommene Betriebsgrößen des
Kraftfahrzeugs dar. Die Informationsübertragung erfolgt mit
Hilfe eines oder mehrerer Trägersignale, d. h. die zu
übertragenden Informationen werden dem oder jedem Träger
aufmoduliert. Dazu werden die Informationen von den
Sensoren 8 einem Modulator 9 zugeführt.
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In dem Modulator 9 wird das Informationssignal in einer
Weise auf das Trägersignal aufmoduliert, die dem
gewünschten Übertragungsverfahren entspricht. Als
Übertragungsverfahren kommen Einzelträgerverfahren (Single
Carrier) mit schmalbandiger Modulation, Bandspreizverfahren
oder Mehrträgerverfahren (Multi Carrier) zum Einsatz.
Einzelträgerverfahren sind bspw. ASK (Amplitude Shift
Keying), FSK (Frequency Shift Keying), PSK (Phase Shift
Keying) in verschiedenen Varianten, wie bspw. BPSK, QPSK,
DBPSK, DQPSK, oder QAM (Quadrature Amplitude Modulation).
Als Bandspreizverfahren sind bspw. DSSS (Direct Sequence
Spread Spectrum) oder FH (Frequency Hopping) denkbar.
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Mehrträgerverfahren sind bspw. OFDM (Orthogonal Frequency
Divsion Multiplexing) mit individueller Trägermodulation.
Bei der Wahl des Übertragungsverfahrens ist auf Resistenz
gegenüber vorhandenen Störern und auf eine effiziente
Nutzung der für die Kommunikation zur Verfügung stehenden
Bandbreite zu achten.
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Das Trägersignal mit dem aufmodulierten Informationssignal
wird einer Einkoppelvorrichtung 10 zugeführt, die dieses
Signal in die Versorgungsleitungsstruktur 1 einkoppelt.
Danach wird das modulierte Signal über die
Versorgungsleitungsstruktur 1 übertragen. Für die
Informationsübertragung wird vorzugsweise ein
Frequenzbereich zwischen 100 MHz und 300 MHz gewählt.
Darüber hinaus kann auch beliebig andere Frequenzbereiche,
bspw. zwischen 1 MHz und 10 MHz bzw. 20 MHz, genutzt
werden.
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In einer empfangenden Komponente 2, 3, 4 wird das
modulierte Signal zunächst aus der
Versorgungsleitungsstruktur 1 ausgekoppelt. Dazu ist eine
Auskoppelvorrichtung 11 in der Empfangseinheit 7 der
Sende-/Empfangseinheit 5 einer Komponente 2, 3, 4
vorgesehen. Das ausgekoppelte Signal wird an einen
Demodulator 12 geführt, in dem die Demodulation des
empfangenen Signals und damit die Rückgewinnung der
übertragenen Informationen stattfindet. Die empfangenen
Informationen werden bspw. an Aktoren 13 in der
empfangenden Komponente 2, 3, 4 zur Variation bestimmter
Betriebsgrößen oder Kraftfahrzeugfunktionen weitergeleitet.
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Ein Trägersignal kann z. B. die Form
aufweisen. Das Informationssignal selbst hat bspw. die
Form:
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Dabei repräsentiert bi den zu übertragenden
Informationsvektor. Tb ist die Bitdauer eines einzelnen
Datenbits.
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Abhängig von dem Informationssignal s(t) kann einer oder
können mehrere Parameter der Trägerschwingung variiert
werden. Die in Frage kommenden Parameter sind dabei die
Amplitude A(t), die Frequenz f(t) und die Phase φ(t). Je
nach Art der von dem Informationssignal s(t) beeinflussten
Parameter ergeben sich die oben bereits genannten
verschiedenen Übertragungsverfahren.
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Auf Grund der Informationsübertragung bei hohen Frequenzen
sind verschiedene Modifikationen an der
Versorgungsleitungsstruktur 1 und den daran angeschlossenen
Komponenten 2, 3, 4 des Kraftfahrzeugs durchzuführen. Dies
ist u. a. eine hochfrequente Entkopplung aller Komponenten
2, 3, 4 des Kraftfahrzeugs von der
Versorgungsleitungsstruktur 1 und Anpassung der Komponenten
2, 3, 4 zur Informationsübertragung an den Wellenwiderstand
der Versorgungsleitungsstruktur 1.
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Um unerwünschte und nicht voraussehbare Effekte auf Grund
der Hochfrequenz zu vermeiden, werden alle Komponenten 2,
3, 4 hochfrequent entkoppelt. Dies bedeutet, dass die
Hochfrequenz nicht in die Komponenten 2, 3, 4 eindringen
darf. Dies kann z. B. mit seriell in die
Versorgungsleitungen eingefügten Hochfrequenz (HF)-Drosseln
erfolgen, auf die zur Komponentenseite hin ein parallel
geschalteter Kondensator C1 (hochfrequenter Kurzschluss)
folgt. Eine entsprechende Anpassschaltung 16 zur
Realisierung dieser hochfrequenten Entkopplung ist in Fig.
3 dargestellt.
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Reflexionen, welche auf den Versorgungsleitungen durch
Sprünge des Wellenwiderstands (Stoßstellen) oder
Fehlanpassung an den Leitungsenden entstehen, sind für eine
schnelle Informationsübertragung störend, da durch sie eine
lange Kanalimpulsantwort entsteht. Aus diesem Grund wird
jede Kraftfahrzeugkomponente 2, 3, 4 nach Möglichkeit
hochfrequenzmäßig von der Versorgungsleitungsstruktur 1
abgekoppelt, so dass die Komponenten 2, 3, 4 zur
Datenübertragung an den Wellenwiderstand der
Versorgungsleitungsstruktur 1 angepasst werden können. Die
Anpassschaltung 16 besteht aus zwei Spulen L1, L2 und aus
mehreren Ferritperlen 15, die konzentrisch auf die
Versorgungsleitung geschoben werden.
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Die Impedanz eines gemäß Fig. 3 mit Ferritperlen 15
versehenen Versorgungsleitungsstücks erweist sich bei hohen
Frequenzen f > 100 MHz als unabhängig von der Frequenz f.
Jedoch hängt die Impedanz über die folgende exponentielle
Kennlinie von der Strombelastung ab:
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Durch die dargestellte Anpassung mit dem Widerstand R1
(Wellenwiderstand der Versorgungsleitung) werden
Reflexionen an den Verbindungsstellen zwischen der
Versorgungsleitungsstruktur 1 und den Fahrzeugkomponenten
2, 3, 4 vermieden. Die Anpassschaltung 16 aus Fig. 3 hat
bei Gleichstrom einen sehr kleinen Durchgangswiderstand, um
zusätzliche Verluste bei der Energieübertragung an den
Komponenten 2, 3, 4 zu vermeiden. Bei Frequenzen im
Arbeitsbereich der Powerline Communications wird jedoch
eine hohe Durchgangsimpedanz erreicht, die nach Möglichkeit
ein Mehrfaches des Wellenwiderstandes der
Versorgungsleitungen beträgt.
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Als weitere Maßnahmen zur Verbesserung des hochfrequenten
Übertragungsverhaltens der Versorgungsleitungsstruktur,
wird des Weiteren vorgeschlagen, die
Versorgungsleitungsstruktur 1 zu modifizieren. Neben den
Komponenten 2, 3, 4 führen Wellenwiderstandssprünge
innerhalb der Versorgungsleitungen, die von
Leitungsabzweigungen her rühren, zu Reflexionen. Für die
Neugestaltung der Versorgungsleitungsstruktur 1 bieten sich
folgende Konzepte an:
- - H-Struktur: Der Querschnitt des Hauptstrangs ist an
die zu übertragende Leistung angepasst. Dies bedeutet,
dass der Querschnitt beginnend bei der Energiequelle
14 (Kraftfahrzeugbatterie) am größten ist und sich
entsprechend der Anzahl der noch zu versorgenden
Komponenten 2, 3, 4 mit wachsender Länge verringert.
Dies würde eine zusätzliche Einsparung an
Leitermaterial (bspw. Kupfer) mit sich bringen.
- - Ring-Struktur: Der Leiterquerschnitt wird entsprechend
der H-Struktur ausgebildet. Hierbei ist es im Hinblick
auf das Hochfrequenzverhalten wichtig, durch
Gestaltung der Leitergeometrie trotz
Querschnittsveränderung den Wellenwiderstand konstant
zu halten. Insgesamt wird die effektive Leitungslänge
um etwa den Faktor 2 höher liegen als bei der H-
Struktur.
- - Stern-Struktur: Der Hauptstrang weist einen konstanten
Querschnitt auf. Die einzelnen Zuleitungen zu den
Komponenten 2, 3, 4 sind nach dem jeweiligen
Energiebedarf der Komponenten 2, 3, 4 bemessen.
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Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt bei der Verringerung
der Störanfälligkeit der Informationsübertragung über die
Versorgungsleitungsstruktur 1 ist die Gestaltung der
"Rückleitung". Bisher wird die Karosserie eines
Kraftfahrzeugs als allgemeine elektrische Masse verwendet,
was verschiedene unerwünschte Effekte im hochfrequenten
Bereich, bspw. Funkabstrahlung, Übersprechen und
Reflexionen, mit sich bringt. Für eine zuverlässige
Übertragung hochfrequenter Signale ist die Verwendung einer
Karosseriemasse deshalb grundsätzlich nicht mehr geeignet.
Aus diesem grund werden gesonderte, von der
Fahrzeugkarosserie elektrisch getrennte
Versorgungsleitungen als Rückleitungen von den Komponenten
2, 3, 4 zu mindestens einer Energiequelle 14 des
Kraftfahrzeugs vorgeschlagen.
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Für die Versorgungsleitungsstruktur mit gesonderter
Rückleitung bieten sie die folgenden Konzepte an:
- - Aufbau der Versorgungsleitungsstruktur 1 als
Koaxialleitungsstruktur: Koaxialleitungen zeichnen
sich durch ihre gute Abschirmwirkung aus. Der
Energietransport - egal bei welcher Frequenz - findet
im Inneren der Struktur statt, so dass keine
elektromagnetischen Felder austreten können. Die
Koaxialstruktur erfordert einen ausreichend großen
Querschnitt des Innenleiters, um Ströme von über 25
Ampere transportieren zu können.
- - Aufbau der Versorgungsleitungsstruktur 1 mit
verdrillten Doppeladern.
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Als Zugriffsverfahren für die Informationsübertragung
bieten sich die folgenden Mehrfachzugriffsverfahren an:
- - TDMA (Time Division Multiple Access)
- - FDMA (Frequency Division Multiple Access)
- - CDMA (Code Division Multiple Access)
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Bei diesen Verfahren werden die einzelnen
Kommunikationspartner (Komponenten 2, 3, 4) entweder im
Zeit- bzw. Frequenzbereich oder durch Verwendung
verschiedener (orthogonaler) Codes separiert.