-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung
durch einen Kommunikationskanal unter Einsatz von wenigstens zwei
lokalen Datensensoren und einer Datenverarbeitungs-Funktionseinheit,
die Daten von den lokalen Sensoren empfängt. Ein nicht einschränkendes
Beispiel für
den Einsatz dieses Verfahrens betrifft den Bereich der Kraftfahrzeugdiagnose-
und zugehörigen
Kraftfahrzeugwartungsausrüstung.
Eine spezielle Einsatzmöglichkeit
der Erfindung ergibt sich dabei in der Praxis bei der NVH-Analyse ("noise
vibration harshness analysis") von Kraftfahrzeugen und anderen Maschinen,
wodurch eine zwei- oder dreidimensionale Ortsbestimmung für das genaue
Auffinden von Schwingungsquellen, beispielsweise bei Untersuchungen
von Kraftfahrzeugen im Zusammenhang mit der Herstellergarantie sowie
bei einer ausgesprochenen Vielzahl anderer Maschinenanwendungen
ermöglicht
wird. Weitere kommerzielle Einsatzmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich beispielsweise bei der drahtlosen Datenübertragung etwa durch einen
Raum.
-
Die Erfindung bietet zudem ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Schwingungsanalyse einer Maschine oder eines
anderen Gegenstandes, wobei die dreidimensionalen Identifizierung
der Positions-Koordinaten einer Schwingungsquelle ermöglicht wird.
-
Wenn in der vorliegenden Beschreibung
und den Ansprüchen
von lokalen Datensensoren die Rede ist, so wird dabei auf Sensoren
Bezug genommen, die unverarbeitete Daten für eine nachfolgende Verarbeitung
liefern, wobei gegebenenfalls einer oder mehrere dieser Sensoren
zusätzlich
in einem gewissen Umfang eine primäre Datenverarbeitung bietet,
so dass der Hauptprozessor Daten empfängt, die vollständig oder
teilweise vorverarbeitet oder aber gänzlich unverarbeitet sind.
-
Im Bereich der Kraftfahrzeugdiagnose
und -wartung besteht seit vielen Jahren ein Bedarf nach einer Weiterentwicklung
in bezug auf die Übertragung
von Diagnoseund Wartungsdaten von Datensensoren zu einer Funktionseinheit
zur Datenverarbeitung, welche die entsprechenden Daten für die Verwendung
durch Wartungs- und/oder Diagnosefunktionen an einem Kraftfahrzeug
durchführendes Personal
analysiert und/oder anzeigt. Üblicherweise werden
die Daten von den Datensensoren über
herkömmliche
Leitungen oder Kabel an die Datenverarbeitungs-Funktionseinheit übermittelt,
wodurch jedoch eine bequeme Bedienung der Ausrüstung verständlicherweise erschwert wird
und nur im begrenzten Umfang möglich
ist. Es wurde bereits versucht, diesen Nachteilen auf unterschiedliche Weise
zu begegnen. Zum einen wurden verschiedene Vorschläge zur Vereinfachung
des Einsatzes der Kabelverbindungselemente selbst gemacht. So hat
man in diesem Zusammenhang beispielsweise ein System vorgeschlagen,
in dem sich eine an einem Ausleger gehalterte Datenverarbeitungs-Untereinheit
bequem an eine Stelle nahe der Kraftfahrzeugsensoren bewegen lässt und
so mittels relativ kurzer Verbindungskabel an diese angeschlossen
werden kann. Diese Anordnung führt
zweifelsohne zu einer gewissen Verringerung der mit dem Kabelverbindungssystemen
einhergehenden Nachteile, ohne diese jedoch tatsächlich zu beheben.
-
Es wurden bereits verschiedene Versuche unternommen,
eine wirksame drahtlose Datenübertragung
zwischen Kraftfahrzeugdatensensoren und einer zugehörigen Datenverarbeitungs-
und/oder -anzeigefunktionseinheit herzustellen. Diese Versuche waren
jedoch relativ erfolglos. Frühere
Lösungen zeigten
sich insbesondere der reinen Datenmenge sowie der Misch-Natur der
Daten nicht gewachsen (wobei es sich beispielsweise um eine etwa
aus digitalen und analogen Daten bestehende Datentyp-Mischung handelt).
Einen weiteren Faktor hinsichtlich der Nachteile derartiger bekannter
Lösungsvorschläge bildet
die Misch-Natur der Bandbreiten der zu übertragenden Daten. Für die Übertragung
derartiger Daten wird herkömmlicherweise
ein Kabelbaum mit zwölf
oder mehr Leitungskabeln verwendet. Kommt nun für eine derartige Datenübertragung
ein herkömmliches
drahtloses Übertragungssystem
zum Einsatz, so treten sofort Probleme aufgrund übermäßig hoher Anforderungen an
die Bandbreite auf, da hier wenigstens einige der Datensensoren
für diese Kraftfahrzeuganwendung
eine große
Datenrate erzeugen, für
die auch entsprechende Bandbreiten benötigt werden. Andererseits trifft
dies nun wiederum nicht auf alle Sensoren zu. Entsprechende Überlegungen
ergeben sich auch bei bestimmten kommerziellen Einsatzmöglichkeiten,
bei denen eine Datenübertragung
durch einen Raum oder über
andere relativ kurze Übertragungswege
erfolgt.
-
Es besteht somit ein Bedarf nach
einem Verfahren und einer Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung
durch einen Kommunikationskanal von wenigstens zwei lokalen Datensensoren
mit einer optionalen primären
Datenverarbeitung an eine Datenverarbeitungsfunktionseinheit, welche
Verbesserungen gegenüber
früheren
Vorschlägen
in diesem Bereich insbesondere hinsichtlich der benötigten Bandbreite
und/oder zugehöriger
Funktionen für
die simultane Datenübertragung
von einer Vielzahl derartiger lokaler Sensoren bieten.
-
In der
EP 0 483 549 A2 (IBM CORP) sind ein Steuerverfahren
und eine Steuervorrichtung für
eine drahtlose Datenverbindung beschrieben, die beispielsweise von
einer tragbaren Arbeitsstation ausgeht, welche bidirektional durch
eine Infrarot-Trägerfrequenz
an eine Grundstation gekoppelt ist. Hierbei ist ein robuster Steuerkanal
vorgesehen, der getrennt von einem Datenkanal vorliegt. Die Modulatoren
verwenden dabei ein Ein/Aus-Pulsen, eine Mehrfachträgermodulation
oder eine Direct-Sequence-Spread-Spectrum-Modulation (DSSS-Modulation).
Jeder mobilen Einheit wird eine Kennung oder eine Adresse zugewiesen
und es wurde behauptet, dass dieses System das Problem der Herstellung und
Aufrechterhaltung einer Datenübertragung
mit großer
Bandbreite durch Trennung des Steuerkanals vom Datenkanal löst, da sich
hierdurch die Steuerkanalbandbreite erheblich reduzieren lässt.
-
In der WO 89/09522 ist ein Verfahren
für die Zuordnung
von Bandbreiten in einem Breitband-Paketschaltnetzwerk offenbart,
bei dem eine Gruppe von parallelen Paketkanälen eingesetzt wird, die als eine
einzige Datenübertragungsverbindung
zwischen Paketumschaltern dienen. Zu Anfang (d. h. zu dem Zeitpunkt,
an dem die Schaltung erstmals eingerichtet wird) wird bestimmten
Kanalgruppen sowie den einzelnen Kanälen innerhalb der Gruppen (jeweils
dann, wenn Übertragungen
stattfinden) eine Bandbreite zugewiesen, um so die Übertragungsleistung
zu erhöhen
und den Paketverlust zu reduzieren. Bei einem Datenverkehr mit ungleich
verteilten Verkehrsspitzen ("bursty traffic") verringert die Verwendung
von Kanalgruppen den Paketverlust um ein Vielfaches.
-
Die
EP 0 515 728 A2 betrifft ein drahtloses Relais-System
zum Einsatz in Gebäuden.
Die AU-A-18143/88 bezieht sich auf eine drahtlose Datenübertragungsverbindung
und dabei insbesondere auf ein Protokoll zur Herstellung einer Duplex-Verbindung zwischen
ersten und zweiten Datenübertragungseinrichtungen.
-
-
Die
US
4,738,133 offenbart ein System zur drahtlosen Übertragung
von von mehreren Messwertgebern kommenden Multiplex-Daten.
-
Die
US
5,509,013 offenbart ein Steuersystem für Multiplexer zum Multiplexen
von Daten, welche von mehreren, jeweils unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten
aufweisenden Eingabekanälen
stammen.
-
Die
DE
41 06 572 offenbart ein System zum berührungslosen Messen von Objektschwingungen, indem
Laserlicht auf ein Objekt gerichtet und das reflektierte Licht an
mehreren zueinander beabstandeten Sensorköpfen erfasst wird, um zu bestimmen, von
welchem Punkt am Objekt die Reflektionen ausgehen.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung
durch einen Kommunikationskanal zwischen wenigstens zwei lokalen
Datensensoren offenbart, wobei wahlweise eine Primärdatenverarbeitung
sowie eine Datenverarbeitungsfunktion vorgesehen sind, wie sich
dies den beigefügten
Ansprüchen
entnehmen lässt.
-
Ein hier beschriebenes Ausführungsbeispiel betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei denen die Multiplex-Aufteilung
des Kommunikationskanals asymmetrisch erfolgt, wodurch die Unterkanäle unterschiedliche
Datenübertragungskapazitäten aufweisen.
Zudem besteht bei den wenigstens zwei Sensoren in diesem Ausführungsbeispiel
ein erheblicher Unterschied hinsichtlich der Datenrate, die für die Übertragung
der durch die lokalen Sensoren gelieferten Daten benötigt wird.
Daneben wird bei diesem Ausführungsbeispiel
die Zuordnung von Daten von den lokalen Datensensoren zu den Datenübertragungsunterkanälen entsprechend
den Datenübertragungskapazitäten dieser
Unterkanäle
durchgeführt.
Auf diese Weise wird innerhalb eines Kommunikationskanals ein effizienter
Einsatz der zur Verfügung
stehenden Bandbreite erzielt, wobei die Zuordnung der Bandbreite
entsprechend der von den einzelnen Datensensoren jeweils benötigten Bandbrei to erfolgt.
Somit wird im Fall eines Sensors, der Daten ermittelt, welche sich
auf Zündvorgänge beziehen, die
mit relativ großer
Geschwindigkeit ablaufen, so dass für eine zufriedenstellende Übertragung
die Zuordnung einer angemessen großen Bandbreite erforderlich
ist, auch eine entsprechende Bandbreite zur Verfügung gestellt, während im
Fall eines Sensors, der (um ein einfaches Beispiel zu nennen) eine
Generatorspannung ermittelt, die benötigte Übertragungsrate und dementsprechend
auch die benötigte Bandbreite
um ein Vielfaches geringer sind.
-
Bei früheren Lösungsvorschlägen hinsichtlich
der Datenübertragung
bei Kraftfahrzeug- und ähnlichen
Systemen (in denen Datensensoren ausgesprochen unterschiedliche
Datenraten erzeugen) wurden diese unterschiedlichen Anforderungen
an die Datenrate hingegen nicht berücksichtigt oder wahrgenommen,
so dass Unterkanäle
mit jeweils derselben Bandbreite eingesetzt wurden, was wiederum
dazu führte,
dass für
eine erhebliche Anzahl von Sensoren die Unterkanal-Bandbreite nicht
ausgenutzt wurde und somit keineswegs eine optimale Gesamtnutzung
der dem Kommunikationssystem zur Verfügung stehenden Datenübertragungskapazität erfolgte.
-
Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
erfolgt hingegen eine weit präziserer
Abgleich eines jeden Datenstroms mit der zur Verfügung stehenden
Kapazität
des Unterkanals, indem ein System zum Einsatz kommt, in welchem
Daten über
ein "Multiplex"-Steuersystem zugeführt werden, das die Daten den
Unterkanälen
entsprechend den tatsächlichen
Anforderungen an die Datenrate des einzelnen Datenstroms zuordnet,
wodurch die doppelte Problematik einer zu geringen Nutzung der Unterkanäle einerseits
und einer (für
einen bestimmten Datenstrom) zu geringen Kapazität andererseits vermieden wird.
-
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel teilt
das Multiplex-Steuersystem den Kommunikationskanal auf Frequenzbasis
auf und ordnet die von den Sensoren kommenden Datenströme den Unterkanälen entsprechend
der Frequenz zu.
-
Wenn bisher von "Multiplex-" die
Rede war, so sollte dies darauf hinweisen, dass sich in der vorliegenden
Beschreibung und den Ansprüchen
die Angabe "Multiplexen" nicht allein auf Systeme ohne zeitliche Überschneidung
oder Signal-Choppen im engeren Sinne bezieht (wie sie durch eine
spezielle Signalchopp-Technik erzielt würde). In der vorliegenden Beschreibung
und den Ansprüchen
umfasst der Begriff "Multiplexen" vielmehr auch das Vorsehen von
Multiplexsystemen, die da zu ausgelegt sind, ein Multiplexen auf
der Basis einer verschränkten "Non-Chopping"-Daten-Zuordnung
durchzuführen, wobei
zwischen den Kanälen
eine gewisse zeitliche Überschneidung
bei der Datenelementübertragung zulässig ist.
Die Datenzuordnungssysteme zur Datenaufteilung zwischen den zur
Verfügung
stehenden Kanälen
können
von einem Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres derart ausgebildet
werden, dass sie den für
das jeweilige System geltenden technischen Parametern besser entsprechen,
was im folgenden noch näher
erläutert
wird.
-
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel führt das
Multiplexsystem die Kanalaufteilung auf einer Paketschaltungs-Basis
durch, bei der die miteinander verschachtelten Datenpakete unsymmetrisch verteilt
werden.
-
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Radiofrequenz-Datenrate
von 1 bis 4 Mb (Megabit) pro Sekunde erzielt. Das Mehrkanalsystem
ist dabei beispielsweise in der Lage, die Anforderungen an die Datenübertragung
zum Betrieb eines Oszilloskopsystemsfür die Motoranalyse zu erfüllen.
-
Zwar beziehen sich die beschriebenen
Ausführungsbeispiele
auf eine Hochfrequenzübertragung;
die Prinzipien der Erfindung lassen sich aber auch auf andere Frequenzen
außerhalb
des Hochfrequenzbereichs anwenden.
-
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung
betrifft die Schwingungsanalyse bei Maschinen und anderen Gegenständen, Erzeugnissen
und Systemen. Bei diesem Aspekt der Erfindung wird ein Schwingungssensor,
beispielsweise ein NVH-Sensor ("Noise-Vibration-Harshness-Sensor") mechanisch
mit der Maschine oder einem entsprechenden anderen Gegenstand gekoppelt,
um eine Schwingungsquelle in einer Maschine oder einem System im
Raum zu lokalisieren. Bei einem solchen Sensor kann es sich einfach um
einen der lokalen Sensoren im drahtlosen Übertragungssystem gemäß den anderen
Ausführungsbeispielen
oder auch um einen Sensor handeln, der mit einem eigenen Kabel oder
einem anderen Übertragungskanal
für seine
Schwingungssignale versehen ist.
-
Zur dreidimensionalen Lokalisierung
einer Schwingungsquelle werden die Schwingungssignale an drei oder
mehr hinsichtlich ihrer Lage festgelegten Sensorpositionen überwacht.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Sensor mit einem eigenen 3D-Lokalisierungs- oder Koordinatenbestimmungssystem
(un ter Verwendung von zueinander beabstandeten Infrarotsensoren)
ausgestattet, so dass sich die Position des Sensors zu jedem beliebigen
Zeitpunkt einfach ermitteln lässt.
Stattdessen kann der Sensor aber auch dazu eingesetzt werden, an
drei bekannten Positionen Messungen vorzunehmen, oder es können drei
Sensoren vorgesehen werden, von denen jeweils einer an einer der
drei Positionen angeordnet wird.
-
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
-
1 ein
Funktions-Blockschaltbild für
eine Hochgeschwindigkeits-Hochfrequenz-Datenverbindung,
die sowohl das Frequenzmultiplexsystem (der 2 und 3)
als auch das Multiplexsystem mit zeitlicher Aufteilung (der beigefügten 4 und 5)
umfasst;
-
2 und 3 Blockschaltbilder der Sende- und
Empfangsfunktionseinheiten des Systems gemäß 1, wobei es sich um ein Frequenz-Multiplexsystem handelt;
-
4 eine
dreidimensionale Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem ein
lokaler Schwingungssensor mit einem eigenen System zur 3-D-Abbildung
oder -Positionsbestimmung ausgestattet ist, wodurch eine schnelle
Bestimmung der Position einer Schwingungsquelle durch diesen einen
Sensor ermöglicht
wird.
-
Wie sich 1 entnehmen lässt, enthält ein System 10 zur
drahtlosen Übertragung
von Daten durch einen Kommunikationskanal 12 zwischen lokalen
Datensensoren 14, 16, 18, 20 und 22 und
einer diese Daten empfangenden Datenverarbeitungsfunktionseinheit
bzw. einem PC 24 die im folgenden genannten Hauptbestandteile.
-
Zum einen umfassen die lokalen Datensensoren 14 bis 22,
wie dargestellt, ein Motorprüfgerät 14,
einen Abgasprüfstand 16,
eine Abtasteinrichtung 18 und Hilfssensoren, die mit Aux
1 und Aux 2 bezeichnet sind. Diese Sensoren sollen die gesamte Bandbreite
von Kraftfahrzeugsensoren repräsentieren,
die derzeit zu Diagnose- und Wartungszwecken eingesetzt werden,
wie beispielsweise Schwin gungssensoren (zur Drehzahlmessung), Zünd- und
Generator-Welligkeits-Sensoren
(ebenfalls für
die Drehzahlmessung), Emissionsanalysesensoren, Batterieanalysesensoren
usw.
-
Mit 26 ist die Fern-Empfangs-/-Sendeeinheit bezeichnet,
mit der die einzelnen Sensoren 14 bis 22 verbunden
sind. Die Doppelbetriebseigenschaften (Senden/Empfangen) dieser
Einheit basieren auf der Notwendigkeit einer Rückübertragung der Daten von der
Datenverarbeitungs-Funktionseinheit 24 zu Einstellungszwecken.
-
Allgemein gesagt, umfasst das System
Antennen 28, 30, die mit den Empfangs/Sende-Funktionseinheiten 32 und 34 innerhalb
der Fernbedienungseinheit 26 verbunden sind. In entsprechender Weise
ist für
den PC 24 eine Empfangs/Sendeinheit bzw. -Funktionseinheit 36 vorgesehen.
Ein Empfangspuffer 38 und eine Steuereinheit 40 dienen
zur Verbindung der Sende- und Empfangsfunktionseinheiten 34, 32 mit
einer Reihe von RS-232-Schnittstellen 42 bis 50,
die wiederum jeweils mit einem zugehörigen Sensor 14 bis 22 verbunden
sind.
-
Bei den Schnittstellen 42, 44, 46, 48 und 50 handelt
es sich um serielle Schnittstellen, die eine serielle Verbindung
zwischen dem Sensor und der Empfangs/Sendefunktionseinheit 32, 34 über den Puffer 38 und
die Steuereinheit 40 herstellen. Als Schnittstelle 42 dient
eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle., während als
Schnittstellen 44, 46, 48 und 50 RS-232-Schnittstellen
zum Einsatz kommen. Die Schnittstellen 44, 46 sind
in 1 als "UART1" und
"UART2" bezeichnet, was sich auf ihre Funktion als universelle asynchrone
Empfänger/Sender-Einrichtungen
("universal asynchronous receiver/transmitter devices") (bzw. Schnittstellen)
zur seriellen Datenübertragung
bezieht. Der Empfangspuffer 38 und die Steuereinheit 40 bieten
Datenverarbeitungsfunktionen, die für die einund ausgehenden Datenströme für die Doppelbetriebseigenschaften
des Systems 10 relevant sind, was später noch unter Bezugnahme auf
die 2, 3, 4 und 5 genauer beschrieben wird. Einzelheiten
dieser Aspekte des Systems 10 werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die 2 und 3 näher erläutert.
-
Wie sich den 2 und 3 entnehmen
lässt, bieten
der Empfänger-Puffer 38 und
die Steuereinheit 40 Datenverarbeitungs-/Signalaufbereitungsfunktionen,
die im folgenden noch detaillierter beschrieben werden.
-
In 2 sind
die von den einzelnen Sensoren 14 bis 22 kommenden
Eingangssignale bei 52 und 54 angedeutet, wobei
diese Signale mit "Sensor 1" bzw.
"Sensor 16" bezeichnet sind, um anzuzeigen, dass in diesem
System sechzehn einzelne Sensoren untergebracht werden können.
-
Die Hauptaufgabe der Steuereinheit 40 besteht
nun darin, eine Multiplexfunktion durchzuführen, durch die der Kommunikationskanal 12 auf
Frequenzbasis in sechzehn Unterkanäle aufgeteilt wird, wobei diese
Kanäle
jeweils eine andere Bandbreite aufweisen und gemäß ihrer Bandbreite (größere Bandbreite
bei höheren
Bandbreiteanforderungen) den einzelnen Datenkanälen 1 bis 16 zugeteilt werden.
-
Die in 1 dargestellten
Schnittstellen 42 bis 50 bieten die in 2 bei 56 angedeutete
Signalaufbereitungsfunktion. Die vom Steuerelement 40 durchgeführten Funktionen
sind in der Zeichnung in Funktionen 58, 60 und 62 aufgeteilt,
wobei es sich im einzelnen um die Spannungsfrequenzumwandlung, die
sekundäre
Frequenzumwandlung (Niedrigfrequenzumwandlung) bzw. die Unterkanalkombination handelt.
Jede Funktion steht für
alle sechzehn Unterkanäle
zur Verfügung.
-
Die bei 62 angedeutete Unterkanalkombinations-Funktion
erzeugt einen seriellen Datenstrom, der der Radiofrequenz-Sendefunktionseinheit 34 und somit
der als Helical-Antenne oder in einer anderen geeigneten Form ausgebildeten
Antenne 28 zugeführt
wird.
-
Eine weitere Funktion der Steuereinheit 40 besteht
darin, den unverarbeiteten Unterkanal-Daten jeweils die entsprechende
Unterkanalnummer hinzuzufügen,
um eine Weiterleitung des betreffenden Datenstroms an den zugehörigen virtuellen
seriellen Anschluss des PC 24 zu ermöglichen, nachdem der Datenstrom
zwischen den Antennen 28 und 30 einer Hochfrequenzübertragung
unterzogen wurde.
-
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Multiplex-Unterteilung
des Datenkommunikationskanals auf Frequenzbasis, während beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 4 das Multiplexen auf der
Grundlage einer zeitlichen Aufteilung durchgeführt wird.
-
Wie sich 3 entnehmen lässt, liefert der Empfänger-Puffer 38 die
entsprechenden Funktionen in umgekehrter Abfolge für Signale,
die über
die Antenne 28 und die Empfängerfunktionseinheiten 32 empfangen
werden. Diese Funktionen sind bei 64, 66 und 68 angedeutet
und entsprechen den jeweiligen Funktionen 62, 60 bzw. 58 in 2. Es wird daher davon ausgegangen,
dass sich eine weitergehende Beschreibung insofern erübrigt.
-
Im Betrieb werden Daten von einem
der Sensoren 14 bis 22 (bzw. tatsächlich von
den sechzehn in 2 gezeigten
Sensoren) entsprechend den Funktionen 56, 58 60 und 62 verarbeitet,
wie sich dies 2 entnehmen
lässt.
Die Datenströme
werden den in 16 bei 64 schematisch
dargestellten sechzehn Unterkanälen
zugeordnet. Die Zuordnung erfolgt dabei entsprechend den bekannten
Anforderungen an die Datenrate der einzelnen Sensoren je nach deren
ebenfalls bekanntem Verwendungszweck. Allgemein gesagt, werden die
einzelnen Unterkanäle
entsprechend ihrer Bandbreite so zugeordnet, dass sie problemlos
den durch den jeweiligen Datenstrom gestellten Anforderungen an
die Datenrate entsprechen, ohne dass es hierbei jedoch zu Überkapazitäten kommt,
wie sie bei dem herkömmlichen
Einsatz einer bereits bekannten Datenübertragungsausrüstung in
bestimmten Fällen
auftreten.
-
Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel mit zeitlicher
Aufteilung sind Bauteile, die den bereits unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschriebenen Bauteilen entsprechen,
mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, das
in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird eine Paketschaltungs-Datenübertragungstechnik
eingesetzt, bei der die Zuordnung der Datenströme zu Paketen asynchron gemäß der bereits
erläuterten Übereinstimmung
von Datenrate und Unterkanalkapazität erfolgt, wodurch eine entsprechende
asymmetrische Verschachtelung der Datenpakete erzielt wird.
-
Das Ausführungsbeispiel für das Frequenz-Multiplexen
gemäß den 2 und 3 lässt
sich durch Einsatz einer Spread-Spectrum-Frequenzaufteilung abwandeln,
wodurch die Notwendigkeit zur Kennzeichnung der Unterkanäle durch
den Einsatz von Identifikationsdaten verringert wird oder ganz entfällt.
-
Neben anderen möglichen Modifikationen des
obigen Ausführungsbeispiels
lassen sich auch die folgenden Abwandlungen vornehmen: Zum einen können die lokalen
Sensoren selbstverständlich
so ausgelegt werden, dass sie analoge Signale oder digitale Signale
erzeugen. Üblicherweise
werden analoge Signale erzeugt, die dann in der Datenverarbeitungsphase
in das digitale Format umgewandelt werden. Allerdings kann es bei
einigen Anwendungen bzw. in Zukunft auch sinnvoll sein, Sensoren
einzusetzen, die digitale Signale erzeugen, wobei in einigen Fällen Sensoren
sowohl vom digitalen als auch vom analogen Typ Verwendung finden
können
und diese dann ihre Daten durch ihre jeweiligen Unterkanäle übermitteln.
Des weiteren wurde die Erfindung zwar unter Bezugnahme auf spezifische
Unterkanäle und
die Zuordnung der Daten von den Sensoren zu entsprechenden derartigen
Unterkanälen
beschrieben und definiert; einem Sensor, der eine hohe Datenrate
liefert, kann aber selbstverständlich
zu diesem Zweck eine ganze Anzahl von Unterkanälen bzw. eine durch derartige
Unterkanäle
gebildete Unterkanalgruppe zugeordnet werden.
-
4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
mit einem System 100 für
die Schwingungsanalyse bei einem Kraftfahrzeug 102, das
eine dreidimensionalen Bestimmung der Position bzw. der Koordinaten
einer Schwingungsquelle ermöglicht,
wodurch sich die Vorrichtung gemäß 4 zur schnellen Ermittlung der
Herkunft eines Quietschens, Ratterns oder von scherwiegenderen Schwingungssymptomen
einsetzen lässt.
-
Zu diesem Zweck ist ein lokaler Schwingungssensor 104 vorgesehen,
der einen lokalen Sensor gemäß einem
der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
der Erfindung darstellt, wobei dieser Sensor mit einer (nicht dargestellten)
Verbindung zu einem drahtlosen Übertragungssystem
gemäß den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen
versehen ist. Alternativ hierzu kann der Sensor 104 auch, sofern
dies gewünscht
wird und der Sensor als selbständiges
System eingesetzt werden soll, mit einem (nicht dargestellten) speziell
auf ihn ausgelegten Schwingungsanalysesystem ausgestattet sein.
-
Einen Bestandteil der lokalen Schwingungssensoreinheit 104 bildet
ein darin integrierter 3-D-Positionslokalisierungs-Sender 106 mit
drei zueinander beabstandeten Infrarotlicht emittierenden Dioden (Leuchtdioden) 108, 110, 112.
-
Der Sender 106 bildet einen
Bestandteil eines optischen 3D-Lokalisierungssystems 114.
Derartige Systeme sind von Image Guided Technologies Inc, Boulder,
Colorado, USA, zu beziehen, während eine
entsprechende Technologie im US-Patent Nr. 5,622,170 (Schulz/lmage
Guided Technologies Inc.) beschrieben ist.
-
Das System 114 umfasst einen
tragbaren 3D-Positions-Empfänger 116 mit
Infrarotlicht emittierenden Leuchtdioden 118, 120, 122,
die mit den Leuchtdioden 108, 110, 112 in
Verbindung stehen können.
Der Empfänger 116 ist
mit dem PC 124 sowie mit einer Positionsschnittstelle 126 und
einer Sensorschnittstelle 128 verbunden, welche Dekodierfunktionen
erfüllen.
-
Das optische 3D-Lokalisierungssystem 114 ermöglicht zu
jedem beliebigen Zeitpunkt die schnelle Ermittlung von Positions-Koordinaten
des Schwingungssensors 104.
-
Dies erlaubt wiederum eine Überwachung des
einzigen vorgesehenen Sensors 104 an drei oder mehr Stellen,
wobei zudem seine Schwingungssignale entsprechend dem Vorgehen bei
den bereits beschriebenen Ausführungsbeispiele überwacht
werden, was es ermöglicht,
die Quelle eines Schwingungssignals innerhalb des Fahrzeugs 102 mit
Hilfe ihrer Positions-Koordinaten zu ermitteln.