Estructura de línea de alimentación para la alimentación con energía eléctrica de los componentes eléctricos de un vehículo a motor.

Estructura de línea para la transmisión de información entre componentes eléctricos de un vehículo a motor,

quese encuentran conectados entre sí mediante líneas de conducción, en donde las líneas se encuentran dispuestas enuna estructura en estrella con, al menos, un punto neutro y una pluralidad de derivaciones de la línea entrantes endicho punto, el cual o cada punto neutro presenta una impedancia que corresponde a la impedancia característicade las derivaciones individuales de la línea entrantes en dicho punto, en el cual o en cada punto neutro en lasderivaciones de la línea se encuentra dispuesta una resistencia en serie adicional (Zserie) que depende de unafrecuencia inferior a una frecuencia límite, que ante una frecuencia de 0 Hz presenta un valor de resistencia muyreducido, y que en un rango de frecuencia superior a la frecuencia límite, presenta un valor de resistencia de Zserie,caracterizada porque las líneas de la estructura se conforman como líneas de alimentación de una estructura delínea de alimentación para la alimentación con energía eléctrica de los componentes eléctricos, de manera que laresistencia en serie (Zserie) presenta una frecuencia límite de 100 MHz, de manera que la transmisión de informaciónse realiza a través de la estructura de línea de alimentación en un rango de frecuencia superior a 100 MHz, y demanera que el valor de la resistencia en serie adicional (Zserie) en un punto neutro, se obtiene a partir de la ecuación**Fórmula**

en donde ZL es una impedancia característica con la cual finalizan las derivaciones de la línea, y n es el número dederivaciones de la línea.

Estructura de línea de alimentación para la alimentación con energía eléctrica de los componentes eléctricos de un vehículo a motor.

La presente invención hace referencia a una estructura de una línea de alimentación para la alimentación con energía eléctrica de los componentes eléctricos de un vehículo a motor, y para la transmisión de información entre, al menos, una parte de los componentes.

Estado del arte De acuerdo con el estado del arte, en un vehículo a motor las comunicaciones entre los diferentes componentes eléctricos, como por ejemplo, la unidad de control de las puertas y la unidad de control de los asientos, se realizan generalmente mediante un sistema bus (por ejemplo, CAN: red de área de controlador) . Por otra parte, actualmente se están desarrollando nuevos conceptos bus, en los cuales las comunicaciones entre los componentes eléctricos se realizan a través de la estructura de la línea de alimentación, que se proporciona para la alimentación con energía eléctrica de los componentes eléctricos en el vehículo a motor. Dicho nuevo concepto de bus, se conoce también como comunicaciones por línea eléctrica. Dichas comunicaciones por línea eléctrica, sólo se pueden realizar de manera limitada con las estructuras de la línea de alimentación que existen actualmente en los vehículos a motor, dado que la información a transmitir a través de la estructura de la línea de alimentación, llega a los componentes receptores de una manera considerablemente atenuada debido a interferencias y reflexiones, o incluso ya no se puede diferenciar de las señales interferentes o de las señales de ruido.

De la patente WO 92/21180 se conoce una estructura de línea de alimentación para las comunicaciones por línea eléctrica. En dicha declaración de patente se explica en general el modo de funcionamiento de un sistema de comunicaciones por línea eléctrica, y se mencionan soluciones para diferentes problemas que se pueden presentar durante la realización de un sistema de comunicaciones por línea eléctrica. En dicha declaración de patente, se remite de manera explícita a la conformación de una estructura de la línea de alimentación para un sistema de comunicaciones por línea eléctrica, y al modo de funcionamiento de un sistema de comunicaciones por línea eléctrica.

Por otra parte, de la patente DE 197 03 144 C2 se conoce un método para la transmisión de información en un vehículo a motor, a través de una estructura de la línea de alimentación. El sistema de comunicaciones por línea eléctrica descrito en dicho documento, se limita a la aplicación para componentes eléctricos de un asistente de marcha atrás de un vehículo a motor. Para el sistema de comunicaciones por línea eléctrica, se utiliza la estructura de la línea de alimentación que existe previamente en el vehículo a motor, sin modificaciones o adaptaciones especiales para el sistema de comunicaciones por línea eléctrica.

Finalmente, de la patente DE 39 36 894 A1 se conoce un sistema bus para la transmisión de información entre los componentes eléctricos de un vehículo a motor. El sistema bus puede presentar también una estructura en estrella. Sin embargo, también resulta concebible una red en forma de T o en forma anular. En dicha declaración de patente se recomienda un sistema bus conformado de una manera particularmente simple, sin embargo, se trata de un sistema fiable. No se menciona una adaptación de la estructura de línea para las condiciones límite determinadas de la transmisión de la información. En el sistema bus descrito no se requiere de una adaptación de esta clase, dado que dichas condiciones límites especiales, sólo se presentan en el sistema de comunicaciones por línea eléctrica a través de la estructura de la línea de alimentación existente.

La patente DE 42 35 616 A1 muestra una solución para la optimización de una estructura de comunicaciones de datos en vehículos a motor, en la que las líneas de transmisión se encuentran conectadas en estrella en un nodo de red pasivo.

El objeto de la presente invención consiste en acondicionar la estructura de la línea de alimentación de un vehículo a motor, de manera que se garantice una transmisión en lo posible sin interferencias, de la información entre componentes eléctricos que son alimentados con energía eléctrica por la estructura de la línea de alimentación. En particular, se deben evitar las reflexiones que se presenten en la estructura de la línea de alimentación, en donde la alimentación con energía eléctrica de los componentes eléctricos se garantiza además a través de la estructura de la línea de alimentación.

Para la solución de dicho objeto, la presente invención propone, a partir de la estructura de la línea de alimentación de la clase mencionada en la introducción, que las líneas de alimentación se encuentren dispuestas en una estructura en estrella con, al menos, un punto neutro, en donde el o cada punto neutro presenta una impedancia que corresponde a la impedancia característica de las derivaciones individuales de la línea de alimentación entrantes en dicho punto.

Ventajas de la presente invención Se ha demostrado que en la incorporación del sistema de comunicaciones por línea eléctrica en el interior de un vehículo a motor, como concepto para la transmisión de información entre componentes eléctricos individuales del vehículo a motor, resulta oportuna la reestructuración de la presente estructura de línea de alimentación (mazo de cables) con el fin de mejorar las propiedades de la línea (una curva de atenuación constante y reflexiones en lo posible reducidas) . Mediante las propiedades mejoradas de la línea, la transmisión de información resulta previsible y se puede calcular de una mejor manera. De esta manera, el diseño de la estructura de línea de alimentación se puede optimizar para la transmisión de información, sin perjudicar la alimentación con energía eléctrica de los componentes conectados, a través de la estructura de línea de alimentación. De esta manera, la información se puede transmitir relativamente sin problemas a través de la estructura de línea de alimentación del vehículo a motor, entre los componentes eléctricos.

Conforme a la presente invención, se ha determinado que las propiedades de la línea se pueden mejorar de una manera particularmente óptima, cuando las líneas de alimentación se encuentran dispuestas en una estructura en estrella con uno o una pluralidad de puntos neutros. Para evitar las reflexiones en un punto neutro, dicho punto debe presentar una impedancia que corresponda a la impedancia característica de las derivaciones individuales de la línea de alimentación entrantes en dicho punto.

En el punto neutro o en cada punto neutro se encuentra dispuesta una resistencia en serie adicional, en las derivaciones entrantes de la línea de alimentación. Mediante una resistencia en serie adicional dispuesta en una derivación, se puede reducir considerablemente el factor de reflexión de la derivación, y se puede reducir eventualmente incluso hasta cero.

La resistencia en serie presenta en todas las derivaciones de la línea de alimentación, el mismo valor de resistencia. Dicha forma de ejecución parte del caso adaptado, de acuerdo con el cual todas las derivaciones de la línea de alimentación se encuentran finalizadas con sus impedancias características. Además, se supone que todas las líneas presentan la misma impedancia característica. Dicha simplificación se puede realizar sin problemas, dado que dichas condiciones límite se pueden cumplir de una manera relativamente simple, en la estructura de la línea de alimentación mediante las medidas apropiadas.

De manera ventajosa, el valor de la resistencia en serie en el punto neutro, se obtiene a partir de la ecuación:

con un factor de reflexión r*estrella y un número n de derivaciones de la línea de alimentación entrantes en el punto neutro, en donde se obtiene el factor de reflexión en una derivación de la línea de alimentación, en la cual pasa una onda que circula en dicha dirección, y considerando la resistencia en serie en dicha derivación. En el sentido de la presente invención, el factor de reflexión se puede seleccionar lo más reducido posible.

Si el factor de reflexión se reduce a cero, que representa el caso ideal, se obtiene el valor de la resistencia en serie en un punto neutro, a partir de la ecuación:

La resistencia en serie depende de la frecuencia para la tensión continua, particularmente inferior a una frecuencia de 100 MHz. La resistencia en serie, ante una frecuencia de 0 Hz, presenta un valor de resistencia muy reducido, preferentemente de 0 Ohm, y en un rango de frecuencia... [Seguir leyendo]

1. Estructura de línea para la transmisión de información entre componentes eléctricos de un vehículo a motor, que se encuentran conectados entre sí mediante líneas de conducción, en donde las líneas se encuentran dispuestas en una estructura en estrella con, al menos, un punto neutro y una pluralidad de derivaciones de la línea entrantes en 5 dicho punto, el cual o cada punto neutro presenta una impedancia que corresponde a la impedancia característica de las derivaciones individuales de la línea entrantes en dicho punto, en el cual o en cada punto neutro en las derivaciones de la línea se encuentra dispuesta una resistencia en serie adicional (Zserie) que depende de una frecuencia inferior a una frecuencia límite, que ante una frecuencia de 0 Hz presenta un valor de resistencia muy reducido, y que en un rango de frecuencia superior a la frecuencia límite, presenta un valor de resistencia de Zserie,

caracterizada porque las líneas de la estructura se conforman como líneas de alimentación de una estructura de línea de alimentación para la alimentación con energía eléctrica de los componentes eléctricos, de manera que la resistencia en serie (Zserie) presenta una frecuencia límite de 100 MHz, de manera que la transmisión de información se realiza a través de la estructura de línea de alimentación en un rango de frecuencia superior a 100 MHz, y de manera que el valor de la resistencia en serie adicional (Zserie) en un punto neutro, se obtiene a partir de la ecuación en donde ZL es una impedancia característica con la cual finalizan las derivaciones de la línea, y n es el número de derivaciones de la línea.

2. Estructura de línea de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la resistencia en serie (Zserie) se conforma como, al menos, un tubo de ferrita, que se encuentra dispuesto en la zona del punto neutro alrededor de la 20 línea de alimentación.