Automobilbau

-Systeme

Funkschlüssel-Systeme bestehen aus einem Schlüssel-Sender und einem Empfänger im Fahrzeug. Benutzte Frequenzen sind 315 MHz inUSA und Japan und 433.92 MHz / 868 MHz in Europa.

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Funkschlüssel-Systeme:

  • Schliessen und öffnen die Türen (und Kofferraum).
  • Sichern das Fahrzeug gegen Diebstahl (Alarmanlage, Wegfahrsperre).
  • Neue Systeme können das Fahrzeug fernstarten und verfügen über Funktionen zur Fahrzeug-Suche.

Markt-Wachstumsfaktoren für Funkschlüssel-Systeme:

  • In 2004 werden weltweit 60 Millionen Fahrzeuge verkauft.
  • Funkschlüssel sind heute standard in den meisten Neufahrzeugen.
  • Ca. 60% der weltweit verkauften Fahrzeuge haben ein Funkschlüssel-System installiert.
  • Ca. 80% der Fahrzeuge auf dem US-Markt haben ein Funkschlüssel-System installiert.
  • Funkschlüsselsysteme werden auch in grossen Stückzahlen nachgerüstet.
  • Funkschlüssel-Systeme bieten erweiterte Sicherheit und sind ein wirksamer Schutz gegen Autoklau.

Wireless World AG liefert die folgenden Produkte von RF Monolithics, Inc. für Funkschlüssel-Systeme:

  • SAW Resonatoren für Sender und für Empfänger-Oszillatoren.
  • Coupled Resonator Filter für HF Empfängerschaltungen.
  • Virtual Wire HF Sender für komplette Senderschaltungen.
  • Virtual Wire HF Empfänger für komplette Empfängerschaltungen.
  • Virtual Wire HF Transceiver für bi-direktionale Systeme.

Typische Anforderungen für die Funkschlüssel-Entwicklung:

  • Niedriger Stromverbrauch bei Funkschlüssel-Sender und -Empfänger.
  • Exzellente Reichweite.
  • Hohe Zuverlässigkeit.
  • Kostengünstig.
  • Weiter Frequenzbereich: 300MHz- 1000 MHz.
  • Robustes Design.

Technologie für Funkschlüssel-Design:
Funkschlüssel-Systeme können mit Oberflächenwellen-(OFW) oder Phase-Lock-Loop (PLL) -Technologie aufgebaut werden. OFW-Design hat die folgenden Vorteile gegenüber PLL:

  • OFW basierende Designs sind einfach und verbrauchen wenig Strom.
  • Die Batterielebensdauer bei OFW-Technologie ist länger als bei PLL.
  • OFW-Designs haben weniger Phasenrauschen und Harmonische und sind einfach zertifizierbar gemäss allen wichtigen Funk-Vorschriften.
  • OFW basierende Geräte tolerieren extreme Temperaturen und Schock.

Zusammenfassung:
Der Markt für Funkschlüssel-Systeme wird weiter wachsen mit steigenden Automobil-Verkaufszahlen.
OFW-basierende Lösungen sind klein, einfach zu implementieren und bieten niedrigsten Stromverbrauch und damit längere Batterielebensdauer für Funkschlüssel-Systeme.

Reifendruck-Kontroll () Systeme

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Fakten:
27% aller Personenwagen und 33% aller Kleinlastwagen werden mit einem oder mehreren signifikant zu wenig befüllten Reifen gefahren. Bei ca. 23.000 Unfällen und 535 tödlichen Unfällen jährlich sind Reifenplatzer oder platte Reifen ursächlich beteiligt. (Zahlen für USA).
– National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA)
Es wird angenommen, dass in 83% der Fälle der Reifendruck schleichend verloren geht, oft ohne dass der Fahrer es bemerkt.
– General Motors
Fährt man Reifen mit 20% zu niedrigem Fülldruck, reduziert sich die Reifen-Lebensdauer bis zu 50%.
– Goodyear & Michelin
Der Benzinverbrauch verschlechtert sich um ein Prozent pro 0,3 Bar zu niedrigem Reifendruck.
– Goodyear

Diese Zahlen verdeutlichen die Forderung nach einem robusten Mechanismus zur Früherkennung von Luftverlust, so dass rechtzeitig korrigiert werden kann; dies führt zu erhöhter Fahrsicherheit.
Reifendruck-Kontrollsysteme (RDKS) agieren als Frühwarnsysteme zur Überwachung von Reifendruck und Temperatur.

RDK Systeme:

  • Reduzieren das Risiko von Reifenschäden.
  • Erhöhen die Reifenlebensdauer signifikant.
  • Optimieren das Verhalten beim Fahren und Bremsen.
  • Verbessern den Benzinverbrauch.
  • Retten Leben.

US Gesetzgebung – TREAD Act:

  • Verlangt die Installation von RDK Systemen, die den Fahrer warnen, wenn ein Reifen signifikant zu niedrig befüllt ist.
  • Betrifft Personenwagen, Lastwagen, Mehrzweck-Passagierfahrzeuge und Busse mit einem Bruttogewicht von 5.000 kg oder weniger, ausser Fahrzeuge mit Doppelbereifung auf einer Achse.
  • Entweder Direkt- oder Indirekt messende Systeme können für eine Übergangszeit eingesetzt werden (Zwischen 1. November 2003 und 31. Oktober 2006).

Einführungsphase:
– 1. Nov. 2003 bis 31.Okt.2004 : 10% min Ausstattungsgrad
– 1. Nov. 2004 bis 31. Okt. 2005 : 35% min Ausstattungsgrad
– 1. Nov.2005 bis 31. Okt. 2006 : 65% min Ausstattungsgrad
– nach 1. Nov. 2006: 100% Ausstattungsgrad.

Die Abschliessende Verordnung wird am 1. März 2005 verabschiedet (so dass die Leistungsanforderungen nach 1. Nov. 2006erfüllt werdenkönnen).
– Quelle: National Highway Traffic Safety Administration

TREAD Act – Update:
* Das U.S. Court of Appeals for the 2nd Circuit (Appellationsgericht) befand die bisherigen RDK Vorschriften “in Widerspruch mit den Gesetzesvorschriften und willkürlich und ungenügend,” und hat diese an die National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) zurück überwiesen für weitere Bearbeitung und hat angeordnet, dass die Paragraphen neu formuliert werden müssen, die den Autoherstellern ermöglichen, uneffektive (indirekte) RDK Systeme einzubauen.
* Die NHTSA hat daraufhin die RDK Vorschriften geändert, so dass neu nur noch direkt messende Systeme zulässig sind. Die Einführungsphase wurde ebenfalls neu gestaltet wie folgt:
– 1. Sep. 2005 bis 31. Aug. 2006 : 50% min Ausstattungsgrad
– 1. Sep. 2006 bis 31. Aug. 2007 : 90% min Ausstattungsgrad
– nach 1. Sep. 2007: 100% Ausstattungsgrad.
* Diese Verordnung wurde am 16. Sep. 2004 verabschiedet und trat am 17. Nov. 2004 in Kraft.

Direkt messende vs. Indirekt messende Systeme:
* Direkt messende Systeme:
Funksensor in oder an (*) jedem Reifen, der Luftdruck und Temperatur separat misst und die Messung vom Reifeninneren an ein zentrales Empfängermodul überträgt.
* Indirekt messende Systeme:
Kein Sensor in den Reifen. Wertet stattdessen die Daten des Antiblockiersystems (ABS) aus und überwacht die Rotation der Reifen, nicht den tatsächlichen Luftdruck. Keine Möglichkeit zur Temperaturmessung.
(*) Die meisten Systeme haben Sensoren, die am Ventilfuss befestigt sind.
* NHTSA befand, dass direkt messende RDK Systeme besser geeignet sind, Luftverlust zu erkennen, dass sie genauere Warnschwellen haben und dass sie den Fahrer schneller warnen, als indirekt messende RDK Systeme.

Direkt messendes System

Indirekt messendes System

Warnt, wenn einer oder alle Reifen Druck verlieren.Warnt nur, wenn ein einzelner Reifen Druck verliert.
Zeigt dem Fahrer an, welcher Reifen betroffen ist.Zeigt dem Fahrer nicht an, welcher Reifen betroffen ist.
Sofortige Warnung, wenn der Druck unter eine vorbestimmte Schwelle fällt.Keine Warnung, wenn alle Reifen gleichzeitig oder gleich schnell Druck verlieren.
Grosse Belastung beeinträchtigt nicht die Funktion des Systems.Warnt nicht rechtzeitig, zum Verhindern von Reifenschäden, speziell wenn schwer beladen.
Warnt, wenn der Druck um 25% fällt.
Kann auch inkrementelle Druckmessungen liefern.
Warnt erst, wenn der Druck um mehr als 30% abfällt.

RDK Markt-Wachstumsfaktoren:

  • Kosteneinsparung verursacht durch deutliche Erhöhung der Reifen-Lebensdauer und verbesserten Benzinverbrauch.
  • Verbesserte Sicherheit.
  • US-Markt getrieben von TREAD Act.
  • Europäische Union könnte ähnliche Gesetzgebung verabschieden.
  • Japanische und Asiatische Verbraucher und kommerzielle Automobil-Märkte erfahren wachsende Aufmerksamkeit für die Bedeutung der Reifen-Sicherheit.

Marktgrösse (weltweit):
2004: 8 Millionen TPM Systeme
2005: 15 Millionen TPM Systeme
2006: 25 Millionen TPM Systeme
2007: 42 Millionen TPM Systeme
2008: 48 Millionen TPM Systeme.

Systemkomponenten von direkt messenden HF RDK Systemen:

  • Im Reifen: RDK Sensor, befestigt an der Felge oder am Ventilfuss; besteht aus Druck-/Temperatursensor, Encoder und HF-Sender. Batteriebetrieben.
  • Am Fahrzeug: RDK Empfänger, Decoder und Anzeigeeinheit.

NB: In einigen Systemen sind die RDK und Funkschlüssel Funktionen in einem Empfänger zusammengefasst.

Wireless World AG liefert die folgenden RF Monolithics Produkte für RDK-Systeme:

  • OFW Resonatoren für Sender und Empfänger-Oszillatoren.
  • Coupled Resonator Filter für HF Empfängerschaltungen.
  • Virtual Wire HF Sender für komplette HF Senderschaltungen.
  • Virtual Wire HF Empfänger für komplette HF Empfängerschaltungen.
  • Virtual Wire HF Transceiver für bi-direktionale Systeme und weitere Integration mit Funkschlüssel-, Sicherheits-, Garagenöffner-Systemen, etc.

ASK, OOK, FSK:

  • ASK (Amplitudenmoduliert) und OOK (On-Off moduliert) sind die wichtigsten Technologien, die RFM liefert.
  • FSK (Frequenzmodulation) ist eine alternative Modulationsart, die bei RDK Systemen verwendet wird. Für FSK Systeme kann RFM Coupled Resonator Filter für die Empfangsseite liefern.
  • Typische RDK Datenübertragunsraten (4800-9600 bps) können mit allen Modulationsarten (ASK, OOK und FSK) realisiert werden.

Vorteile von ASK gegenüber FSK in RDK Systemen:

  • ASK kann mit weniger Stromverbrauch implementiert werden, als FSK; d.h. kleinere Batterie und niedrigere Kosten.
  • ASK Sender benötigen keine zerbrechlichen Quarze.
  • ASK Systeme erfordern keinen Abgleich bei der Herstellung und sind tolerant gegenüber Bauteile-Veränderungen aus Alterungsgründen, etc.
  • “Gute” ASK Systeme brauchen nur einen Signalabstand von 1 bis 8 dB, um ein Signal von einem In-Band Störsignal zu unterscheiden. Damit sind sie im realen Betrieb meist unempfindlicher gegenüber Störungen, als FSK Systeme.

Vorteile von OFW gegenüber PLL in RDK Systemen:

  • OFW basierte RDK Designs sind einfach und verbrauchen wenig Strom.
  • Die Batterlebensdauer eines OFW Senders ist länger, als bei vergleichbarem PLL-Design.
  • OFW basierte Designs haben niedriges Phasenrauschen und Harmonische und können einfach zugelassen werden gemäss allen wichtigen Zulassungsvorschriften.
  • OFW basierende Geräte tolerieren extreme Temperaturen und Schock, wie sie in RDK Systemen vorkommen.

Zusammenfassung:

  • Die wachsende Nachfrage nach besserer Fahrsicherheit, Zuverlässigkeit, Performance, optimalem Benzinverbrauch und Gesetzliche Vorschriften treiben den RDK Markt.
  • Direkt messende Systeme mit Funkübertragung sind nachweislich genauer und effektiver als die indirekt messenden Systeme.
  • OFW basierende Lösungen sind klein, einfach zu implementieren und bieten niedrigsten Stromverbrauch und längere Batterielebensdauer.
  • RF Monolithics, Inc. ist der dominierende Hersteller von OFW Produkten für den RDK Markt.

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