DE102014212083A1 - Data network in fiber composite body component - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenübertragungsanordnung (1) sowie ein Verfahren zur Übertragung von Signalen in einem Fahrzeug zwischen an der Datenübertragungsanordnung angeschlossener elektrischer und/oder elektromechanischer Funktionsmodule (30) mit den folgenden Merkmalen: ein Glasfasergitter (2) mit einer Vielzahl von im Gitter angeordneter Glasfaserleitungen (20, 21) zur optischen Signalübertragung, wobei das Glasfasergitter (2) wenigstens eine zugängliche optische Koppelverbindung (22) aufweist, zum Einkoppeln eines optischen Signals und wobei das Glasfasergitter (2) ferner wenigstens eine zugängliche optische Koppelverbindung (23) aufweist, zum Auskoppeln eines optischen Signals.The present invention relates to a data transmission arrangement (1) and to a method for transmitting signals in a vehicle between electrical and / or electromechanical function modules (30) connected to the data transmission arrangement, comprising: a glass fiber grating (2) having a plurality of gratings arranged in the grating Optical fiber transmission lines (20, 21), the optical fiber grating (2) having at least one accessible optical coupling connection (22) for coupling in an optical signal, and the optical fiber grating (2) further comprising at least one accessible optical coupling connection (23) Decoupling an optical signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Datenübertragung mit einem Datennetz, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung und ein Verfahren zur Datenübertragung mittels eines in eine Fahrzeugkarosserie eingebetteten Glasfasergitter.The invention relates to an arrangement and a method for data transmission with a data network, and to a method for producing such an arrangement. In particular, the invention relates to an arrangement and a method for data transmission by means of a fiberglass grid embedded in a vehicle body.

In Fahrzeugen, insbesondere in Personenkraftwagen besteht ein zunehmendes Bedürfnis danach für diverse Funktionen und Überwachungsmaßnahmen Sensoren und Aktoren, sowie geeignete elektronische oder elektromechanische Komponenten einzusetzen.In vehicles, especially in passenger cars, there is an increasing need for various functions and monitoring measures sensors and actuators, and to use suitable electronic or electromechanical components.

Bei herkömmlichen Anwendungen werden zur elektrischen Verbindung der beteiligten Komponenten, wie zum Beispiel den Fahrtrichtungsänderungsanzeigern (Blinkern), Griffbeleuchtung, Crash-Sensoren, PDC-Sensoren, Hupe, Infotainmentsystem, Alarmanlage, Abstandsmesser oder Kamerasysteme und dergleichen elektrische Kabel- und Leitungssätze verwendet, die üblicherweise in Form von vorkonfektionierten Kabelbäumen entlang der Karosserie oder an geeigneten Stellen im oder am Fahrzeug verlegt und montiert werden. Aufgrund der unterschiedlichen Ausstattungsvarianten erhöht sich demnach noch die Anzahl der Kabelbäume oder werden Kabelbäume verbaut, die Kabel- und Steckverbinderanordnungen aufweisen, die bei einzelnen Fahrzeugvarianten überhaupt nicht benötigt werden.In conventional applications, electrical wiring and wiring harnesses are commonly used to electrically interconnect the components involved, such as turn signals, handle lights, crash sensors, PDC sensors, horns, infotainment systems, alarms, distance meters or camera systems, and the like in the form of prefabricated cable harnesses along the body or at suitable locations in or on the vehicle to be laid and mounted. Due to the different equipment variants, therefore, the number of wiring harnesses or wiring harnesses are increased, which have cable and connector assemblies that are not needed for individual vehicle variants.

Kabelbäume sind ferner an die unterschiedlichen Anforderungen geeignet anzupassen, so dass sich im Stand der Technik eine Vielzahl unterschiedlichster Ausführungen von Verbindungssystemen und Kabelbäumen entwickelt hat. Aus der DE 10 2012 223 580 A1 , der DE 10201220940 A1 und der EP 2736135 A1 sind beispielhafte Ausführungen bekannter Kabelbäume gezeigt. Häufig wird neben den Signalleitungen (Signalkabel) im Kabelbaum auch eine Energieversorgungsleitung (Powerkabel) mit verlegt bzw. integriert, so dass die Versorgung mit der benötigten Energie gewährleistet ist.Cable harnesses are also adapted to the different requirements to adapt, so that has developed in the prior art a variety of different types of connection systems and wiring harnesses. From the DE 10 2012 223 580 A1 , of the DE 10201220940 A1 and the EP 2736135 A1 exemplary embodiments of known harnesses are shown. Frequently, in addition to the signal lines (signal cable) in the wiring harness, a power supply cable (power cable) is laid or integrated, so that the supply of the required energy is guaranteed.

Kabelbäume und Leitungssätze haben den entscheidenden Nachteil, dass diese teuer in der Herstellung sind, aufwendig in der Montage zu verarbeiten sind und ferner unflexibel sind, so dass Änderungen, Anpassungen oder Ergänzungen nur mit dem Austausch des gesamten Kabelbaums möglich sind. Speziell im verbauten Zustand lassen sich Wartung und Reparatur oder Austausch und Ergänzung von Komponenten nur mit hohem Aufwand realisieren. Ferner wird für jeden zusätzlichen Sensor, Aktor oder jede weitere anzuschließende Komponente eine zusätzliche Leitung benötigt.Wiring harnesses and wiring harnesses have the distinct disadvantage that they are expensive to manufacture, are expensive to process in the assembly and are also inflexible, so that changes, adjustments or additions are possible only with the replacement of the entire wiring harness. Especially when installed, maintenance and repair or replacement and supplementation of components can be realized only with great effort. Furthermore, an additional line is required for each additional sensor, actuator or any other component to be connected.

Als alternative Lösungskonzepte wurden Versuche unternommen Bus-Systeme einzusetzen, die aber aus diversen technischen Gründen wie zum Beispiel auch Kompatibilitätsprobleme mit den Sensoren und Aktoren bisher noch keine befriedigende Lösung darstellen. Aus dem Bereich der Fahrzeugüberwachungssysteme sind drahtlose Applikationen bekannt, die über nicht kabelgebundene Kommunikationswege miteinander kommunizieren. Aus der DE 10 2010 003 193 A1 und der DE 10 2013 106 212 A1 sind zum Beispiel Lösungen zur Integration mobile Übertragungssysteme bzw. ein mobiles drahtloses Automobil-Kommunikationssystem zur Überwachung von Fahrzeuginformationen bekannt.As an alternative solution concepts attempts were made to use bus systems, but for various technical reasons such as compatibility problems with the sensors and actuators are still not a satisfactory solution. From the field of vehicle monitoring systems, wireless applications are known that communicate with each other via non-wired communication paths. From the DE 10 2010 003 193 A1 and the DE 10 2013 106 212 A1 For example, solutions for integrating mobile transmission systems and a mobile wireless automotive communication system for monitoring vehicle information are known.

Drahtlossysteme zeigen auch im Fahrzeugbereich die bekannten Probleme der teilweise unzuverlässigen und nicht völlig unterbrechungsfreien Datenübertragung. Ferner benötigen die Fahrzeuge, spezielle Sende- und Empfangsvorrichtungen und Sicherheitsvorrichtungen, um eine zuverlässige Punkt-zu-Punkt-Kommunikation mit allen beteiligten Komponenten aufzubauen. Ferner dürfen Störungen nicht zu gefährlichen Fahrzuständen führen, was zum Beispiel speziell bei Fahrtrichtungs- und Abstandssensoren der Fall sein könnte. Es ist auch zu bedenken, dass sich die im Markt befindlichen Sensoren und Aktoren nicht ohne weiteres über eine Drahtlosverbindung ansteuern lassen.Wireless systems also show in the vehicle sector the known problems of partially unreliable and not completely uninterrupted data transmission. Further, the vehicles require special transceivers and security devices to establish reliable point-to-point communication with all involved components. Furthermore, disturbances must not lead to dangerous driving conditions, which could be the case, for example, especially in the case of travel direction and distance sensors. It should also be borne in mind that the sensors and actuators on the market can not be readily controlled via a wireless connection.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung bzw. ein Verfahren zur Datenübertragung und Kopplung von Sensoren, Aktoren und elektrischen sowie elektronischen Geräten in einem Fahrzeug bereitzustellen, welches vorbesagte Nachteile überwinden, das universeller einsetzbar ist und die Anbindung einer Vielzahl von zukünftigen Überwachungs-, Steuerungs- und Kontrollfunktionen im Fahrzeug zulässt. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Herstellungsprozess vorzuschlagen, wie eine solche Anordnung auf einfache und kostengünstige Weise in oder an der Fahrzeugkarosserie integriert werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide an arrangement or a method for data transmission and coupling of sensors, actuators and electrical and electronic devices in a vehicle, which overcome said disadvantages, which is universally applicable and the connection of a variety of future monitoring, Control and control functions in the vehicle allows. It is another object of the present invention to propose a manufacturing process, as such an arrangement can be integrated in a simple and cost-effective manner in or on the vehicle body.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Datenübertragungsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einem Verfahren zum Betreiben einer solchen Datenübertragungsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 10. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Datenübertragungsanordnung eines Fahrzeuges gemäß den Merkmalen von Anspruch 10.This object is achieved with a data transmission arrangement having the features of claim 1 and a method of operating such a data transmission arrangement with the features of claim 10. Another aspect of the present invention relates to a method for producing a data transmission arrangement of a vehicle according to the features of claim 10.

Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, ein Glasfasergitter aus in einem Netzverbund angeordneten Glasfasern, die ausgebildet sind zur optischen Signalübertragung in bzw. an der Karosseriehülle zu integrieren. Bevorzugt werden die einzelnen Glasfasern in Reihen und Spalten angeordnet, um so ein Gitter aus Datenleitungen zu erzeugen. Das Gitter aus Glasfasern weist bevorzugt an den Kreuzungspunkten optische Knotenpunkte auf, an denen ein optisches Signal in eine der am Knotenpunkt angebundenen Glasfaser geleitet werden kann.The basic idea of the present invention is to integrate a fiberglass grid of glass fibers arranged in a network, which are designed for optical signal transmission in or on the body shell. The individual glass fibers are preferred in rows and columns arranged so as to generate a grid of data lines. The grating of glass fibers preferably has optical nodes at the crossing points at which an optical signal can be conducted into one of the glass fibers connected to the node.

Glasfasern zur Übertragung optischer Lichtwellen werden auch Lichtwellenleiter (LWL), oder Lichtleitkabel (LLK) genannt. Das Licht wird dabei in Fasern aus Quarzglas oder Kunststoff (polymere optische Faser) geführt. Sie werden häufig demzufolge als Glasfaserkabel bezeichnet, wobei in diesen typischerweise mehrere Lichtwellenleiter gebündelt werden, die zudem zum Schutz und zur Stabilisierung der einzelnen Fasern noch mechanisch verstärkt sind. In der vorliegenden Erfindung wird der Begriff Glasfaserleitung daher sowohl für einen einzelnen Lichtwellenleiter oder als ein Bündel aus Lichtwellenleitern verwendet.Glass fibers for transmitting optical light waves are also called optical waveguides (FO), or optical cables (LLK). The light is thereby guided into fibers of quartz glass or plastic (polymeric optical fiber). They are therefore often referred to as fiber optic cable, in which typically several optical fibers are bundled, which are also mechanically reinforced to protect and stabilize the individual fibers. Therefore, in the present invention, the term fiber optic cable is used for both a single optical fiber or a bundle of optical fibers.

Physikalisch gesehen sind Lichtwellenleiter dielektrische Wellenleiter. Sie sind aus konzentrischen Schichten aufgebaut in dessen Zentrum der lichtführende Kern liegt.Physically, optical fibers are dielectric waveguides. They are made up of concentric layers in the center of which lies the light-guiding core.

Das Netz an Glasfaserleitungen wird erfindungsgemäß ähnlich wie ein künstliches neuronales Netzwerk aus Datenleitungen eingesetzt, welches Signale über das Netz von einem oder mehreren Kopplungsverbindungen in das Netz einkoppeln kann und sich die Informationen an vielen Stellen im Glasfasernetz (nahezu gleichzeitig) abrufen lassen.According to the invention, the network of optical fiber lines is used in a manner similar to an artificial neural network of data lines, which can couple signals into the network via one or more coupling connections and retrieve the information at many points in the optical fiber network (almost simultaneously).

In der allgemeinsten Ausführungsform der Erfindung wird das Glasfasernetz in der Fahrzeugkarosserie integriert. Dies kann erfindungsgemäß dadurch geschehen, dass eine gewünschte Anzahl von Glasfasern bzw. Glasfaserleitungen in einem Netzverbund übereinander oder miteinander verflochten in einer ersten und zweiten Lage auf einem harzgetränkten Faserverbundhalbzeug (vorzugsweise auf einer zuvor aufgebrachten Harzschicht auf dem Faserverbundhalbzeug) positioniert werden und nach dem Aufbringen einer Decklage, wie zum Beispiel einem zweiten Faserverbundhalbzeug in einer Presse zusammengepresst und zu einem Karosseriebauteil umgeformt werden. Die optischen Knotenpunkte (Verteiler) lassen sich dadurch Herstellen, dass an dem Kreuzungspunkt zwischen zwei Glasfaserleitungen durch die obere Decklage ein Loch durch die beiden übereinander liegenden Glasfasern gebohrt wird, welches anschließend mit einem lichtdurchlässigen Kunststoff verfüllt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Signale an den optischen Knoten in die entsprechend verbundenen Glasfaserleitungen weitergeleitet werden können.In the most general embodiment of the invention, the fiber optic network is integrated in the vehicle body. This can be done according to the invention in that a desired number of glass fibers or fiber optic cables in a network superimposed or intertwined in a first and second layer on a resin-impregnated fiber composite semi-finished (preferably on a previously applied resin layer on the fiber composite semi-finished) are positioned and after applying a Cover layer, such as a second fiber composite semi-finished product are pressed together in a press and formed into a body component. The optical nodes (distributor) can be made by drilling a hole at the point of intersection between two glass fiber lines through the upper cover layer through the two superimposed glass fibers, which is then filled with a translucent plastic. This ensures that the signals at the optical nodes can be routed to the corresponding fiber optic links.

Erfindungsgemäß wird demnach ein Verfahren zur Herstellung eines Karosseriebauteils einer Fahrzeugkarosserie mit einem Glasfasergitter zur Ausbildung einer Datenübertragungsanordnung mit wenigstens den folgenden Schritten vorgeschlagen:

  • – Bereitstellen zweier mit einem Harz verbindbarer Faserverbundhalbzeuge;
  • – Einbetten eines Glasfasergitters oder einer Vielzahl von im Gitterverband angeordneter Glasfasern zur optischen Datenübertragung zwischen die beiden Faserverbundhalbzeuge;
  • – Zusammenpressen der Faserverbundhalbzeuge in einer Umformpresse zum Verbinden und Formen eines Karosseriebauteils, wobei das Verpressen vorzugsweise im Rahmen eines CFL-Nasspressverfahrens unter Verwendung eines geeigneten Harzes durchgeführt wird.
According to the invention, therefore, a method is proposed for producing a bodywork component of a vehicle body with a glass fiber grid for forming a data transmission arrangement with at least the following steps:
  • - Providing two connectable with a resin fiber composite semi-finished products;
  • - Embedding a glass fiber grating or a plurality of arranged in a lattice structure glass fibers for optical data transmission between the two fiber composite semi-finished products;
  • - Compressing the fiber composite semi-finished products in a forming press for joining and forming a body component, wherein the pressing is preferably carried out in the context of a CFL wet pressing process using a suitable resin.

Mittels einer wie zuvor beschriebenen konstruktiven Ausgestaltung der Karosserie mit einem Datennetz aus Glasfasern, eröffnet sich die Möglichkeit elektrische, elektronische und/oder elektromechanische Funktionseinheiten miteinander zu verbinden und über optische Signale anzusteuern. Als Funktionseinheiten können zum Beispiel Sensoren (Crash-Sensoren, PDC-Sensoren), Aktoren, autarke Module (z. B. LED-Blinker) und andere Funktionseinheiten wie Abstandsmesser, Steuerung, Computermodule, Beleuchtungselemente, Berührungssensoren, Infotainmentsysteme, Taster, Schiebdachaktoren, Regensensor und dergleichen verwendet werden, um diese über ein und das selbe Datennetz zu aktivieren, deaktivieren und/oder anzusteuern.By means of a constructive embodiment of the body with a data network made of glass fibers as described above, it is possible to connect electrical, electronic and / or electromechanical functional units with each other and to control them via optical signals. Functional units may be, for example, sensors (crash sensors, PDC sensors), actuators, autonomous modules (eg LED indicators) and other functional units such as distance meters, control, computer modules, lighting elements, touch sensors, infotainment systems, push buttons, sliding roof actuators, rain sensor and the like can be used to enable, disable and / or control them via one and the same data network.

Alternativ können die Datenleitungen auch vielfältig in anderen Bereichen eingesetzt werden, wie unter anderem zur Übertragung von Energie zur Energieversorgung von autarken Funktionsmodulen oder Funktionseinheiten.Alternatively, the data lines can also be widely used in other areas, such as, inter alia, for the transmission of energy for the supply of self-sufficient functional modules or functional units.

Erfindungsgemäß wird demnach eine Datenübertragungsanordnung zur Übertragung von Signalen in einem Fahrzeug zwischen an der Datenübertragungsanordnung angeschlossener elektrischer und/oder elektromechanischer Funktionsmodule, wie zum Beispiel Sensoren oder Aktoren bereitgestellt, die ein Glasfasergitter bestehend aus einer Vielzahl von im Gitter angeordneter Glasfaserleitungen zur optischen Signalübertragung aufweist, wobei das Glasfasergitter wenigstens eine, vorzugsweise eine Vielzahl zugänglicher optische Koppelverbindungen aufweist, zum Einkoppeln eines optischen Signals und wobei das Glasfasergitter ferner wenigstens eine, vorzugsweise eine Vielzahl zugänglicher optische Koppelverbindungen aufweist, zum Auskoppeln eines optischen Signals.According to the invention, therefore, a data transmission arrangement is provided for transmitting signals in a vehicle between electrical and / or electromechanical functional modules connected to the data transmission arrangement, such as sensors or actuators, which comprises a glass fiber grating consisting of a multiplicity of optical fiber transmission grids arranged in the grating, wherein the fiberglass grating has at least one, preferably a multiplicity of accessible optical coupling connections for coupling in an optical signal and wherein the fiberglass grating further comprises at least one, preferably a plurality of accessible optical coupling connections for coupling out an optical signal.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Datenübertragungsanordnung vorgesehen, bei der das Glasfasergitter an einigen oder allen Gitterpunkten optische Knotenpunkte ausbildet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die optischen Koppelverbindungen am Ende einer Glasfaserleitung angeordnet sein oder alternativ an den Knotenpunkten.According to the invention, a data transmission arrangement is furthermore provided in which the glass fiber grating forms optical nodes at some or all of the grid points. In a preferred embodiment of the invention, the optical coupling connections can be arranged at the end of a glass fiber cable or alternatively at the nodes.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Glasfasergitter aus Glasfaserleitungen und zwar aus einer Anzahl in einer ersten Richtung angeordneter, zueinander beabstandeter Glasfaserleitungen und einer Anzahl aus in einer zweiten Richtung (quer dazu) angeordneter, zueinander beabstandeter Glasfaserleitungen.In a further preferred embodiment of the invention, the fiberglass grid consists of a plurality of fiber optic lines arranged in a first direction, spaced apart from each other and a number of fiber optic lines spaced apart in a second direction (transverse thereto).

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Knotenpunkte aus einem optisch durchlässigen Kunststoff gebildet.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the nodes are formed of an optically transparent plastic.

Es ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass die Datenübertragungsanordnung so ausgebildet ist, dass an wenigstens einer Kopplungsverbindung des Glasfasergitters wenigstens ein elektrisches und/oder elektromechanisches Funktionsmodul über ein optisches Signal ansteuerbar angeschlossen ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine an dem Datennetz angeschlossene Signalsteuerungseinrichtung (Zentralsteuerung) als Funktionseinheit die Kommunikation zwischen den Sensoren und Aktoren übernimmt. So kann zum Beispiel eine Fotodiode abhängig von der Helligkeit einzelne an das Datennetz angeschlossene Beleuchtungselemente aktivieren oder deaktivieren, sobald ein entsprechendes Signal über das Glasfasernetz an die Beleuchtungselemente übertragen wird. Bevorzugt sind in der Datenübertragungsanordnung eine Vielzahl von Kopplungsverbindungen zur Anbindung von elektrischen und/oder elektromechanischen Funktionsmodulen am Glasfasergitter vorgesehen, die weiter bevorzugt über die Zentralsteuerung ansprechbar sind. Jeder Kopplungsverbindung kann zur besseren Identifikation eine Koordinate zugeordnet werden.It is further provided according to the invention that the data transmission arrangement is designed so that at least one electrical and / or electromechanical function module is connected to at least one coupling connection of the glass fiber grating controlled via an optical signal. It is particularly advantageous if a signal control device (central control) connected to the data network takes over the communication between the sensors and actuators as a functional unit. For example, depending on the brightness, a photodiode can activate or deactivate individual lighting elements connected to the data network as soon as a corresponding signal is transmitted to the lighting elements via the glass fiber network. In the data transmission arrangement, a multiplicity of coupling connections are preferably provided for the connection of electrical and / or electromechanical functional modules to the glass fiber grid, which are furthermore preferably addressable via the central controller. Each coupling connection can be assigned a coordinate for better identification.

Ferner kann eine Modulations- und Demodulationseinrichtung oder eine Codier- und Decodiereinrichtung an einem oder mehreren der Sensoren und Aktoren bzw. an den Funktionsmodulen vorgesehen werden, um gleichzeitig eine Vielzahl von unterschiedlich codierten Signalen über das Datennetz senden zu können. Auf diese Weise können gezielt Sensoren und Aktoren angesprochen werden und es kann sichergestellt werden, dass nur die geeignet codierten Signale die entsprechende Funktionseinheit ansprechen.Furthermore, a modulation and demodulation device or a coding and decoding device can be provided on one or more of the sensors and actuators or on the functional modules in order to simultaneously be able to transmit a plurality of differently coded signals via the data network. In this way, targeted sensors and actuators can be addressed and it can be ensured that only the suitably encoded signals address the corresponding functional unit.

Soweit in der Datenübertragungsanordnung ein optisch ansteuerbares Funktionsmodul als ein autarkes mit einem eigenen Energiespeicher ausgestattetes Funktionsmodul ausgebildet ist, kann ferner über Einspeisen von Umgebungslicht der Energiespeicher dauerhaft mit der benötigten Energie gespeist werden. Für niedrige Übertragungsleistungen können dazu ebenfalls die Glasfaserleitungen genutzt werden. Sofern eine codierte Signalübertragung vorgesehen ist, kann die Energieversorgung auch parallel zur Daten- und Signalübertragung erfolgen. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können in oder an dem Glasfasergitter bzw. in dem CFK-Karosseriebauteil ferner eine oder mehrere elektrische Microleitungen zur Energieversorgung oder als Powerleitungen bestimmter Funktionsmodule integriert werden.As far as in the data transmission arrangement, a visually controllable function module is designed as a self-sufficient equipped with its own energy storage functional module, can also be fed by feeding ambient light, the energy storage permanently with the required energy. For low transmission powers, the fiber optic cables can also be used for this purpose. If a coded signal transmission is provided, the power supply can also take place in parallel to the data and signal transmission. In an alternative embodiment of the invention, in or on the glass fiber grating or in the CFRP body component further one or more electrical microconductors for power supply or as power lines of certain functional modules can be integrated.

Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zum Betreiben einer wie zuvor beschriebenen Datenübertragungsanordnung vorgesehen, wobei von einem ersten an einer Kopplungsverbindung des Glasfasergitters angeschlossenen Funktionsmodul (z. B. einem Sensor) ein Signal zu wenigstens einem zweiten an einer zweiten Kopplungsverbindung des Glasfasergitters angeschlossenen Funktionsmodul (z. B. Aktor) zur Aktivierung oder Deaktivierung einer dem Funktionsmodul d. h. Aktor zugeordneter Funktion übertragen wird. Ferner kann das Verfahren auch unter Zuhilfenahme einer Zentralsteuerung und einer wie zuvor beschriebenen Codier- und Decodiereinrichtung zur gleichzeitigen Steuerung einer Vielzahl von Funktionseinheiten und Funktionsmodulen in einem Fahrzeug verwendet werden.According to the invention, a method is also provided for operating a data transmission arrangement as described above, wherein a signal to at least one second functional module connected to a second coupling connection of the glass fiber grating (eg a sensor) from a first functional module (eg a sensor) connected to a coupling connection of the glass fiber grating. B. actuator) for activating or deactivating the functional module d. H. Actuator assigned function is transmitted. Furthermore, the method can also be used with the aid of a central controller and a coding and decoding device as described above for the simultaneous control of a plurality of functional units and functional modules in a vehicle.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform anhand der Figur näher erläutert.Other advantageous developments of the invention are specified in the subclaims or are explained in more detail below together with the description of the preferred embodiment with reference to FIG.

Es zeigen:Show it:

1 einen schematischen Ablauf der Herstellung eines CFK-Karosseriebauteils mittels eines CFL-Nasspressprozesses; 1 a schematic sequence of the production of a CFK body component by means of a CFL wet pressing process;

2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkarosserie mit einem Glasfasergitter; 2 a schematic perspective view of a vehicle body with a glass fiber grating;

3 eine Aufsicht auf ein Glasfasergitterausschnitt und 3 a top view on a fiberglass mesh cutout and

4 eine Detailansicht eines optischen Knotenpunktes (Verbindungsstelle von zwei sich kreuzenden Glasfasern). 4 a detailed view of an optical node (junction of two intersecting glass fibers).

In der 1 wird der schematische Ablauf der Herstellung eines Faserverbund-Karosseriebauteils 11 mit einem Glasfasergitter 2 in einem CFL-Nasspressprozess gezeigt. Als Faserverbundbauteil eignet sich insbesondere ein Kohlefaserbauteil (CFK-Bauteil). Dargestellt ist ein beispielhaft hergestelltes Karosseriebauteils 11 einer Fahrzeugkarosserie 10. In dem vereinfacht dargestellten Verfahren werden zwei Faserverbundhalbzeuge 12a, 12b mit einem Glasfasergitter 2 in einer Sandwichbauweise miteinander verbunden. In einem ersten Schritt erfolgt die Auftragung eines Harzes 15 auf der Oberfläche 14 des unteren Faserverbundhalbzeugs 12a. Danach erfolgt das Einbetten eines vorkonfektionierten Glasfasergitters 2 auf die mit Harz getränkte Oberfläche 14 des Faserverbundhalbzeugs 12a. In einer alternativen (nicht dargestellten) Ausführung können statt des vorkonfektionierten Glasfasergitters auch eine Vielzahl von im Gitterverband angeordneter Glasfasern 20, 21 zur Ausbildung des optischen Datenübertragungsnetzes zwischen die beiden Faserverbundhalbzeuge 12a, 12b eingebracht werden d. h. vor dem Pressvorgang in die Harzlage des Harzes 15 eingelegt werden. In beiden Ausführungsvarianten wird anschließend das zweite (obere) Faserverbundhalbzeug 12b auf die Oberfläche 14 des unteren Faserverbundhalbzeugs 12a aufgelegt. In einem nachfolgenden Schritt erfolgt das Pressen und Umformen in die gewünschte Form in einer Presse.In the 1 the schematic sequence of the production of a fiber composite body component 11 with a fiberglass screen 2 shown in a CFL wet press process. As a fiber composite component is particularly suitable a carbon fiber component (CFRP component). Shown is an exemplary manufactured body parts 11 a vehicle body 10 , In the method shown in simplified form two semi-finished fiber composite 12a . 12b with a fiberglass screen 2 in a sandwich construction connected with each other. In a first step, the application of a resin occurs 15 on the surface 14 of the lower fiber composite semifinished product 12a , This is followed by the embedding of a prefabricated fiberglass grid 2 on the resin impregnated surface 14 of the fiber composite semifinished product 12a , In an alternative embodiment (not shown), a multiplicity of glass fibers arranged in a lattice structure can be used instead of the prefabricated glass fiber lattice 20 . 21 for the formation of the optical data transmission network between the two fiber composite semi-finished products 12a . 12b are introduced ie before the pressing process in the resin layer of the resin 15 be inserted. In both embodiments, then the second (upper) fiber composite semi-finished product 12b on the surface 14 of the lower fiber composite semifinished product 12a hung up. In a subsequent step, the pressing and forming into the desired shape takes place in a press.

Sofern die Herstellung des Glasfasergitters durch Einlegen einer Vielzahl einzelner entsprechend der Bauteilänge ausreichend lang ausgebildeter Glasfasern, die geeignet sind zur optischen Signalübertragung, kann die Ausbildung der optischen Knotenpunkte, wie diese in der 4 näher gezeigt sind, wie folgt erfolgen. Mittels eines Bohrers oder eines geeigneten Verfahrens wird durch das obere Faserverbundhalbzeug 12b und die darunter angeordneten Glasfasern ein Loch gebohrt bzw. eine entsprechende Öffnung erzeugt, derart, dass die beiden betroffenen Glasfasern an ihrem Kreuzungspunkt durchtrennt werden. Die so gebildete Kavität wird danach mit einem geeigneten transparenten Kunststoff gefüllt.If the production of the glass fiber grating by inserting a plurality of individual according to the component length sufficiently long trained glass fibers, which are suitable for optical signal transmission, the formation of the optical nodes, as in the 4 are shown closer, as follows. By means of a drill or a suitable method is by the upper fiber composite semi-finished product 12b and the underlying glass fibers drilled a hole or created a corresponding opening, such that the two affected glass fibers are severed at their crossing point. The cavity thus formed is then filled with a suitable transparent plastic.

In der 2 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkarosserie 10 mit einem angedeuteten (integrierten) Glasfasergitter 2 gezeigt. Das Glasfasergitter 2 ist zur Übertragung von Signalen mit mehreren elektrischen und elektromechanischen Funktionsmodulen 30 verbunden. Als Funktionsmodule 30 sind ein Schalter 30a, ein Crash-Sensor 30b, eine Antenne 30c, ein Infotainmentsystem 30d und ein PDC-Sensor 30e beispielhaft dargestellt. Denkbar sind auch Funktionsmodule wie ein Marderschutz 30g, der mit einem optischen und/oder akustischen Signalgeber über das Glasfasergitter an geeigneter Stelle gekoppelt werden kann. Ferner ist ein autarkes Funktionsmodul 30f (hier ein LED-Blinker) gezeigt, welches ebenfalls über das Glasfasernetz ansteuerbar ist. Das autarke Funktionsmodul 30f verfügt über einen dezentralen eigenen Energiespeicher 31. Als Energiespeicher kann eine geeignete wiederaufladbare Energiespeicherzelle verwendet werden.In the 2 is a schematic, perspective view of a vehicle body 10 with an indicated (integrated) fiberglass grid 2 shown. The fiberglass grid 2 is for transmitting signals with multiple electrical and electromechanical function modules 30 connected. As functional modules 30 are a switch 30a , a crash sensor 30b , an antenna 30c , an infotainment system 30d and a PDC sensor 30e exemplified. Also conceivable are functional modules such as a marten protection 30g , which can be coupled with an optical and / or acoustic signal transmitter via the glass fiber grating at a suitable location. Furthermore, a self-sufficient function module 30f (Here an LED turn signal) shown, which is also controlled via the fiber optic network. The self-sufficient function module 30f has a decentralized own energy storage 31 , As energy storage, a suitable rechargeable energy storage cell can be used.

Ein Ausschnitt des Glasfasergitters 2 aus 2 ist in der Detailansicht in 3 dargestellt. Das Glasfasergitter 2 verfügt über eine Vielzahl von im Gitter angeordneter Glasfaserleitungen 20, 21, die in Längsrichtung L und Querrichtung Q angeordnet sind. Alternativ können auch andere Netzmuster, die auf die geometrische Form des Karosseriebauteils abgestimmt sind, verwendet werden.A section of the fiberglass grid 2 out 2 is in the detail view in 3 shown. The fiberglass grid 2 has a plurality of grids arranged in the grid 20 . 21 which are arranged in the longitudinal direction L and transverse direction Q. Alternatively, other mesh patterns tuned to the geometric shape of the body component may also be used.

Das Glasfasergitter verfügt über optische Koppelverbindungen 22, 23 zum Einkoppeln und Auskoppeln eines optischen Signals und/oder zum Anschließen eines Funktionsmoduls 30. Koppelverbindungen können auch an den Gitterpunkten 24 d. h. den optischen Knotenpunkten 24 ausbildet werden.The fiberglass grid has optical coupling connections 22 . 23 for coupling and decoupling an optical signal and / or for connecting a functional module 30 , Coupling connections can also be made at the grid points 24 ie the optical nodes 24 be trained.

Gemäß der in 2 gezeigten Anordnung lässt sich die Datenübertragung und die Steuerung der Funktionsmodule auf einfache und sicher Weise realisieren. So kann von einem ersten an einer Kopplungsverbindung 22 des Glasfasergitters 2 angeschlossenen Funktionsmodul 30 ein Signal zu einem zweiten an einer zweiten Kopplungsverbindung 22 des Glasfasergitters 2 angeschlossenen Funktionsmodul 30 zur Aktivierung oder Deaktivierung einer dem zweiten Funktionsmodul 30 zugeordneter Funktion übertragen werden.According to the in 2 The arrangement shown, the data transmission and the control of the functional modules can be implemented in a simple and secure manner. So can from a first to a coupling connection 22 of the glass fiber grating 2 connected function module 30 a signal to a second at a second coupling connection 22 of the glass fiber grating 2 connected function module 30 for activating or deactivating a second functional module 30 assigned function assigned.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch macht.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment of the invention. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different type of execution.

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Claims (12)

Datenübertragungsanordnung (1) zur Übertragung von Signalen in einem Fahrzeug zwischen an der Datenübertragungsanordnung angeschlossener elektrischer und/oder elektromechanischer Funktionsmodule (30) mit den folgenden Merkmalen: a. ein Glasfasergitter (2) mit einer Vielzahl von im Gitter angeordneter Glasfaserleitungen (20, 21) zur optischen Signalübertragung, b. wobei das Glasfasergitter (2) wenigstens eine zugängliche optische Koppelverbindung (22) aufweist, zum Einkoppeln eines optischen Signals; c. wobei das Glasfasergitter (2) ferner wenigstens eine zugängliche optische Koppelverbindung (23) aufweist, zum Auskoppeln eines optischen Signals.Data transfer arrangement ( 1 ) for transmitting signals in a vehicle between electrical and / or electromechanical function modules connected to the data transmission arrangement ( 30 ) having the following characteristics: a. a fiberglass grid ( 2 ) with a plurality of grids arranged in the grating ( 20 . 21 ) for optical signal transmission, b. the fiberglass grid ( 2 ) at least one accessible optical coupling connection ( 22 ), for coupling an optical signal; c. the fiberglass grid ( 2 ) at least one accessible optical coupling connection ( 23 ), for coupling out an optical signal. Datenübertragungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfasergitter (2) an den Gitterpunkten (24) optische Knotenpunkte ausbildet.Data transfer arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the fiberglass grid ( 2 ) at the grid points ( 24 ) forms optical nodes. Datenübertragungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfasergitter (2) bestehend aus Glasfaserleitungen (20, 21) aus einer Anzahl in einer ersten Richtung (L) angeordneter, zueinander beabstandeter Glasfaserleitungen (20) und einer Anzahl aus in einer zweiten Richtung (Q) angeordneter, zueinander beabstandeter Glasfaserleitungen (21) gebildet ist.Data transfer arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the fiberglass grid ( 2 ) consisting of fiber optic cables ( 20 . 21 ) of a number of spaced-apart optical fiber lines arranged in a first direction (L) ( 20 ) and a plurality of spaced apart optical fiber conduits (14) arranged in a second direction (Q) ( 21 ) is formed. Datenübertragungsanordnung (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Knotenpunkte (24) aus einem optisch durchlässigen Kunststoff gebildet werden.Data transfer arrangement ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the nodes ( 24 ) are formed from an optically transparent plastic. Datenübertragungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Kopplungsverbindung (22, 23) des Glasfasergitters (2) wenigstens ein elektrisches und/oder elektromechanisches Funktionsmodul (30) über ein optisches Signal ansteuerbar angeschlossen ist.Data transfer arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that at least one coupling connection ( 22 . 23 ) of the fiberglass grid ( 2 ) at least one electrical and / or electromechanical functional module ( 30 ) is connected controllable via an optical signal. Datenübertragungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Kopplungsverbindungen (22, 23) zur Anbindung von elektrischen und/oder elektromechanischen Funktionsmodulen (30) am Glasfasergitter (2) vorgesehen sind.Data transfer arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of coupling connections ( 22 . 23 ) for connecting electrical and / or electromechanical functional modules ( 30 ) on the glass fiber grid ( 2 ) are provided. Datenübertragungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfasergitter (2) der Datenübertragungsanordnung (1) zu mindestens teilweise auf oder in einer Fahrzeugkarossiere integriert ist.Data transfer arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fiberglass grid ( 2 ) of the data transmission arrangement ( 1 ) is at least partially integrated on or in a vehicle body shell. Datenübertragungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein optisch ansteuerbares Funktionsmodul (30) als ein autarkes mit einem eigenen Energiespeicher (31) ausgestattetes Funktionsmodul (30) ausgebildet ist.Data transfer arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one optically controllable functional module ( 30 ) as a self-sufficient with its own energy storage ( 31 ) equipped functional module ( 30 ) is trained. Datenübertragungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Glasfasergitter (2) ferner eine oder mehrere elektrische Microleitungen zur Energieversorgung bestimmter Funktionsmodule integriert ist bzw. sind.Data transfer arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in or on the fiberglass grid ( 2 ) Furthermore, one or more electrical micro-lines for the power supply of certain functional modules is or are integrated. Verfahren zum Betreiben einer Datenübertragungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass von einem ersten an einer Kopplungsverbindung (22) des Glasfasergitters (2) angeschlossenen Funktionsmodul (30) ein Signal zu wenigstens einem zweiten an einer zweiten Kopplungsverbindung (22) des Glasfasergitters (2) angeschlossenen Funktionsmodul (30) zur Aktivierung oder Deaktivierung einer dem Funktionsmodul (30) zugeordneter Funktion übertragen wird.Method for operating a data transmission arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that from a first to a coupling connection ( 22 ) of the fiberglass grid ( 2 ) connected functional module ( 30 ) a signal to at least a second at a second coupling connection ( 22 ) of the fiberglass grid ( 2 ) connected functional module ( 30 ) for activating or deactivating a function module ( 30 ) assigned function is transmitted. Verfahren zur Herstellung eines Karosseriebauteils (11) einer Fahrzeugkarosserie (10) mit einem Glasfasergitter (2) zur Ausbildung einer Datenübertragungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 mit wenigstens den folgenden Schritten: a. Bereitstellen zweier mit einem Harz verbindbarer Faserverbundhalbzeuge (12a, 12b); b. Einbetten eines Glasfasergitters (2) oder einer Vielzahl von im Gitterverband angeordneter Glasfasern (20, 21) zur optischen Datenübertragung zwischen die beiden Faserverbundhalbzeuge (12a, 12b); c. Zusammenpressen der Faserverbundhalbzeuge (12a, 12b) in einer Umformpresse zum Verbinden und Formen eines Karosseriebauteils (11).Method for producing a body component ( 11 ) a vehicle body ( 10 ) with a fiberglass grid ( 2 ) for forming a data transmission arrangement ( 1 ) according to any one of claims 1 to 9, comprising at least the following steps: a. Providing two resin semi-finished fiber composite semi-finished products ( 12a . 12b ); b. Embedding a fiberglass grid ( 2 ) or a multiplicity of glass fibers arranged in a lattice structure ( 20 . 21 ) for optical data transmission between the two fiber composite semi-finished products ( 12a . 12b ); c. Compression of fiber composite semi-finished products ( 12a . 12b ) in a forming press for connecting and forming a body component ( 11 ). Verfahren zur Herstellung eines Karosseriebauteils (11) einer Fahrzeugkarosserie (10) mit einem Glasfasergitter (2) gemäß Anspruch 11, wobei das Verpressen im Rahmen eines CFL-Nasspressverfahren unter Verwendung eines geeigneten Harzes durchgeführt wird.Method for producing a body component ( 11 ) a vehicle body ( 10 ) with a fiberglass grid ( 2 ) according to claim 11, wherein the pressing is carried out by means of a CFL wet pressing method using a suitable resin.
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