CN101596889B - 基于超声波的驾驶员辅助系统的配置方法及相应的超声波传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于超声波的驾驶员辅助系统的自动配置方法，该驾驶员辅助系统具有多个超声波传感器，这些超声波传感器被设置在一个机动车的不同位置上，及具有至少一个控制单元。根据本发明提出，这些超声波传感器具有输出管脚，该管脚具有一个内部预给定的电位，该内部预给定电位可通过施加另一电位来改变。由此可求得一个超声波传感器的绝对位置。由所有超声波传感器彼此相邻关系及一个绝对位置的确定可确定出所有超声波传感器的绝对地址以便在首次安装或修理时配置驾驶员辅助系统。

Description

基于超声波的驾驶员辅助系统的配置方法及相应的超声波传感器

技术领域

本发明涉及基于超声波的驾驶员辅助系统的自动配置方法，该驾驶员辅助系统具有多个超声波传感器，这些超声波传感器设置在机动车的不同位置上。

背景技术

基于超声波的驾驶员辅助系统，例如为了在机动车的泊车辅助工作中识别距离需要多个不同的超声波传感器，以便可测定在各个机动车位置上不同方向上到障碍物的距离。基于超声波的泊车辅助装置的典型系统配置对于每个保险杠至少具有两个，通常具有六个及有时具有更多的超声波传感器，这些超声波传感器根据回波测量原理工作。为了能在驾驶员辅助系统中有意义地配置超声波传感器的信号，需要一个中心的控制装置来识别机动车上每个单独的超声波传感器的位置。该配置在现在通过点对点的连接来产生。这意味着，对于每个单独的超声波传感器提供一个自己的总线系统，但至少一个自己的传感器线路，它在中心的控制装置上具有一个自己的输入端。通过该公知的点对点的线路可传导模拟量的原始信号，该原始信号必需首先在中心控制单元中被处理，或者，被处理的传感器信号借助确定的协议通过与此对应的接口由传感器传送给控制单元。在机动车上通常十二个超声波传感器的情况下对此需要不小的布线成本，这不仅导致机动车布线的费用增大，而且对于布线还更费事。泊车系统的事后加装由此需要高的费用，因为必需安装各具有一个点对点连接的多个传感器。此外大数量的线路也意味着大数量的电连接，这些电连接在机动车中粗糙的使用条件下易于被损坏。

为了减小布线成本，可以将传感器连接在一个共同总线系统上，其中每个传感器具有一个单独的地址，传感器通过该地址与中心的控制装置通信。然而在此情况下对于控制装置来说不知道各个超声波传感器被定位在机动车的何位置上，因为通过共同的总线系统使各个单个的传感器在空间中的位置信息丢失，因此需要在超声波传感器安装后将该信息通告给控制装置。

在DE 101 11 263 A1中公开了一个共同的接口组件，它将传感器的数据传送给处理器。该接口组件具有对各个传感器的识别输入端，通过该输入端可将传感器数据对应到该传感器。

DE 103 58 106 A相反地提出保持各个传感器元件的输出线路的冗余及这样地进行输出线路与总线系统的连接，即传感器元件由冗余输出线路的一部分与总线系统的单独连接导出二进制的编码并可通告中心的控制装置。因此通过输出线路的至少一部分的单独连接使每个传感器得到一个明确的地址。

发明内容

本发明提出基于超声波的驾驶员辅助系统的自动配置方法及与根据本发明的方法对应的超声波传感器。根据本发明提出，在机动车中原始安装超声波传感器时或用这些超声波传感器改装机动车时，这样地自动测定所述配置，即，中心的控制装置首先检测每个单独的超声波传感器的绝对电子地址及接着根据公知的算法求得这些超声波传感器的相邻关系。在超声波传感器彼此的相邻关系由控制装置确定后，中心的控制装置通过对这些超声波传感器的单独寻址来询问各个超声波传感器：在每个超声波传感器上本身为此已有的输出管脚是否具有与传感器中内部预给定的电位、例如高欧姆电位不同的电位。

如果同属一排中的、连接在一个总线上的超声波传感器中的一个或几个超声波传感器被测定出：该一个或几个超声波传感器的为此设置的输出管脚具有与在内部所施加的电位不同的电位，则由控制装置借助求得的相对的相邻关系及至少一个传感器的已知位置推导出各个超声波传感器的绝对位置及对各个超声波传感器配置一个逻辑地址。

与该方法对应地，在机动车中安装超声波传感器，这些超声波传感器具有一个带有在工作状态中在内部预给定的电位的输出管脚，该内部预给定电位可通过从外部施加的电位被改变。对于该方法有利的是，在机动车中在所有的机动车位置上对于一个相关的总线系统可使用相同的传感器类型，而不用中心的控制装置从一开始就需要识别这些超声波传感器的所有的各自的安装位置。一排中的至少一个超声波传感器用其具有内部施加的预给定电位的输出管脚连接到地或连接到超声波传感器的供电电压上或与一个其它电位连接，以致该传感器在该输出管脚上具有另一电位。所有超声波传感器可根据结构类型查询各自的输出管脚上的电位及通过中心的控制装置的询问将该电位通告该控制装置。在测定所有超声波传感器相互的相邻关系的情况下，由该相邻关系仍不能推导出在机动车中的绝对的安装位置，可借助这一个绝对位置来测定所有安装的超声波传感器的绝对位置。

所有安装的超声波传感器具有一个唯一的及单独的绝对地址。这里该绝对地址优选涉及一个包括32至48位的地址，其中，也可考虑更长或更短些的地址，只要可保证极高可能性地避免两个相同标记的超声波传感器。超声波传感器在已安装状态中可电子地通过该地址被识别。

根据本发明的方法带来的优点是：各个超声波传感器可通过电子总线系统彼此地及与中心控制单元连接，由此达到机动车的电缆结构中线路的大量节省。此外需要更少的易受干扰的接插接触及使超声波传感器系统的安装时间显著减小。正是在这些提供已拓宽的数据的超声波传感器的情况下可用很小的成本在电子总线系统上扩展通信能力，以致为了超声波传感器的外部安装，除必要的少量的电缆连接及位于端部的用于识别的输出管脚的连接外，可几乎不作任何改变。

此外根据本发明的方法也适合在修理情况下的应用，例如用于在碰撞事故后使机动车恢复原状，在该碰撞事故中超声波传感器或其内安装了超声波传感器的所属保险杠被破坏。为了修理，除识别码外，结构上相同的传感器被分配在机动车外侧上及接着借助根据本发明的方法进行配置。

附图说明

借助以下的附图来详细地描述一个具体的实施例。附图表示：

图1：基于超声波的驾驶员辅助系统的电路框图与概要表示的机动车以表明各个超声波传感器的位置，

图2：超声波传感器的电路框图，

图3：用于超声波传感器系统的配置的流程图。

具体实施方式

图1中表示基于超声波的驾驶员辅助系统的电路框图，该驾驶员辅助系统由机动车前部的超声波传感器1a，1b，1c，1d，1e及1f与机动车尾部的超声波传感器2a，2b，2c，2d，2e及2f组成。所有的超声波传感器1a，1b，1c，1d，1e及1f与2a，2b，2c，2d，2e及2f通过共同的电子总线系统4a及4b与中心控制单元3连接。机动车6由于所有超声波传感器1a，1b，1c，1d，1e及1f与2a，2b，2c，2d，2e及2f的该总线结构在布线上需要比传统的系统花费少得多的花销，在传统系统中所有超声波传感器都通过点对点连接与中心控制单元连接。对于一个传感器类型唯一地给定的、一次性配置的绝对识别码在控制单元3内被分配一个逻辑地址，该逻辑地址代表在机动车中的各自的位置。

为了减少待传送数据的量，在本发明的方案中提出：用其逻辑地址来呼叫各个超声波传感器。每次在控制单元3与各个超声波传感器1a，1b，1c，1d，1e及1f与2a，2b，2c，2d，2e及2f建立通讯时不是将唯一的识别码作为绝对地址置于总线上，而是提出：每个超声波传感器1a，1b，1c，1d，1e及1f与2a，2b，2c，2d，2e及2f是可编程的，其中可用一个可自由存储的短地址来呼叫每个超声波传感器，而不是仅通过长的及唯一的绝对地址来呼叫，即不是用识别码。在逻辑地址的情况下对于一个具有不多于16个超声波传感器的超声波传感器系统仅用4比特而不是用48比特来传送。

为了配置整个驾驶员辅助系统，必需已知：在机动车的哪些位置上安装了超声波传感器1a，1b，1c，1d，1e及1f与2a，2b，2c，2d，2e及2f。通过公知的算法例如可确定出超声波传感器1a，1b，1c，1d，1e及1f的相邻关系，但由该相邻关系不能推导出：这些超声波传感器从左向右地是以顺序1a-1b-1c-1d-1e-1f还是以顺序1f-1e-1d-1c-1b-1a安装。如果在一个设置列的端部上的一个超声波传感器可被确定出它被设置在例如左机动车侧上，因为该传感器的具有内部预给定的高欧姆电位的输出管脚通过与地的连接被拉到地电位上，因此可由从左到右排列的两种可能的设置，即1a-1b-1c-1d-1e-1f或1f-1e-1d-1c-1b-1a中选择出一个正确的可能。例如如果超声波传感器1f报告：它的具有高欧姆电位的输出管脚被拉到地电位上，则从左到右的实际设置1f-1e-1d-1c-1b-1a作为唯一的可能性被保留，如图1中所示。

图2中表示根据本发明的超声波传感器的电路框图，该超声波传感器具有不同的组成部分11，12，13，14及15。它们为：用于控制超声波传感器的控制单元11，该控制单元通过一个双向的接口11’与机动车电子总线系统连接；用于检测输出管脚12上的电位的电路12；用于产生可能被调制的超声波脉冲的电路13及用于接收超声波脉冲的电路14。电路12在输出管脚12’上施加一个高欧姆的电位及一旦该高欧姆的电位通过输出管脚12’的连接-例如通过与地、与工作电压、与一个相应于逻辑“假”，“低”或“0”相应的电位或与一个相应于逻辑“真”，“高”或“1”的电位的连接-被改变时，电路12确定出该改变及将该改变相应地通知控制单元，然后该控制单元设置一个内部的电子“标记”。电路13及14协同地工作及提供产生超声波脉冲的真正的超声波传感装置。最后该超声波传感器还具有存储器组件15，在其中预存储一个逻辑地址，其为了通信被告知该超声波传感器。

最后在图3中表示出根据本发明的用于超声波传感器系统的配置的方法的一个流程图，该方法开始于步骤101。在步骤101中检测所有超声波传感器的绝对识别码及接下来在步骤102中根据已知的算法求出这些超声波传感器的相邻关系。在已知了超声波传感器的相邻关系后，最后在步骤103中询问这些超声波传感器：哪个被安装在了机动车中的一个预定位置上。这将如此来确定，即，该超声波传感器具有一个不是带有内部预给定的高欧姆电位的输出管脚，而是该输出管脚具有一个例如置于地的电位。然后由相邻关系，即由一个已知的绝对位置(这里为左侧)在步骤104中求得所有超声波传感器的绝对位置。步骤102及103可相继地或并行地进行，因为这两个步骤并不互为前提。

应当指出，当确定出所有输出管脚具有内部预给定的高欧姆电位时，可发出一个出错信息。

Claims (5)

1.用于自动配置基于超声波的驾驶员辅助系统的方法，该驾驶员辅助系统具有多个超声波传感器（1a，1b，1c，1d，1e，1f，2a，2b，2c，2d，2e，2f，10a，10b，10c）及至少一个控制单元（3，5），这些超声波传感器设置在一机动车（6）上不同的部位上，其中，这些超声波传感器（1a，1b，1c，1d，1e，1f，2a，2b，2c，2d，2e，2f，10a，10b，10c）具有单独的绝对识别码（11a，11b，11c），这些绝对识别码可被电子地读出，该方法具有以下步骤：

检测（101）所述绝对识别码，

求出（102）这些超声波传感器的相邻关系及询问（103）这些传感器：它们在一输出管脚上是否具有一与一在内部预给定的电位不同的电位，

将逻辑地址分配（104）给所述绝对识别码，

其中，所述机动车上一预定的绝对位置被分配给至少一个其电位不与所述内部预给定的电位相同的传感器，由与具有该绝对位置的该至少一个传感器的相对位置推导出所有其它传感器的绝对位置。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述超声波传感器（1a，1b，1c，1d，1e，1f，2a，2b，2c，2d，2e，2f，10a，10b，10c）具有一用于存储一逻辑地址码的装置，所述控制单元（3，5）在所述绝对识别码（1a，1b，1c，1d，1e，1f，2a，2b，2c，2d，2e，2f，10a，10b，10c）被分配后对所述超声波传感器（1a，1b，1c，1d，1e，1f，2a，2b，2c，2d，2e，2f，10a，10b，10c）分配一逻辑地址码。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，这些超声波传感器（1a，1b，1c，1d，1e，1f，2a，2b，2c，2d，2e，2f，10a，10b，10c）通过一共同的总线系统（4a，4b）与所述控制单元（3，5）连接，所述控制单元（3，5）与这些超声波传感器（1a，1b，1c，1d，1e，1f，2a，2b，2c，2d，2e，2f，10a，10b，10c）这样地通信，即，每个单独的超声波传感器（1a，1b，1c，1d，1e，1f，2a，2b，2c，2d，2e，2f，10a，10b，10c）通过所述绝对识别码（11a，11b，11c）被置于所述总线系统（4a，4b）上而被激活，以用于通信，在通信中，所述每个单独的超声波传感器从所述控制单元（3，5）得到所述逻辑地址码，每个单独的超声波传感器（1a，1b，1c，1d，1e，1f，2a，2b，2c，2d，2e，2f，10a，10b，10c）借助该逻辑地址码被激活，用于每个另外的通信。

4.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于，所述在内部预给定的电位是高欧姆的。

5.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于，当确定所有的输出管脚都具有所述在内部预给定的电位时，发出一出错信息。

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