CN106154901A - 车辆用传感器及包括其的车辆 - Google Patents

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Abstract

根据本发明一实施例的车辆传感器，处理器，具有第1至第6引脚(Pin)；第1至第3输入引脚，与连接器连接；交换回路部，包括与处理器及第1至第3输入引脚连接的第1至第3引脚，以及与处理器连接的第4至第6引脚。根据本发明一实施例的车辆，包括：多个车辆用传感器，包括处理器、第1至第3输入引脚与交换回路部，处理器分别具有第1至第6引脚(Pin)，第1至第3输入引脚与连接器连接，交换回路部包括与处理器及第1至第3输入引脚连接的第1至第3引脚，以及与处理器连接的第4至第6引脚；及电子控制单元(ECU)，用总线拓扑(bus topology)方式与所述多个车辆用传感器连接。

Description

车辆用传感器及包括其的车辆
技术领域
本发明涉及车辆用传感器及包括其的车辆，更详细地说涉及包括能够与两种连接器连接的接口的超声波传感器等车辆用传感器及包括其的车辆与其操作方法。
背景技术
具有停车辅助支援装置的车辆处于增加的趋势。停车辅助支援装置为，在停车时，感应障碍物并将与车辆的间隔告知驾驶员，或基于感应的障碍物而自动停车的装置，可包括为了感应障碍物的超声波传感器。
通过超声波传感器感应车辆周边障碍物来警告驾驶员的停车辅助支援装置，根据电子控制单元(ECU)与传感器之间的连接方式，大致存在如同图1、图2的两种方式。
图1是示例现有的车辆电子控制单元(ECU)与各个超声波传感器1:1通信的接口及3脚连接器方式的图面。图2是示例现有的车辆电子控制单元(ECU)与各个超声波传感器1:N通信的接口及6脚连接器方式的图面。
参照图1，由电子控制单元100与各个超声波传感器210、202、203、204…，1:1通信的方式形成总线拓扑(Bus topology)连接构造，各个传感器由3脚连接器(connector)连接。
参照图2，由电子控制单元100与各个超声波传感器210、202、203、204…，1:N通信的方式，形成总线拓扑(Bus topology)连接构造，各个传感器由6脚连接器(connector)连接。
连接器210、220的各个引脚(PIN)的输入信号为电源(Vsup)、接地(GND)、信号(Signal或LIN)等，如同在图1与图2图示的。
在总线拓扑方式使用6脚连接器的理由为，电子控制单元100为了在总线(Bus)相互区分相同的超声波传感器，需要各个传感器的地址，但是以持有3个地址引脚PIN(ADR0～2)的开启(open)、短路(short)状态赋予传感器地址，因此还追加需要3个引脚。
在总线拓扑方式的相对优点为，减少连接所需的线的长度与电子控制单元(ECU)的引脚数量，及比起使用标准协议(protocol)的能够进行更加可靠的通信。
但是，现在的星型拓扑(Star topology)，大部分也存在采用3引脚连接器方式的情况，因此将制造费上升及设计变更最小化的同时，对能够利用总线拓扑(Bus topology)方式的方法正在进行研究。
发明内容
(要解决的问题)
本发明的目的在于，提供包括能够与两种连接器连接的接口的超声波传感器等车辆用传感器及包括其的车辆。
并且，本发明的目的在于，提供包括维持总线拓扑(Bus topology)方式的同时也能与三脚连接器连接的接口的超声波传感器等车辆用传感器及包括其的车辆。
(解决问题的手段)
根据本发明一实施例的车辆用传感器，包括：处理器，具有第1至第6引脚(Pin)；第1至第3输入引脚，与连接器连接；交换回路部，包括与处理器及第1至第3输入引脚连接的第1至第3引脚，以及与处理器连接的第4至第6引脚。
根据本发明一实施例的车辆，包括：多个车辆用传感器，包括处理器、第1至第3输入引脚与交换回路部，处理器分别具有第1至第6引脚(Pin)，第1至第3输入引脚与连接器连接，交换回路部包括与处理器及第1至第3输入引脚连接的第1至第3引脚，以及与处理器连接的第4至第6引脚；及电子控制单元(ECU)，用总线拓扑(bus topology)方式与所述多个车辆用传感器连接。
(发明的效果)
根据本发明，车辆用传感器及包括其的车辆，能够连接两种连接器，并且维持总线拓扑(Bus topology)方式的同时也能与3脚连接器连接，因此可减少连接所需的线的长度与电子控制单元(ECU)的引脚数量，因此比起使用标准协议(protocol)能够进行更加可靠的通信。
附图说明
图1是示例现有的车辆的电子控制单元(ECU)与各个超声波传感器1:1通信的接口及3脚连接器方式的图面。
图2是示例现有的车辆的电子控制单元(ECU)与各个超声波传感器1:N通信的接口及6脚连接器方式的图面。
图3是图示现有的6脚超声波传感器的一示例的图面。
图4是为了说明设定图3的超声波传感器的地址而被参照的图面。
图5是为了说明根据本发明一实施例的电子控制单元与车辆用传感器的运作方法而被参照的图面。
图6是图示根据本发明一实施例的6脚超声波传感器的一示例的图面。
图7至图10是为了说明设定图6的超声波传感器的地址而被参照的图面。
(附图标记说明)
600：超声波传感器
610：处理器
620：交换回路部
具体实施方法
以下，参照图面将更加详细地说明本发明。附图只是使更加容易地理解在本说明公开的实施例，并不是被附图限定在本说明书公开的技术思想，而是应该理解为包括在本发明的思想及技术范围包括的所有变更、均等物乃至代替物，并且与图面符号无关的相同或类似的构成要素赋予相同的参照符号，并且将省略对其重复的说明。
在以下的说明中使用的构成要素的结尾词“模块”及“部”只是单纯地考虑易于编制本说明书而赋予的，其本身并不是赋予特别重要的意义或作用。因此，所述“模块”及“部”也可相互混合使用。
包括如同第1、第2等序数的用语可使用于多种构成要素的说明上，但是所述构成要素并不被所述用语限定。所述用语只以将一个构成要素从其他构成要素区分的目的来使用。
在谈及某一构成要素“连接”或“接触”其他构成要素时，也可直接连接或接触其他构成要素，但是也应该理解为在中间也可存在其他构成要。相反，在谈及某一构成要素“直接连接”或“直接接触”其他构成要素时，则应该理解为在中间不存在其他构成要素。
并且，只要在文章上未明确不同的意思，单数的表述包括多数的表述。
在本申请中，“包括”或“具有”等用语，应该理解为是要指定在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、零部件或上述的组合的存在，而且并不是要提前排除一个或其以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、零部件或上述的组合的存在或附加可能性。
图3是图示现有的6脚超声波传感器的一示例的图面。图4是为了说明设定图3的超声波传感器的地址而被参照的图面。
参照图3，驱动在数字类型的超声波传感器300担任收发超声波作用的变换器(Transducer)，能够控制超声波传感器300的整体动作的处理器310(Processor)安装在传感器300内部的印刷回路基板(printed circuit board，以下称为PCB)。
现有的6脚传感器300，由供应电源的电源(Vsupply，以下称为Vsup)输入、与电子控制单元(ECU)传达通信信号的本地互联网(LocalInterconnect Network：LIN)信号、接地信号即接地(GND)输入，还有为了区分各个传感器的3个地址(ADR)引脚输入构成。
另一方面，外部连接器(connector)的各个引脚(Vsup、LIN、GND、ADR0、ADR1、ADR2)在PCB上连接于处理器310的相应引脚(Vsup、LIN、GND、ADR0、ADR1、ADR2)。
参照图4的表，根据3个地址引脚(ADR0、ADR1、ADR2)是否短路(Short)、开启(Open)，可指定各个传感器的地址(Node Address:NAD)。这时6脚方式在一个总线通道(Bus channel)能够指定到8个地址。
图5是为了说明根据本发明一实施例的电子控制单元与车辆用传感器的运作方法而被参照的图面。图6是图示根据本发明一实施例的6脚超声波传感器的一示例的图面。
根据本发明一实施例的车辆的电子控制单元(ECU)与车辆用传感器可用(Local Interconnect Network，本地互联网络)通信来收发数据。
因此，所述车辆用传感器可以是通过电子控制单元(ECU)与LIN总线能够执行LIN通信的传感器。例如，可以是为了感应将电源供应于车辆的电池状态的电池传感器等。
尤其是，所述车辆用传感器可以是用LIN通信与车辆收发数据的超声波传感器，所述车辆可包括多个超声波传感器。
在以下，以超声波传感器为中心进行记述。
参照图5与图6，若开始LIN通信，则电子控制单元(ECU)传输LIN同步比特(sync bit)S510，各个超声波传感器可接收LIN同步比特S520。
另一方面，根据本发明一实施例的车辆用传感器600，可包括：处理器610，具有第1至第6引脚(Pin)；第1至第3输入引脚(X、Y、Z)，与连接器连接；交换回路部620(Exchange Circuit)，包括与处理器610及第1至第3输入引脚(X、Y、Z)连接的第1至第3引脚621、622、623，与与处理器610连接的第4至第6引脚624、625、626。
根据本发明一实施例的车辆，可包括多个根据本发明一实施例的车辆用传感器600。
即，根据本发明一实施例的车辆，可包括：多个车辆用传感器，包括处理器、第1至第3输入引脚与交换回路部，其中处理器分别具有第1至第6引脚(Pin)，第1至第3输入引脚与连接器连接，交换回路部包括与处理器及第1至第3输入引脚连接的第1至第3引脚，以及与处理器连接的第4至第6引脚；及电子控制单元(ECU)，用总线拓扑(bus topology)方式与多个车辆用传感器连接。
参照图6，另一方面所述交换回路部620的所述第1至第3引脚621、622、623可与所述处理器610的第1至第3引脚(ADR0、ADR1、ADR2)连接，所述第1至第3输入引脚(X、Y、Z)也可与所述处理器610的第1至第3引脚(ADR0、ADR1、ADR2)连接。
另外，所述交换回路部620的所述第4至第6引脚624、625、626可与所述处理器610的第4至第6引脚连接。
另一方面，所述处理器610的第4至第6引脚可分别是电源(Vsup)引脚、LIN引脚、接地(GND)引脚。
另外，参照图6与在图3示例的超声波传感器300相反，为了根据本发明一实施例的3脚连接器的互换的传感器600，在外部观察时由电源(Vsup)、LIN、接地(GND)3个的输入引脚构成，追加构成了对3个输入引脚(X、Y、Z)的交换回路部620，来代替没有3个的地址引脚(ADR PIN)。
交换回路部620，起到改变现有的6脚传感器以使现有的6脚传感器能够与3脚连接器连接的作用，并且为了指定地址起到从3个还未决定顺序的引脚输入输出相当于处理器610的电源(Vsup)、LIN、接地(GND)的功率的作用。
现有的6脚传感器用3个地址引脚(ADR0、ADR1、ADR2)指定了总线上的各个传感器地址，但是本发明的3脚连接器互换传感器改变连接器引脚的排列，可指定各个传感器的地址。
不使用另外的地址指定引脚，而是只能使用为了驱动传感器的3个引脚来指定各个传感器的地址，因此只有通过改变引脚排列顺序来指定地址。因此，直到各个传感器连接于连接器而开始运作，无法知道实际各个传感器的输入引脚排列X、Y、Z。
因此，需要知道X、Y、Z引脚实际是什么输入，并且通过对引脚排列的地址指定表赋予各个传感器的地址的过程。
图7至图10是为了说明设定图6的超声波传感器的地址而被参照的图面。
在参照图4说明的6脚感应方式中，根据地址引脚(ADR0、ADR1、ADR2)是否短路(Short)及开启(Open)，指定各个传感器的地址(NodeAddress:NAD)。
根据本发明，可根据所述第1至第3输入引脚X、Y、Z的功能及排列顺序设定传感器的地址。
参考图7的表(Table)，可以知道在根据本发明的3脚互换方式表中，根据各个引脚的排列指定各个传感器的地址。这时，用6脚方式能够在一个总线通道指定到8个的地址，但是3脚互换方式因为引脚数量的限制能够指定到6个地址。另一方面，应该指定地址的理由为，用相同的序号生产各个传感器，并且将命令传达于传感器的电子控制单元(ECU)在连接于一个总线(BUS)上的多个相同的传感器的每个传感器应该能够下达相互不同的命令，因此通过连接器的配线差异分别区分传感器来分配固有的地址ID。
参考图7的表(Table)，输入引脚X对应于电源引脚(Vsup)，输入引脚Y对应于LIN引脚，并且输入引脚Z对应于接地引脚(GND)的传感器，可设定‘A’为地址。
使用用引脚排列指定地址的方式的情况，因为连接器的引脚排列是不固定的，因此发生输入引脚X、Y、Z中不知道哪一个引脚为电源(Vsup)，哪一个为接地(GND)的问题。
但是，为了驱动传感器，电源必须提前供应于处理器610。为了解决这一问题，对于包括电源的3个输入，不论哪一个输入为电源，必须要有能够发出电源电压输出信号的回路，并且接地信号也同样地需要回路。
因此，由于是不知道哪一输入引脚为电源电压的状况，因此其回路应该没有偏置(Bias)电压，或应该由电源反馈(Feedback)回路构成。
其回路可使用与图8相同逻辑的二极管(Diode)回路来构成，并且可包括在交换回路部620。
如图8，使用相当于LIN引脚的信号为电压范围在0～Vsup的数字信号，因此使用将Vsup对应于高电压(High)，并且将0V对应于低电压(Low)的逻辑回路，可制成所需回路。Vsup的情况，在输入中的一个为高电压(High)的电源，因此如同回路图可由OR(或)逻辑实现，接地(GND)的情况，在输入的一个为低电压(Low)的接地，因此可实现为AND(和)逻辑。
并且，需要能够挑选相当于LIN的信号的逻辑回路。该逻辑回路的输出入特性，能够在图9的LIN输出(output)逻辑图(Logic diagram)中确认到，也具有在3个输入中，与其他两个的输入值无关的一个的输入，具有与输出相同的值的特性。LIN为与实际数据(data)传输的通信总线，与电源电压或接地引脚不同，由于其值继续变化，因此图示了对其的全部输入状态。若将LIN输出逻辑图如同图9的右侧画面变换为卡诺图来构成逻辑式，则可以知道LIN的逻辑式为X*Y+Y*Z+Z*X。
通过其，与X、Y、Z输入引脚的排列无关的，可如同图10构成输出电源(Vsup)、接地(GND)、LIN信号的无电源回路。图10是对交换回路部620的框图(Block diagram)。
整理对于X、Y、Z引脚的逻辑回路的构成，相当于Vsup输出的输入信号的逻辑式为X+Y+Z，相当于GND输出的逻辑式为X*Y*Z，相当于LIN的逻辑式为X*Y+Y*Z+Z*X。
在图8只使用二极管(Diode)构成了回路，但是结合其他能动元件(Transitor)也可构成该逻辑式。其回路为将未固定的X、Y、Z输入变换为Vsup、GND、LIN的交换回路部620，并且驱动超声波传感器600的传感器内部的处理器610输入引脚可与相应输出连接。
另一方面，各个X、Y、Z引脚，可连接于未在3脚互换方式使用的处理器610的地址引脚(ADR0、ADR1、ADR2)。处理器610的地址引脚(ADR0、ADR1、ADR2)为一般的I/O引脚，因此可接受电源(Vsup)电压等级的信号为输入。
根据本发明的传感器，判别所述处理器610的第1至第3引脚，即判别地址引脚(ADR0、ADR1、ADR2)的信号等级，可识别所述第1至第3输入引脚、X、Y、Z引脚。
通过交换回路部620电源供应于处理器610，并且是能够进行LIN通信的状态，因此在处理器610读取ADR0、ADR1、ADR2的信号等级，可区分X、Y、Z各个引脚的输入。
LIN引脚的情况，为了与其他引脚区分开，在电子控制单元(ECU)需要传输LIN同步比特(固定数量的Pulse(脉冲))的过程。各个传感器通过对其同步信号的中断(interrupt)处理可区分LIN引脚。
并且，Vsup的情况是维持高电压(High)状态的引脚，并且GND的情况是维持低电压(Low)状态的引脚。
因此，传感器600在所述处理器的第1至第3引脚(ADR0、ADR1、ADR2)中掌握从车辆的电子控制单元(ECU)接收比特的引脚S540，在有比特的情况S550，在所述处理器的第1至第3引脚(ADR0、ADR1、ADR2)中将从车辆的电子控制单元(ECU)接收比特的引脚判别为LIN引脚S560。
另一方面，如果没有从所述电子控制单元(ECU)接收比特的因特网包探索器，则是发生LIN通信错误S545，进而应该重新接收同步比特。
并且，读取所述处理器的第1至第3引脚的信号等级，可将高(high)电压状态的引脚判别为电源(Vsup)引脚，并且将低(low)电压状态的引脚判别为接地(GND)引脚S560。
另一方面，LIN引脚具有高(High)电压或低(Low)电压状态，因此区分LIN引脚应该优先于区分Vsup、GND引脚。
另一方面，所述过程可在系统开始之后电压等级稳定之后执行。
之后，若传感器已区分X、Y、Z引脚的作用，则查看在图7示例的“3脚互换方式NAD表”可自行赋予该传感器的地址。
因此，将所述识别的所述第1至第3输入引脚X、Y、Z与已设定的地址指定表比较，可设定传感器的地址S570。
根据本发明，车辆用传感器及包括其的车辆能够连接两种连接器，并且在维持总线拓扑(Bus topology)的方式的同时，也可与3脚连接器连接，因此可减少连接所需的线的长度与电子控制单元(ECU)的引脚数量，并且比起使用标准协议(protocol)能进行更加可靠的通信。
本发明，车辆的电子控制单元(ECU)与传感器之间，尤其是车辆的电子控制单元(ECU)与各个超声波传感器之间，在使用星型拓扑(star topology)连接方式的停车支援系统上，也能够使连接超声波传感器时使用的3脚连接器可直接使用在使用现在6脚的总线拓扑(Bus topology)连接方式。
为此，将总线拓扑方式的现有的6脚传感器变更为3脚传感器构造，与此同时维持基于总线(bus)的网络系统的优点，可使总线拓扑连接方式直接使用。
因此，根据本发明，能够互换具有相互不同的连接器接口的传感器。
并且，根据本发明，可减少电子控制单元(ECU)连接器的引脚数量与连接线的长度。
另一方面，根据本发明的车辆用传感器及车辆的操作方法，在车辆用传感器及/或配置在车辆的处理器能够读取的记录媒体，能够实现为处理器能够读取的代码。处理器能够读取的记录媒体包括保存能够被处理器读取的数据的所有种类的记录装置。处理器能够读取的记录媒体的示例有ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等，并且也包括实现为如同通过互联网传输等载波形态。并且，处理器能够读取的记录媒体分散在用互联网连接的电脑系统，因此可施行并保存处理器能够用分散方式读取的代码。
记载了在以上说明的构成本发明的实施例的所有构成要素被记载为结合为一个或其接合来进行运作，但是本发明不必限定于这种实施例。即，只要是在本发明的目的范围内，其所有构成要素也可选择性的结合一个以上来进行运作。
并且，包括技术性或科学性用语，只要没有不同的定义，具有一般被在本发明所属技术领域具有通常知识的人理解的相同的意思。如同在事前定义的用语，一般使用的用语应该被解释为与相关技术文章的意思一致，并且只要没有在本发明明确定义，不得解释为过度形式性的意思。
以上的说明不过是示例性的说明本发明的技术思想，在本发明所属技术领域具有通常知识的人，在不超出本发明的本质性特性的范围内可进行多种修改、变更及替换。因此在本发明公开的实施例及附图不是为了限定本发明的技术思想，而是为了说明，并且根据这种实施例及附图不得限定本发明的技术思想。本发明的保护范围应该由以下的权利要求范围来解释，并且在与其同等范围内的所有技术思想应该解释为包括在本发明的权利范围内。

Claims (20)

1.一种车辆用传感器，其特征在于，包括：
处理器，具有第1至第6引脚；
第1至第3输入引脚，与连接器连接；
交换回路部，包括与所述处理器及所述第1至第3输入引脚连接的第1至第3引脚，以及与所述处理器连接的第4至第6引脚。
2.根据权利要求1所述的车辆用传感器，其特征在于，
判别所述处理器的第1至第3引脚的信号等级，来识别所述第1至第3输入引脚。
3.根据权利要求2所述的车辆用传感器，其特征在于，
所述处理器的第1至第3引脚中，将从车辆电子控制单元接收比特的引脚判别为LIN引脚。
4.根据权利要求2所述的车辆用传感器，其特征在于，
读取所述处理器的第1至第3引脚的信号等级，将高电压状态的引脚判别为电源引脚，将低电压状态的引脚判别为接地引脚。
5.根据权利要求2所述的车辆用传感器，其特征在于，
将所述识别的所述第1至第3输入引脚与已设定的地址指定表比较，来设定传感器的地址。
6.根据权利要求1所述的车辆用传感器，其特征在于，
所述交换回路部的所述第4至第6引脚与所述处理器的第4至第6引脚连接。
7.根据权利要求1所述的车辆用传感器，其特征在于，
所述处理器的第4至第6引脚分别为电源引脚、LIN引脚、接地引脚。
8.根据权利要求1所述的车辆用传感器，其特征在于，
所述交换回路部的所述第1至第3引脚与所述处理器的第1至第3引脚连接。
9.根据权利要求1所述的车辆用传感器，其特征在于，
根据所述第1至第3输入引脚的功能及排列顺序设定传感器的地址。
10.根据权利要求1所述的车辆用传感器，其特征在于，
所述车辆用传感器为用LIN通信与车辆收发数据的超声波传感器。
11.一种车辆，其特征在于，包括：
多个车辆用传感器，包括：处理器，分别具有第1至第6引脚；第1至第3输入引脚，与连接器连接；及交换回路部，包括与所述处理器及所述第1至第3输入引脚连接的第1至第3引脚，以及与所述处理器连接的第4至第6引脚；及
电子控制单元，用总线拓扑方式与所述多个车辆用传感器连接。
12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，
判别所述处理器的第1至第3引脚的信号等级，来识别所述第1至第3输入引脚。
13.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，
所述处理器的第1至第3引脚中，将从电子控制单元接收比特的引脚判别为LIN引脚。
14.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，
读取所述处理器的第1至第3引脚的信号等级，将高电压状态的引脚判别为电源引脚，将低电压状态的引脚判别为接地引脚。
15.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，
将所述识别的所述第1至第3输入引脚与已设定的地址指定表比较，来设定所述多个传感器的地址。
16.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，
所述交换回路部的所述第4至第6引脚与所述处理器的第4至第6引脚连接。
17.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，
所述处理器的第4至第6引脚分别为电源引脚、LIN引脚、接地引脚。
18.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，
所述交换回路部的所述第1至第3引脚与所述处理器的第1至第3引脚连接。
19.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，
根据所述第1至第3输入引脚的功能及排列顺序设定所述多个传感器的地址。
20.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，
所述多个传感器为用LIN通信与所述电子控制单元收发数据的超声波传感器。
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