CN108605170A - 用于传输传感器的测量值的方法、用于接收测量值的方法、传感器、控制器 - Google Patents

Abstract

用于传输传感器的测量值的方法(400)，其中通过第一数据字(403a)和第二数据字(403b)传输测量值，其中第一数据字以第一分辨率表示(402a)测量值，并且第二数据字以第二分辨率表示(402b)测量值。

Description

用于传输传感器的测量值的方法、用于接收测量值的方法、传 感器、控制器

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的用于传输传感器的测量值的方法，用于接收测量值的相应方法，以及传感器和控制器。

背景技术

从DE 101 49 332 A1中已知一种用于从传感器到控制器的数字数据传输的方法，其中用于数据传输的传感器的传感器值通过不同分辨率而被划分。传感器值形成具有彼此接续的传感器值的第一值范围。用于数据传输的第一值范围的划分是根据与对于控制器相关的参量而实现的。

PSI5是一种开放标准并且支持每个总线节点来自高达四个传感器的查询，该总线节点可以在不同的配置中被查询。还提供了用于传感器配置和诊断的双向通信。

在气囊系统中，来自例如压力或加速度传感器的数据通过电流调制的双线总线而被评估，该双线总线通过曼彻斯特编码的协议来与控制器进行通信。

在标准中还设置了可能的运行方式。这些运行方式的不同之处首先在于同步和异步运行模式。在同步运行模式中，根据传感器与控制单元的互连而产生了三种运行方式：并行总线模式(所有传感器并联)，通用总线模式(传感器的串联)和菊花链总线模式。结合其他参数，例如时隙总数、数据速率、数据字长、奇偶校验/CRC监控，PSI5标准允许不同的实现可行方案。广泛使用的是使用10-比特数据字长。

当今使用的PSI5传感器通常使用固定限定的分辨率用于单个通信时隙上的传感器信道的测量值。这种固定限定的分辨率对于传感器的整个检测范围通常是恒定的。

到目前为止的实践的缺点是在高测量值分辨率与宽测量范围之间的必要折衷。例如，当前的10比特传感器或是支持具有小测量范围的高分辨率，或是支持具有小分辨率的宽测量范围。如果将同一个传感器用于不同的应用，则这尤其适得其反，其中，测量范围和分辨率对于不同应用是根本不同的，因此彼此不兼容。这对于算法的设计(例如用于触发气囊控制器中的约束装置的算法)尤其不利。

发明内容

在此背景下，通过本发明提出了一种用于传输测量值的方法，其中借助于第一和第二数据字传输测量值，其中第一数据字表示具有第一分辨率测量值，第二数据字表示具有第二分辨率的测量值。

本发明的主要优点是，同一传感器值在不同分辨率的数据字中作为传感器信号传输。优势在此主要表现在传输的接收器中，因为在接收器处，通过同一传感器值的相应的分辨率和值范围，对应的应用可以运行。在接收器中接收的数据字或传感器信号重现出同一值。因此，这些值在接收器中可以被视为同时的。

因此，具有小值范围的高分辨率信号和具有大范围值的低分辨率信号都可以从同一个传感器传输。

根据本发明的方法的实施方式，第一和第二数据字具有相同的字宽。

特别是，10比特的字宽在汽车应用领域已经确立。

在本发明的方法的有利的实施方式中，第一分辨率不等于第二分辨率。

由此可以以简单的方式通过同一个传感器操作对于分辨率具有不同要求以及因此对于测量值的可能值范围具有不同要求的多个应用。

在此本发明的方法的以下变体方案是特别重要的，根据该变体方案，第一分辨率高于第二分辨率。

在本发明的方法的有利变体方案中，测量值借助于第一函数或情况区分被映射到第一数据字，并且借助于第二函数或情况区分被映射到第二数据字。

特别地，测量值借助于函数或数学函数实现映射的实施方式提供的优势是，可以自动实现将测量值映射到数据字上。在此自动化借助于相应的软件或相应设计的专用集成电路(ASIC)进行。

在此特别重要的是，第一函数或第二函数至少是单射函数，更好是双射函数。

因此，对于所使用的函数存在反函数，反函数可以在接收器侧使用以从所传输的数据字获得映射的测量值。

在本发明的方法的另一个有利的变体方案中，借助于PSI5协议传输第一和第二数据字，其中，第一和第二数据字是在不同的通信时隙中传输的，特别是在直接彼此接续的通信时隙中。

在方法的备选的实施方式中，数据字也可以在相同的通信时隙中交替传输。同样能够考虑在同一个通信时隙内例如彼此相继传输数据字。

在这种情况下，通信时隙应理解为传输周期内的时间段。在多个传感器连接到接收器的总线线路的拓扑中，传输周期是指每个传感器至少轮到一次传输至少一个数据字的时间。

例如，PSI5协议具有通信时隙，数据在该通信时隙内传输。通过添加另一个与第一通信时隙不同的第二通信时隙以用于传输第二数据字，可以在现有标准的框架内实现本发明而无需显著花费。这表明了本发明方法的该变体方案的低成本的且方便的实施。

本发明的另一方面是用于接收测量值的方法，其中借助于第一和第二数据字接收到测量值，其中第一数据字表示具有第一分辨率测量值，第二数据字表示具有第二分辨率的测量值。

根据用于接收的方法的有利的变体方案，根据用于根据本发明传输测量值的方法的实施方式传输数据字。

于是特别重要的是，测量值借助于第三函数或第三情况区分由第一数据字形成并且借助于第四函数或第四情况区分由第二数据字形成，其中，所述第三函数是所述第一函数的反函数，并且所述第四函数是所述第二函数的反函数。

通过根据本发明的用于接收测量值的方法的这个变体方案，可以以可靠且简单的方式实现具有针对不同应用所需的分辨率和值范围的传感器信号的传输。

本发明的另一方面是一种传感器，该传感器被设计成使得传感器执行用于根据本发明传输测量值的方法的实施方式的所有步骤。

根据该实施方式的特别的变体方案，传感器在初始化阶段传输被选择用于映射的所存储的函数和/或情况区分中的第一和/或第二函数和/或第一和/或第二情况区分。

根据该变体方案，显著简化了本发明的传感器的使用。根据使用类型，可以选择相应存储的函数，该函数在初始化期间传输。其中，将使用类型理解为传感器形式(压力或惯性传感器)、使用位置(前端传感器、侧面碰撞传感器，…)、使用形式(碰撞识别、碰撞确证、行人碰撞识别)。取代函数本身或其数学表示，也能够考虑的是，传输一个值，该值唯一地标识针对接收器的所选函数。

本发明的另一方面是一种用于制造根据本发明的传感器的方法，其中在制造期间将第三函数或第三情况区分以及第四函数或第四情况区分存储在传感器中。

这种制造方法有利的是，该传感器在制造后就已经准备好被使用，而无需在使用或安装前进行传感器的配置或调整。

在制造方法中，用于映射的所有相关函数都已在制造过程期间存储在传感器中。

也能够考虑的是，所存储的函数被适当保护，例如签名地存储在传感器中，从而随后的操纵或改变是不可能的或者至少不会不被发现。

此外，本发明的一个方面是控制器，该控制器被设计成使得控制器执行用于根据本发明接收测量值的方法的实施方式的所有步骤。

附图说明

下文借助于附图展示和阐释本发明的实施方式。图示：

图1示出了根据现有技术的传感器测量值到通信总线的传感器信号的线性映射；

图2示出了根据本发明的传感器测量值到用于传输的两个不同通信时隙上的数据字的映射；

图3示出了根据本发明在接收之后传感器信号到传感器测量值的映射；

图4示出了根据本发明的用于传输测量值的方法的实施方式的流程图；

图5示出了根据本发明的用于接收测量值的方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的传感器测量值到通信总线的传感器信号的线性映射。在此，根据图1的用于传感器信道的10-比特传感器的数据范围以-480LSB至+480LSB为例由传感器测量值而线性地形成。

在横坐标上绘制了传感器测量值。数据字的值绘制在纵坐标上。红线在此表示了传感器测量值范围到+/-480LSB的数据字范围上的线性配属。

图2示出了根据本发明的方法的变体方案的传感器测量值到用于传输的两个不同通信时隙上的数据字的映射。

这里，同样在横坐标上绘制了传感器测量值。并且在纵坐标上绘制了数据字的值。红线表示传感器测量值范围到+/-480LSB的数据字范围上的配属。

然而，在所示的映射中，传感器测量值以第一分辨率映射到+/-480LSB的数据字范围，并且以第二分辨率映射到+/-480LSB的相同数据字范围。

根据图2中的映射，传感器的传感器测量值首先以第一分辨率在通信总线的第一通信时隙上被传输直到+/-480LSB的范围。随后，传感器测量值的传输相同通信总线的至少一个另外的通信时隙中以第二分辨率进行。在此，在两个通信时隙上的数据字范围的分辨率不同。然而，在传感器测量值在单个时隙上传输之前，实现将传感器测量值以所需分辨率缩放到+/-480LSB的值范围。

图3示出了根据本发明的方法的变体方案在接收之后的到传感器测量值上的传感器信号的映射。

“反向计算”例如在根据本发明的控制器中进行，根据本发明的传感器将相关联的测量值向该控制器传输。

在图3所示的示例中，第一通信时隙上的传感器测量值的第一分辨率对应于1LSB/传感器测量值并且第二通信时隙上的传感器测量值的第二分辨率对应于0.25LSB/传感器测量值。

从图3的图示中由此明显可见的是，通过从控制器中的两个通信时隙的传感器信号反向计算传感器测量值，可以产生具有不同值范围的不同分辨率的传感器测量值。

在第一通信时隙上，传感器测量值以1LSB/传感器测量值在通信总线上传输。由此在控制器中在反向计算后得到了具有1传感器测量值/LSB的分辨率的高分辨率的传感器测量值，其中，值范围在+/-480LSB传感器测量值上。

在第二通信时隙上，传感器测量值以0.25LSB/传感器测量值在通信总线上传输。由此在控制器中在反向计算后得到了具有4传感器测量值/LSB的分辨率的低分辨率的传感器测量值，其中，值范围在+/-1920LSB传感器测量值上。

因此，在这个示例中，通过通信接口的在第二通信时隙上传输的+/-1920LSB的值范围比在第一通信时隙上的所传输的+/-480LSB的值范围高4倍。

两个时隙的这些不同分辨率的信号然后在另一步骤中可以用于在控制器上针对不同的应用的一个或多个算法内。

例如，第一通信时隙的高分辨率信号被用于一算法中，对于该算法，信号的高分辨率比高的值范围更重要。

在另一方面，第二通信时隙的低分辨率信号被用于一算法中，对于该算法，信号的分辨率仅起到较小作用，但同时需要高的值范围。

图4示出了根据本发明的用于传输测量值的方法的实施方式的流程图。

在步骤401中，检测测量值。为了传输，该测量值在步骤402a中被以第一分辨率映射到第一数据字，并且在步骤402b中以第二分辨率被映射到第二数据字。

在步骤403a中，通过通信总线在第一通信时隙中传输第一数据字。

在步骤403b中，通过相同的通信总线在第二通信时隙中传输第二数据字。

图5示出了根据本发明的用于接收测量值的方法的实施方式的流程图。

在步骤501a中，经由通信总线在第一通信时隙中接收第一数据字。在步骤501b中，通过同一通信总线在第二通信时隙中传输第二数据字。

第一和第二数据字在此借助于第一和第二分辨率表示相同的测量值。

在步骤502a中，根据第一分辨率反向计算由第一数据字表示的测量值，并且随后将该测量值提供给应用。

在步骤502b中，根据第二分辨率反向计算由第二数据字表示的测量值，并且随后将该测量值提供给应用。

Claims (18)

1.一种用于传输传感器的测量值的方法(400)，其中通过第一数据字(403a)和第二数据字(403b)传输所述测量值，其中所述第一数据字以第一分辨率表示(402a)所述测量值，并且所述第二数据字以第二分辨率表示(402b)所述测量值。

2.根据权利要求1所述的方法(400)，其中所述第一和第二数据字具有相同的字宽，特别是10比特的字宽。

3.根据权利要求1或2所述的方法(400)，其中所述第一分辨率不等于所述第二分辨率，特别是其中所述第一分辨率高于所述第二分辨率。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，其中所述测量值借助于第一函数或第一情况区分而映射(402a)到所述第一数据字，并且借助于第二函数或第二情况区分而映射(402b)到所述第二数据字，其中所述第一函数和/或所述第二函数是单射函数和/或双射函数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，其中所述第一和第二数据字借助于通信协议、特别是PSI5协议被传输(403a、403b)，其中用于所述传输的所述通信协议具有至少一个通信时隙，其中所述第一和第二数据字在不同通信时隙中被传输，或者彼此相继地在同一通信时隙内被传输，或者交替地在同一通信时隙内被传输。

6.一种用于接收传感器的测量值的方法(500)，其中借助于第一数据字和第二数据字接收(501a、501b)所述测量值，其中所述第一数据字以第一分辨率表示所述测量值，所述第二数据字以第二分辨率表示所述测量值。

7.根据权利要求6所述的方法(500)，其中所述第一和第二数据字具有相同的字宽，特别是10比特的字宽。

8.根据权利要求6或7所述的方法(500)，其中所述第一分辨率不等于所述第二分辨率，特别是其中所述第一分辨率高于所述第二分辨率。

9.根据权利要求6至7中任一项所述的方法(500)，其中所述第一和第二数据字借助于通信协议、特别是PSI5协议被接收(501a、501b)，其中用于所述接收的所述通信协议具有至少一个传输信道和至少一个通信时隙，其中来自不同通信时隙、或者彼此相继地来自同一通信时隙、或者交替地来自同一通信时隙的所述第一和第二数据字被接收(501a、501b)，特别是来自直接彼此接续的通信时隙。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法(500)，其中所述测量值借助于根据权利要求1至5中任一项所述的方法(400)被传输(403a、403b)。

11.根据权利要求10所述的方法(500)，其中，所述测量值借助于第三函数或第三情况区分由所述第一数据字形成(502a)并且借助于第四函数或第四情况区分由所述第二数据字形成(502b)，其中所述第三函数是所述第一函数的反函数，并且所述第四函数是所述第二函数的反函数。

12.一种传感器，所述传感器被设置成执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法(400)的所有步骤。

13.根据权利要求12所述的传感器，其中在所述传感器中存储有用于将测量值映射到数据字的第一函数或第一情况区分以及第二函数或第二情况区分。

14.根据权利要求13所述的传感器，其中所述传感器在初始化阶段中传输被选择用于映射的所存储的函数和/或情况区分中的第一和第二函数和/或第一和第二情况区分。

15.一种用于制造根据权利要求12至14中任一项所述的传感器的方法，其中所述第三函数或第三情况区分以及第四函数或第四情况区分在制造期间被存储在所述传感器中。

16.一种控制器，所述控制器被设置成执行根据权利要求6至11中任一项所述的方法(500)的所有步骤。

17.一种计算机程序，所述计算机程序被构造成执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法(400；500)。

18.一种计算机可读的存储介质，所述存储介质上存储有根据权利要求17所述的计算机程序。