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Die Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche zumindest einen Sensor umfasst, der zum Erfassen von Umgebungsdaten des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Die Fahrerassistenzeinrichtung beinhaltet außerdem eine Steuereinheit (Mikroprozessor) zum Verarbeiten der Umgebungsdaten. Die Steuereinheit umfasst eine interne Schutzschaltung – insbesondere eine Schutzdiode –, welche die Steuereinheit vor einer fehlerhaften Überspannung, beispielsweise vor einer elektrostatischen Entladung (electrostatic discharge), schützt. Der Sensor ist über eine Datenleitung mit einem Eingang der Steuereinheit gekoppelt, und die Umgebungsdaten können in Form von Spannungssignalen bzw. elektrischer Spannung über die Datenleitung an die Steuereinheit übertragen werden. Es sind Spannungsbegrenzungsmittel bereitgestellt, welche zum Begrenzen der Amplitude der Spannungssignale auf einen von der Steuereinheit messbaren Wert dienen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Fahrerassistenzeinrichtung, wie auch ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung in einem Kraftfahrzeug.
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Es geht vorliegend insbesondere um ein Fahrerassistenzsystem bzw. eine Fahrerassistenzeinrichtung zum Unterstützen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs beim Einparken in eine Parklücke. Solche Fahrerassistenzsysteme sind auch unter der Bezeichnung „Parkhilfe” bekannt. Ein derartiges System beinhaltet eine Vielzahl von Ultraschallsensoren, die an dem vorderen und dem hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angebracht sind. Mit den Ultraschallsensoren werden Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug und fahrzeugexternen Hindernissen gemessen. Also erfassen die Ultraschallsensoren Umgebungsdaten, d. h. Daten mit Informationen über die Umgebung des Kraftfahrzeugs, insbesondere über die Abstände. Diese Umgebungsdaten werden dann an eine Steuereinheit – nämlich insbesondere einen Mikroprozessor – übertragen und durch die Steuereinheit verarbeitet. Die Umgebungsdaten werden dabei in der Regel als Spannungssignale bzw. in Form von elektrischer Spannung über eine Datenleitung übertragen. Es erfolgt hier beispielsweise eine binäre Kodierung der Umgebungsdaten: Ein geringer Pegel bzw. eine geringe Amplitude der Spannung (low signal, z. B. Masse) bedeutet logische Null, während ein hoher Pegel (high) für logische Eins steht. Für den hohen Pegel wird dabei eine Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs verwendet, deren Amplitude beispielsweise in einem Wertebereich von 5 V bis 24 V, insbesondere von 9 V bis 16 V, liegen kann; im Algemeinen kann diese Amplitude beliebig sein. Aufgrund der relativ hohen Amplitude dieser elektrischen Spannung wird im Stand der Technik ein aktiver Pegelwandler eingesetzt, mittels welchem die Amplitude der Spannung auf einen vom Mikroprozessor messbaren Wert begrenzt wird. Dieser Wert hängt von der Betriebsspannung des Mikroprozessors ab und kann beispielsweise bei 3,3 V oder 5 V oder 7 V liegen. Prinzipiell sind hier beliebige Werte denkbar.
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In den 1 und 2 ist jeweils eine Schaltungsanordnung – als Schnittstelle (Interface) für Ultraschallsensoren – dargestellt, wie sie im Stand der Technik verwendet wird. Die Schaltungsanordnung beinhaltet eine Steuereinheit 1, welche über einen Eingang 7 Umgebungsdaten in Form von Spannungssignalen US empfängt. Die Umgebungsdaten werden über eine Datenleitung 3 von einem in den 1 und 2 nicht dargestellten Ultraschallsensor übertragen. Der Ultraschallsensor wird über einen Anschluss 6 angeschlossen. Mit dem Anschluss 6 ist ein Ohmscher Vorwiderstand 4 gekoppelt, welcher auf der anderen Seite mit dem Eingang 7 der Steuereinheit 1 gekoppelt ist, nämlich über einen aktiven Pegelwandler 2, welcher die Amplitude der Spannungssignale US auf einen von der Steuereinheit 1 messbaren Wert begrenzt. Dieser Wert entspricht beispielsweise der Amplitude einer Betriebsspannung VDD, mit welcher die Steuereinheit 1 versorgt wird. VDD kann 5 V betragen. Die Amplitude der am Anschluss 6 anliegenden elektrischen Spannung kann beispielsweise 12 V betragen und entspricht der Amplitude der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs. Die Schaltungsanordnung gemäß 2 unterscheidet sich von der gemäß 1 durch einen Ableitwiderstand 5 (pull down), welcher den Anschluss 6 mit einem Bezugspotential 8 (Masse) verbindet. Über den Ableitwiderstand 5 wird die Datenleitung 3 auf das Bezugspotential 8 gebracht, wenn keine Umgebungsdaten über die Datenleitung 3 übertragen werden.
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Als nachteilig an dem Stand der Technik ist der Einsatz des Pegelwandlers 2 anzusehen. Dieser Pegelwandler 2 ist als integrierter Schaltkreis und aktives Bauelement einerseits relativ teuer; auf der anderen Seite beansprucht dieses Bauteil relativ viel Bauraum. Die bekannten Schaltungsanordnungen können somit nicht kompakt genug aufgebaut werden und sind aufgrund des Einsatzes des Pegelwandlers 2 relativ komplex. Außerdem ist der Pegelwandler 2 ein steuerbarer Schaltkreis, und es muss eine entsprechende Steuerung zur Ansteuerung des Pegelwandlers 2 bereitgestellt werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie die Komplexität der Fahrerassistenzeinrichtung der eingangs genannten Gattung im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fahrerassistenzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 10 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Eine erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung – insbesondere ein Parkhilfesystem – beinhaltet zumindest einen Sensor – insbesondere einen Ultraschallsensor – zum Erfassen von Umgebungsdaten des Kraftfahrzeugs. Eine Steuereinheit verarbeitet die Umgebungsdaten. Die Steuereinheit umfasst eine interne – in die Steuereinheit integrierte – Schutzschaltung (z. B. Schutzdiode), welche zum Schutz der Steuereinheit vor fehlerhaften Überspannungen dient, nämlich insbesondere vor einer elektrostatischen Entladung. Die Steuereinheit ist zum Beispiel ein Mikroprozessor. Der Sensor ist über eine Datenleitung mit einem Eingang der Steuereinheit gekoppelt. Über die Datenleitung sind die Umgebungsdaten als Spannungssignale übertragbar. Mithilfe von Spannungsbegrenzungsmitteln wird die Amplitude der Spannungssignale auf einen von der Steuereinheit messbaren Wert begrenzt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Spannungsbegrenzungsmittel die interne Schutzschaltung der Steuereinheit umfassen, sodass bei der Übertragung der Umgebungsdaten – also beim ordnungsgemäßen Betrieb – die Schutzschaltung zum Begrenzen der Amplitude der Spannungssignale verwendet wird, nämlich insbesondere unter Verzicht auf einen separaten Pegelwandler.
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Der Erfindung liegen mehrere Erkenntnisse zugrunde: Die Erfindung beruht zunächst auf der Erkenntnis, dass im Stand der Technik die Fahrerassistenzeinrichtungen relativ komplex aufgebaut sind. Die Erfindung basiert weiterhin auf der Erkenntnis, dass im Stand der Technik die Fahrerassistenzeinrichtungen deshalb komplex sind, weil aktive Pegelwandler zur Herabsetzung der Amplitude der Spannung eingesetzt werden. Eine weitere Erkenntnis besteht darin, dass die eingesetzten Mikroprozessoren über eine interne Schutzdiode verfügen, die zum Beispiel zum Schutz des Mikroprozessors vor der elektrostatischen Entladung dient und im Stand der Technik im ordnungsgemäßen Betrieb nicht genutzt wird. Der Erfindung liegt schließlich die Erkenntnis zugrunde, dass der Nachteil des Stands der Technik dadurch umgangen werden kann, dass die ohnehin vorhandene interne Diode (Schutzschaltung) des Mikroprozessors neben der Funktion des Schutzes vor elektrostatischer Entladung auch eine weitere Funktion übernehmen kann, nämlich die Funktion der Begrenzung der Amplitude der Spannungssignale. Die Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, dass auf den komplexen und teueren Pegelwandler verzichtet werden kann. Die Fahrerassistenzeinrichtung kann somit besonders kompakt aufgebaut werden, und es können der wertvolle Bauraum, wie auch die Kosten gespart werden.
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Also kommen die Vorteile der Erfindung dann vollständig zum Tragen, wenn unter Verzicht auf einen aktiven Pegelwandler die Spannungsbegrenzungsmittel bei der Übertragung der Umgebungsdaten die Amplitude der Spannungssignale begrenzen. Dies bedeutet, dass die Spannungsbegrenzungsmittel keinen Pegelwandler zur Spannungsbegrenzung aufweisen, wie er im Stand der Technik eingesetzt wird. Die Spannungsbegrenzungsmittel können also pegelwandlerlos bzw. frei von einem Pegelwandler ausgebildet sein.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass unter Verzicht auf aktive Bauelemente die Spannungsbegrenzungsmittel ausschließlich passive Bauelemente – wie die interne Schutzschaltung der Steuereinheit – umfassen. Dann wird die Komplexität der Spannungsbegrenzungsmittel auf ein Minimum reduziert.
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Die Schutzschaltung der Steuereinheit ist vorzugsweise eine Schutzdiode, die beispielsweise zum Schutz der Steuereinheit vor einer elektrostatischen Entladung dient.
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Wird die Amplitude der Spannungssignale durch die Schutzschaltung der Steuereinheit begrenzt, so fließt durch die Schutzschaltung und somit auch durch die Datenleitung ein elektrischer Strom. Um die Steuereinheit vor diesem Strom schützen zu können, ist in einer Ausführungsform ein Ohmscher Vorwiderstand bereitgestellt, welcher mit dem Eingang der Steuereinheit gekoppelt ist und zum Begrenzen der Stromstärke des durch die Datenleitung bei der Übertragung der Umgebungsdaten fließenden Stroms dient. Es wird somit eine Zerstörung der Steuereinheit verhindert.
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Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn der Vorwiderstand einen Widerstandswert aufweist, der in einem Wertebereich von 1 kΩ bis 200 kΩ liegt. Der Widerstandswert kann beispielsweise 100 kΩ betragen. Dann ist einerseits eine zuverlässige Datenübertragung über die Datenleitung gewährleistet; andererseits wird somit die Steuereinheit zuverlässig vor einer Zerstörung geschützt.
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Prinzipiell kann vorgesehen sein, dass die Spannungsbegrenzungsmittel ausschließlich ein einziges Bauelement beinhalten, nämlich die interne Schutzdiode (Schutzschaltung) der Steuereinheit. Dann wird die Spannung ausschließlich mittels der Schutzdiode begrenzt, so dass die Kosten sowie die Komplexität der Spannungsbegrenzungsmittel minimal sind. Es können jedoch alternativ auch weitere Bauelemente eingesetzt werden, welche zur Begrenzung der Amplitude der Spannungssignale beitragen:
Die Fahrerassistenzeinrichtung kann einen zwischen der Datenleitung und einem Bezugspotential geschalteten Ableitwiderstand (pull down) aufweisen. Neben seiner eigentlichen Funktion – der Ableitwiderstand bringt die Datenleitung auf das Bezugspotential (Masse), wenn keine Spannungssignale vorhanden sind – kann der Ableitwiderstand auch eine zusätzliche Funktion haben, nämlich die Funktion des Teilens der elektrischen Spannung: Der Ableitwiderstand kann Bestandteil der Spannungsbegrenzungsmittel sein, und er kann bezüglich des Vorwiderstands derart geschaltet sein, dass aus dem Ableitwiderstand und dem Vorwiderstand ein Spannungsteiler zum Teilen der Amplitude der Spannungssignale gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Ableitwiderstand also einerseits mit einem zwischen dem Eingang der Steuereinheit und dem Vorwiderstand liegenden Knoten verbunden; andererseits ist der Ableitwiderstand mit dem Bezugspotential verbunden. Der Ableitwiderstand übernimmt somit zwei unterschiedliche Funktionen, und es können Bauteile gespart werden, wie auch die Kosten. Auf der einen Seite dient der Ableitwiderstand nämlich zur Kopplung der Datenleitung auf das Bezugspotential; auf der anderen Seite kann durch eine solche Beschaltung des Ableitwiderstands die Amplitude der Spannungssignale geteilt werden, sodass der Ableitwiderstand auch zur Spannungsbegrenzung dient. Wie der Vorwiderstand kann auch der Widerstandswert des Ableitwiderstands in einem Wertebereich von 50 kΩ bis 200 kΩ liegen. Beispielsweise beträgt der Widerstandswert des Ableitwiderstands 100 kΩ. Insbesondere ist der Widerstandswert des Ableitwiderstands gleich dem Widerstandswert des Vorwiderstands, sodass die Amplitude der Spannungssignale halbiert wird und am Eingang der Steuereinheit lediglich eine halbe Amplitude der Spannungssignale auftritt. Beträgt die Amplitude der vom Sensor übertragenen Spannungssignale beispielsweise 12 V, so liegt am Eingang der Steuereinheit eine elektrische Spannung mit einer Amplitude von maximal 6 V an. Diese Spannung kann nun mithilfe der internen Schutzschaltung auf 5 V begrenzt werden. Im Allgemeinen kann das Verhältnis des Widerstandswertes des Ableitwiderstandes zum Widerstandswert des Vorwiderstandes an die zulässige Spannung der Steuereinheit angepasst werden.
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Ergänzend oder alternativ können die Spannungsbegrenzungsmittel eine mit dem Eingang der Steuereinheit gekoppelte und von der Schutzschaltung separate (externe) Spannungsbegrenzungsdiode umfassen, welche bei der Übertragung der Umgebungsdaten die Amplitude der Spannungssignale begrenzt. Diesbezüglich sind im Prinzip zwei Ausführungsformen vorgesehen: Zum einen können die Spannungsbegrenzungsmittel eine Zenerdiode als Spannungsbegrenzungsdiode umfassen, deren Kathode mit der Datenleitung und deren Anode mit dem Bezugspotential verbunden sind. Zum anderen können die Spannungsbegrenzungsmittel – ergänzend oder alternativ – eine einfache Spannungsbegrenzungsdiode beinhalten, deren Anode mit der Datenleitung und deren Kathode mit einer Spannungsquelle verbunden sind, welche zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für die Steuereinheit dient. Beide Ausführungsformen sind besonders aufwandsarm zu verwirklichen und sorgen für eine zuverlässige Begrenzung der Amplitude der Spannungssignale auf einen von der Steuereinheit erfassbaren Wert. In jedem Fall beanspruchen die Spannungsbegrenzungsmittel deutlich weniger Bauraum als ein aktiver Pegelwandler, wie er im Stand der Technik eingesetzt wird.
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Optional können die Spannungsbegrenzungsmittel auch einen Varistor beinhalten, also einen spannungsabhängigen Widerstand, welcher zum Begrenzen der Amplitude der Steuersignale dienen kann.
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Im Allgemeinen können die Spannungsbegrenzungsmittel unterschiedlichste Bauteile aufweisen, die typischerweise zur Spannungsbegrenzung eingesetzt werden. Lediglich beispielhaft seien an dieser Stelle eine Begrenzungsdiode, eine Zenerdiode sowie ein Varistor genannt.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung.
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Die Fahrerassistenzeinrichtung beinhaltet vorzugsweise eine Vielzahl von Ultraschallsensoren, welche an dem vorderen und dem hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs verteilt angeordnet sind. Bevorzugt sind alle Ultraschallsensoren über jeweils eine genannte Datenleitung mit einer – gemeinsamen oder separaten – Steuereinheit verbunden, welche die jeweiligen Umgebungsdaten verarbeitet und auswertet.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung in einem Kraftfahrzeug ausgelegt. Es werden Umgebungsdaten des Kraftfahrzeugs mit zumindest einem Sensor erfasst, und die Umgebungsdaten werden als Spannungssignale über eine Datenleitung an eine Steuereinheit übertragen, welche eine interne Schutzschaltung zum Schutz der Steuereinheit vor fehlerhaften Überspannungen, insbesondere vor einer elektrostatischen Entladung, umfasst. Die Amplitude der Spannungssignale wird auf einen von der Steuereinheit messbaren Wert mithilfe von Spannungsbegrenzungsmitteln begrenzt. Bei der Übertragung der Umgebungsdaten wird die Schutzschaltung als Bestandteil der Spannungsbegrenzungsmittel zum Begrenzen der Amplitude der Spannungssignale verwendet.
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Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in schematischer Darstellung eine Schaltungsanordnung einer Fahrerassistenzeinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
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2 in schematischer Darstellung eine Schaltungsanordnung einer Fahrerassistenzeinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
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3 in schematischer Darstellung eine Schaltungsanordnung einer Fahrerassistenzeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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4 in schematischer Darstellung eine Schaltungsanordnung einer Fahrerassistenzeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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5 in schematischer Darstellung eine Schaltungsanordnung einer Fahrerassistenzeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
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6 in schematischer Darstellung eine Schaltungsanordnung einer Fahrerassistenzeinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
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Eine in 3 dargestellte Schaltungsanordnung 10 ist ein Bestandteil einer Fahrerassistenzeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, etwa eines Personenkraftwagens. Die Fahrerassistenzeinrichtung ist im Ausführungsbeispiel eine Parkhilfe und dient zur Unterstützung des Fahrers des Kraftfahrzeugs beim Einparken in eine Parklücke sowie beim Ausparken aus der Parklücke. Die Fahrerassistenzeinrichtung misst nämlich Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug und fahrzeugexternen Hindernissen, die sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befinden. Diese Abstände werden dem Fahrer angezeigt. Bei den Hindernissen kann es sich beispielsweise um andere Kraftfahrzeuge handeln, welche die Parklücke unmittelbar begrenzen. Die Fahrerassistenzeinrichtung umfasst eine Vielzahl von in den Figuren nicht dargestellten Sensoren, welche beispielsweise Ultraschallsensoren sind und zum Erfassen von Umgebungsdaten des Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. Bei den Umgebungsdaten handelt es sich beispielsweise um Daten, die Informationen über die genannten Abstände beinhalten.
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Die Schaltungsanordnung 10 stellt eine Schnittstelle (Interface) für die Sensoren dar.
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Die Umgebungsdaten werden an eine Steuereinheit 11 übertragen, welche die Umgebungsdaten verarbeitet und auswertet. Die Steuereinheit 11 ist ein Mikroprozessor und kann beispielsweise einen in den Figuren nicht dargestellten Tongeber und/oder eine Anzeigeeinrichtung ansteuern, nämlich in Abhängigkeit von den gemessenen Abständen.
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Die genannten Sensoren sind mit der Steuereinheit 11 jeweils über eine Datenleitung 12 gekoppelt, wobei in den Figuren der Übersicht halber lediglich eine einzige Datenleitung 12 abgebildet ist. Die Datenleitung 12 wird mit dem zugeordneten Sensor über einen Anschluss 13 (etwa einen Stecker) elektrisch gekoppelt. Die Umgebungsdaten werden auf die Datenleitung 12 aufmoduliert und in Form von elektrischen Spannungssignalen US übertragen. Am Anschluss 13 wird dabei eine elektrische Spannung U1 gegenüber einem Bezugspotential 14 (Masse) angelegt, deren Amplitude in einem Wertebereich von 5 V bis 24 V, insbesondere von 5 V bis 16 V, liegen kann. Diese Spannung U1 stammt von einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs und hat somit dieselbe Amplitude wie die Bordnetzspannung. Die Umgebungsdaten werden binär kodiert: Wird eine logische Eins übertragen, so liegt am Anschluss 13 die Spannung U1 mit hohem Pegel an, etwa 5 V oder 6 V oder 7 V oder 8 V oder 9 V oder 10 V oder 11 V oder 12 V oder 13 V oder 14 V oder 15 V oder 16 V, je nach Bordnetzspannung. Wird hingegen eine logische Null übertragen, so wird der Anschluss 13 beispielsweise auf das Bezugspotential 14 oder aber auf ein anderes geringes Potential gebracht. Es geht hier also um so genannte massebezogene Datensignale, wie sie beispielsweise bei den Kommunikationsbussen LIN und K-Line verwendet werden. Bei diesen Datensignalen wird die Amplitude der Spannung gegen Masse ausgewertet.
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Die Datenleitung 12 ist mit einem Eingang 15 der Steuereinheit 11 verbunden, sodass die Steuereinheit 11 die Umgebungsdaten am Eingang 15 empfängt. In die Datenleitung 12 ist auch ein Vorwiderstand 16 integriert, dessen Widerstandswert im Ausführungsbeispiel 100 kΩ beträgt. Die Schaltungsanordnung 10 umfasst auch Spannungsbegrenzungsmittel 17, welche im Ausführungsbeispiel gemäß 3 ausschließlich eine interne Schutzschaltung der Steuereinheit 11 aufweisen, nämlich ausschließlich eine Schutzdiode 18 der Steuereinheit 11. Im Stand der Technik dient diese Schutzdiode 18 beispielsweise zum Schutz der Steuereinheit 11 vor einer elektrostatischen Entladung. Die Anode der Schutzdiode 18 ist mit dem Eingang 15 verbunden, während ihre Kathode mit einer Spannungsquelle 19 verbunden ist, an welcher eine Betriebsspannung VDD für die Versorgung der Steuereinheit 11 bereitgestellt ist. Die Schutzdiode 18 verbindet also den Eingang 15 mit der Spannungsquelle 19.
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Die Spannungsbegrenzungsmittel 17 begrenzen die Amplitude der Spannungssignale US auf einen von der Steuereinheit 11 messbaren Wert, etwa 5 V. Dieser Wert entspricht der Amplitude der Betriebsspannung VDD und kann alternativ auch 3,3 V betragen. Anders als im Stand der Technik (1 und 2) wird im Ausführungsbeispiel gemäß 3 kein separater Pegelwandler eingesetzt. Die Spannungsbegrenzungsmittel 17 umfassen ausschließlich die Schutzdiode 18, welche nun zwei Funktionen übernimmt: einerseits die Funktion des Schutzes der Steuereinheit 11 vor elektrostatischer Entladung bzw. vor fehlerhaften Überspannungen und andererseits auch die Funktion der Begrenzung der Amplitude der Spannungssignale US beim Übertragen der Umgebungsdaten über die Datenleitung 12, also in einem ordnungsgemäßen bzw. fehlerfreien Betrieb der Schaltungsanordnung 10. Hier zeigt sich auch der Vorwiderstand 16 als besonders vorteilhaft. Er begrenzt nämlich die Stromstärke eines beim Übertragen der Umgebungsdaten durch die Datenleitung 12 fließenden Stroms I. Der Vorwiderstand 16 verhindert also eine Zerstörung der Steuereinheit 11.
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Wird bei jedem Sensor jeweils ein Pegelwandler gespart, so verringert sich die Komplexität der gesamten Schaltungsanordnung 1 und der Fahrerassistenzeinrichtung erheblich. Die Fahrerassistenzeinrichtung kann somit besonders kompakt, platzsparend und kostenreduziert aufgebaut werden.
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4 zeigt eine Schaltungsanordnung 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schaltungsanordnung 10 gemäß 4 entspricht im Wesentlichen der gemäß 3, jedoch mit dem Unterschied, dass ein Ableitwiderstand 20 vorgesehen ist, welcher nun eine zusätzliche Funktion aufweist. Anders als im Stand der Technik gemäß 2 ist der Ableitwiderstand 20 nun so geschaltet, dass er zusammen mit dem Vorwiderstand 16 einen Spannungsteiler 21 bildet, mittels welchem die Amplitude der Spannung U1 halbiert wird. Der Ableitwiderstand 20 hat nämlich ebenfalls einen Widerstandswert von 100 kΩ. Der Ableitwiderstand 20 verbindet einen Knoten 22, welcher zwischen dem Vorwiderstand 16 und dem Eingang 15 liegt, mit dem Bezugspotential 14. Im Ausführungsbeispiel gemäß 4 wird die Amplitude der Spannung U1 somit zunächst geteilt und anschließend mithilfe der Schutzdiode 18 begrenzt.
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In den 5 und 6 sind Schaltungsanordnungen 10 gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Diese Schaltungsanordnungen 10 entsprechen im Wesentlichen der gemäß 3. Bei der Schaltungsanordnung 10 gemäß 5 wird zusätzlich eine Zenerdiode 23 als Spannungsbegrenzungsdiode eingesetzt, welche Bestandteil der Spannungsbegrenzungsmittel ist. Die Kathode der Zenerdiode 23 ist mit dem Knoten 22 verbunden, während ihre Anode mit dem Bezugspotential 14 verbunden ist. Demgegenüber weist die Schaltungsanordnung 10 gemäß 6 eine einfache Spannungsbegrenzungsdiode 24 auf, welche den Knoten 22 mit der Spannungsquelle 19 koppelt, an welcher die Betriebsspannung VDD bereitgestellt ist. Die Anode der Spannungsbegrenzungsdiode 24 ist dabei mit dem Knoten 22 und ihre Kathode mit der Spannungsquelle 19 verbunden.
