DE102015109155A1

DE102015109155A1 - Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Wandler und einer Steuereinrichtung in einem Kraftfahrzeug, Wandler, Steuereinrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015109155A1
Application number: DE102015109155.0A
Authority: DE
Inventors: Anton Lill; Jürgen Bauer; Bastian Hafner
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2016-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Wandler (4), insbesondere einem Ultraschallsensor, und einer Steuereinrichtung (3) in einem Kraftfahrzeug (1), bei welchem zwischen dem Wandler (4) und der Steuereinrichtung (3) über eine Datenleitung (8) Daten übertragen werden, wobei der Wandler (4) und die Steuereinrichtung (3) zum Übertragen der Daten wahlweise in einem ersten Kommunikationsmodus oder in einem zweiten Kommunikationsmodus betrieben werden, wobei die Daten in dem ersten Kommunikationsmodus als vorbestimmte Pulsfolge (26) mit Pulsen unterschiedlicher Pulsdauern über die Datenleitung (8) übertragen werden und wobei die Daten in dem zweiten Kommunikationsmodus seriell als Bitfolge (28) über die Datenleitung (8) übertragen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Wandler, insbesondere einem Ultraschallsensor, und einer Steuereinrichtung in einem Kraftfahrzeug, bei welchem zwischen dem Wandler und der Steuereinrichtung über eine Datenleitung Daten übertragen werden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Wandler, insbesondere einen Ultraschallsensor, für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit zumindest einem Wandler und einer Steuereinrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Fahrerassistenzsystem.
Das Interesse gilt vorliegend insbesondere der Datenübertragung zwischen einem Wandler und einer Steuereinrichtung beziehungsweise einem Steuergerät in dem Kraftfahrzeug. Der Wandler kann einen Sensor und/oder einen Aktor umfassen beziehungsweise als Sensor und/oder als Aktor ausgebildet sein. Insbesondere ist der Wandler ein Ultraschallsensor beziehungsweise ein Ultraschallwandler. Ultraschallsensoren sind bereits Stand der Technik und werden in der Regel bei sogenannten Parkhilfesystemen eingesetzt, welche den Fahrer beim Parken des Kraftfahrzeugs unterstützen. Die Ultraschallsensoren arbeiten nach dem Echo-Laufzeit-Verfahren beziehungsweise dem Echolot-Prinzip. Dabei sendet der Ultraschallsensor ein Sendesignal in Form eines Ultraschallsignals aus, welches an einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektiert wird. Das reflektierte Sendesignal gelangt als Echo wieder zu dem Ultraschallsensor zurück. Der Ultraschallsensor empfängt das Echo und vergleicht die Amplitude des Echos mit einer vorbestimmten Schwellwertkurve. Ergibt dieser Vergleich, dass die Amplitude des Echos größer als ein Schwellwert ist, so wird eine Information von dem Ultraschallsensor an die Steuereinrichtung übertragen. Hierbei wird insbesondere eine Information über das Vorhandensein des Echos, seine Zeitdauer sowie über die Laufzeit des Echos übertragen. Anhand der Laufzeit des Echos kann dann die Steuereinrichtung den Abstand zwischen dem Objekt und dem Kraftfahrzeug bestimmen.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Möglichkeiten für die Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung und dem Ultraschallsensor bekannt. Zum einen können alle Ultraschallsensoren an einem zentralen Kommunikationsbus des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein, mit welchem auch die Steuereinrichtung verbunden ist. Dabei erfolgt die Kommunikation zwischen den Ultraschallsensoren und der Steuereinrichtung über den gemeinsamen Kommunikationsbus. Vorliegend richtet sich das Interesse jedoch vorzugsweise auf eine andere Topologie, bei welcher die Ultraschallsensoren jeweils über eine separate Datenleitung mit der Steuereinrichtung verbunden sind. Dies bedeutet, dass jeder Ultraschallsensor im Kraftfahrzeug über eine eigene Datenleitung mit der Steuereinrichtung verbunden ist und die Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung und den jeweiligen Ultraschallsensoren über die einzelnen Datenleitungen erfolgt. Bei einer solchen Topologie erfolgt die Kommunikation nach dem Master-Slave-Prinzip, wobei die Steuereinrichtung der Master ist, während die Ultraschallsensoren die Slaves sind. Hierbei darf nur der Master eine Kommunikation starten und der Slave darf lediglich antworten, und zwar innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls nach dem Start der Kommunikation.
Hierzu beschreibt die DE 197 07 651 A1 ein Abstandsmesssystem, insbesondere ein Parkhilfesystem, für Kraftfahrzeuge. Dabei ist es vorgesehen, dass mehrere Sensorsignale eines oder mehrerer Sensoren in digitaler Form im Sensor gespeichert und zeitlich versetzt in digitaler Form über eine digitale Datenleitung zu einem elektronischen Steuergerät übermittelt werden.
Ferner beschreibt die DE 10 2011 121 463 A1 ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Sensor und einem Steuergerät in einem Kraftfahrzeug. Dabei werden über eine Datenleitung Informationen dadurch übertragen, dass eine Amplitude einer an der Datenleitung anliegenden elektrischen Spannung von einem Referenzwert auf einen von dem Referenz verschiedenen Amplitudenwert eingestellt wird, wobei zur Übertragung der Informationen der von dem Referenzwert verschiedene Amplitudenwert aus zumindest zwei unterschiedlichen, vorbestimmten Amplitudenwerten abhängig von den übertragenen Informationen ausgewählt wird.
Zudem ist in der DE 10 2011 102 541 A1 eine Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Die Sensorvorrichtung umfasst zumindest zwei Sensoren und eine Steuereinheit zum Ansteuern der Sensoren, welche über einen Fahrzeugbus zum Übertragen von Steuerdaten mit einem ersten Sensor sowie über eine von dem Fahrzeugbus verschiedene elektrische Signalleitung mit einem zweiten Sensor gekoppelt ist. Die Steuereinheit ist zusätzlich über eine von dem Fahrzeugbus verschiedene elektrische Triggerleitung mit dem ersten Sensor gekoppelt und dazu ausgebildet, über die Signalleitung einerseits und die Triggerleitung andererseits jeweilige Triggersignale an die Sensoren zu übertragen, mit denen die Sensoren miteinander synchronisierbar sind.
Ferner ist in der DE 10 2012 017 368 A1 ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Sensor, insbesondere einem Ultraschallsensor, und einem Steuergerät in einem Kraftfahrzeug offenbart. Dabei wird von dem Steuergerät an den Sensor ein Triggerimpuls übertragen, mittels welchem der Sensor zur Einleitung eines Messvorgangs angesteuert wird. Zudem wird ein von dem Triggerimpuls separater Codepuls übertragen, anhand dessen dem Sensor eine Information über einen bei dem Messvorgang auf ein Sensorsignal anzuwendenden Code übermittelt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie die Kommunikation zwischen einem Wandler und einer Steuereinrichtung in einem Kraftfahrzeug schneller und flexibler erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch einen Wandler, durch eine Steuereinrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Kommunikation zwischen einem Wandler, insbesondere einem Ultraschallsensor, und einer Steuereinrichtung in einem Kraftfahrzeug. Dabei werden zwischen dem Wandler und der Steuereinrichtung über eine Datenleitung Daten übertragen. Dabei werden der Wandler und die Steuereinrichtung zum Übertragung der Daten wahlweise in einem ersten Kommunikationsmodus oder in einem zweiten Kommunikationsmodus betrieben, wobei die Daten in dem ersten Kommunikationsmodus als vorbestimmte Pulsfolge mit Pulsen unterschiedlicher Pulsdauern über die Datenleitung übertragen werden und wobei die Daten in dem zweiten Kommunikationsmodus seriell als Bitfolge über die Datenleitung übertragen werden.
Vorliegend sollen Daten zwischen einem Wandler und einer Steuereinrichtung in einem Kraftfahrzeug übertragen werden. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU – Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs gebildet sein. Der Wandler kann als Sensor und/oder als Aktor ausgebildet sein. Der Wandler kann insbesondere ein Ultraschallsensor beziehungsweise ein Ultraschallwandler sein, der als Aktor betreiben werden kann und hierbei ein Ultraschallsignal aussenden kann und der als Sensor betrieben werden kann und hierbei das von einem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen kann. Über eine Datenleitung, mittels welcher die Steuereinrichtung einerseits und der Ultraschallsensor andererseits verbunden sind, können Daten zwischen der Steuereinrichtung und dem Ultraschallsensor übertragen werden. Die Daten können von der Steuereinrichtung zu dem Wandler und von dem Wandler zu der Steuereinrichtung übertragen werden. Die Daten können Steuerbefehle beziehungsweise Kommandos umfassen, die beispielsweise von der Steuereinrichtung an den Wandler übertragen werden, um diesen in den Messbetrieb zu überführen. Die Daten können auch Betriebsparameter für den Wandler sein, die von dem Steuergerät an den Wandler übertragen werden. Die Daten können beispielsweise auch Messdaten beschreiben, die von dem Wandler an das Steuergerät übertragen werden.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass sowohl der Wandler als auch die Steuereinrichtung wahlweise in einem ersten Kommunikationsmodus oder in einem zweiten Kommunikationsmodus betrieben werden können. Der Wandler und die Steuereinrichtung sind also beide dazu ausgelegt, in dem ersten Kommunikationsmodus und in dem zweiten Kommunikationsmodus betrieben zu werden. In dem ersten Kommunikationsmodus werden die Daten als vorbestimmte Pulsfolge mit Pulsen unterschiedlicher Pulsdauern über die Datenleitung übertragen. Zum Bereitstellen der Pulsfolge können beispielsweise zwei unterschiedliche Spannungsniveaus beziehungsweise ein High-Signal und ein Low-Signal bereitgestellt werden. Durch die zeitliche Dauer der jeweiligen Pulse, während der das Low-Signal an der Datenleitung anliegt, und der zeitlichen Abfolge der Pulse in der Pulsfolge, können die Daten zwischen der Steuereinrichtung und dem Wandler übertragen werden. Dies eignet sich beispielsweise dann, wenn von dem Wandler Messdaten an die Steuereinrichtung übertragen werden. Diese Messdaten können hier quasi in Echtzeit sehr schnell von dem Wandler an die Steuereinrichtung übertragen werden.
In dem zweiten Kommunikationsmodus werden die Daten seriell als Bitfolge über die Datenleitung übertragen. Hier sind die Daten insbesondere als Bitfolge, die beispielsweise eine Länge von 8 Bit aufweisen kann, codiert. Der zweite Kommunikationsmodus eignet sich beispielsweise dann, wenn Betriebsparameter von der Steuereinrichtung an den Wandler übertragen werden. In dem zweiten Kommunikationsmodus können digitale Werte, die beispielsweise eine Einstellung des Wandlers betreffen, sehr schnell übertragen werden. Somit können sowohl der Wandler als auch die Steuereinrichtung bedarfsgerecht entweder in dem ersten Kommunikationsmodus oder in dem zweiten Kommunikationsmodus betrieben werden.
Damit können die jeweiligen Vorteile der zwei Kommunikationsmodi für den jeweiligen Anwendungsfall genutzt werden.
Bevorzugt wird der Wandler und die Steuereinrichtung zunächst in dem ersten Kommunikationsmodus betrieben und diese werden in den zweiten Kommunikationsmodus überführt, falls mit dem Wandler ein vorbestimmtes Steuersignal von der Steuereinrichtung empfangen wird. Der Wandler und die Steuereinrichtung können standardmäßig – beispielsweise nach einem Start des Kraftfahrzeugs – in dem ersten Kommunikationsmodus betrieben werden. Hier können beispielsweise Anfragesignale beziehungsweise Aktivierungssignale in Form der Pulsfolge von der Steuereinrichtung an den Wandler übertragen werden. Nach Empfangen des Anfragesignals kann der Wandler beispielsweise eine Messung starten, während der er zunächst ein Ultraschallsignal aussendet und anschließend die Echos des Ultraschallsignals empfängt. Ferner können in dem ersten Kommunikationsmodus die Messdaten beziehungsweise die Informationen zu den Echos von dem Wandler an die Steuereinrichtung übertragen werden. Falls von der Steuereinrichtung ein vorbestimmtes Steuersignal an den Wandler übertragen wird, können sowohl der Wandler als auch die Steuereinrichtung in den zweiten Kommunikationsmodus überführt werden. Sowohl der Wandler als auch die Steuereinrichtung können jeweils eine Recheneinrichtung beziehungsweise einen Prozessor aufweisen, der den Wandler beziehungsweise die Steuereinrichtung in den zweiten Kommunikationsmodus überführt. In dem zweiten Kommunikationsmodus können dann mittels der Bitfolge digitale Werte übertragen werden. Dies eignet sich beispielsweise, wenn Betriebsparameter von der Steuereinrichtung an den Wandler übertragen werden oder wenn Statussignale, die einen aktuellen Betriebsmodus des Wandlers beschreiben, von dem Wandler an die Steuereinrichtung übertragen werden. Somit kann auf einfache Weise durch das vorbestimmte Steuersignal der jeweils geeignete Kommunikationsmodus ausgewählt werden.
In einer Ausführungsform wird als das vorbestimmte Steuersignal ein Puls übertragen, dessen Pulsdauer eine vorbestimmte Mindestdauer aufweist, welche größer ist als die jeweiligen Pulsdauern der Pulse der Pulsfolge. Das vorbestimmte Steuersignal, das von der Steuereinrichtung an den Wandler übertragen wird, kann also dadurch bereitgestellt werden, dass ein Low-Signal für eine vorbestimmte Mindestzeitdauer ausgegeben wird. Diese Mindestzeitdauer ist so gewählt, dass diese länger ist als die jeweiligen Pulsdauern der Pulse, die üblicherweise in dem ersten Kommunikationsmodus übertragen werden. Grundsätzlich kann als das Steuersignal ein Signal verwendet werden, dass von den Signalen zur Datenübertragung unterschieden werden kann. Somit kann auf einfache Weise zwischen dem vorbestimmten Steuersignal und den übrigen Daten in dem ersten Kommunikationsmodus unterschieden werden.
In einer weiteren Ausgestaltung werden nach einem Abschluss der Übertragung der Daten in dem zweiten Kommunikationsmodus der Wandler und die Steuereinrichtung in den ersten Kommunikationsmodus überführt. Wenn von der Steuereinrichtung das vorbestimmte Steuersignal an den Wandler übertragen wird, hat dies zur Folge, dass sowohl die Steuereinrichtung als auch der Wandler in den zweiten Kommunikationsmodus überführt werden. Dies bedeutet, dass sowohl die Steuereinrichtung als auch der Wandler auf die serielle Datenübertragung umschalten. Wenn die Datenübertragung in dem zweiten Kommunikationsmodus abgeschlossen ist, können der Wandler und die Steuereinrichtung wieder in den ersten Kommunikationsmodus überführt werden. Dies kann automatisch erfolgen. Wenn in dem zweiten Kommunikationsmodus beispielsweise eine Anforderung abgearbeitet ist und die Antwort übertragen ist, so können sowohl der Wandler als auch die Steuereinrichtung wieder in den ersten Kommunikationsmodus zurückgeschaltet werden. Alternativ dazu kann die Überführung in den ersten Kommunikationsmodus infolge eines entsprechenden Steuersignals erfolgen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in dem ersten Kommunikationsmodus als die Daten von dem Wandler bestimmte Messsignale an die Steuereinrichtung übertragen werden. Im Messbetrieb des Ultraschallsensors kann dieser zunächst ein Ultraschallsignal aussenden und anschließend reflektierte Ultraschallsignale empfangen. Hierbei kann insbesondere ein Vergleich mit einer Schwellwertkurve beziehungsweise mit einem vorbestimmten Schwellwert erfolgen. Falls das Messsignal einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, kann davon ausgegangen werden, dass es sich um ein Echo des Ultraschallsignals handelt, das von einem Objekt reflektiert wurde. Durch den Vergleich des Messsignals mit dem Schwellwert wird quasi ein digitales Signal bereitgestellt, welches beschreibt, ob ein oder mehrere Echos auftreten und wann diese Echos auftreten. Das Messsignal kann auch die Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen zumindest eines Echos beschreiben. Dieses digitale Signal, das die Messsignale beschreibt, kann dann in dem ersten Kommunikationsmodus quasi in Echtzeit von dem Wandler an die Steuereinrichtung übertragen werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden in dem zweiten Kommunikationsmodus als die Daten Betriebsparameter von der Steuereinrichtung an den Wandler übertragen. Diese Betriebsparameter dienen beispielsweise zur Einstellung von Betriebsgrößen des Wandlers. Diese Betriebsgrößen können beispielsweise den Schwellwert beziehungsweise die Schwellwertkurve betreffen, mit denen das Messsignal verglichen wird. Diese digitalen Daten können auf einfache Weise als Bitfolge in dem zweiten Kommunikationsmodus übertragen werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem zweiten Kommunikationsmodus eine entsprechende Statusabfrage durchgeführt wird. Hierbei kann mit der Steuereinrichtung ein entsprechendes Anfragesignal an den Wandler übertragen werden. Der Wandler antwortet dann in dem zweiten Kommunikationsmodus und überträgt hierbei Statussignale. Diese Statussignale können die aktuelle Betriebseinstellung des Wandlers beschreiben.
Ein erfindungsgemäßer Wandler, insbesondere Ultraschallsensor, für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Recheneinrichtung, einen seriellen Dateneingang und einen seriellen Datenausgang, wobei der Wandler dazu ausgelegt ist, in einem ersten Kommunikationsmodus Daten als vorbestimmte Pulsfolge mit Pulsen unterschiedlicher Pulsdauern mittels der Recheneinrichtung zu senden und/oder zu empfangen und wobei der Wandler dazu ausgelegt ist, in einem zweiten Kommunikationsmodus Daten seriell als Bitfolge mittels des seriellen Dateneingangs zu empfangen und/oder mittels des seriellen Datenausgangs zu senden. Der Wandler ist insbesondere als Ultraschallsensor ausgebildet und weist eine Recheneinrichtung auf, die beispielsweise durch einen Prozessor oder eine benutzerspezifische Schaltung (ASIC) gebildet sein kann. Die Recheneinrichtung dient zudem dazu, Daten in dem ersten Kommunikationsmodus zu übertragen. Zudem ist ein serieller Datenausgang und ein serieller Dateneingang vorgesehen, die ebenfalls Teil der Recheneinrichtung sein können. Mit diesen können in dem zweiten Kommunikationsmodus die Daten seriell als Bitfolge übertragen werden.
Eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Recheneinrichtung, einen Dateneingang, einen Datenausgang, einen seriellen Dateneingang und einen seriellen Datenausgang, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, in einem ersten Kommunikationsmodus Daten als vorbestimmte Pulsfolge mit Pulsen unterschiedlicher Pulsdauern mittels des Dateneingangs zu empfangen und/oder mittels des Datenausgangs zu senden und wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, in dem zweiten Kommunikationsmodus Daten seriell als Bitfolge mittels des seriellen Dateneingangs zu empfangen und/oder mittels des seriellen Datenausgangs zu senden. Auch die Steuereinrichtung beziehungsweise das Steuergerät kann eine entsprechende Recheneinrichtung beziehungsweise einen Prozessor umfassen, der einerseits den Datenausgang und den Dateneingang für den ersten Kommunikationsmodus sowie den seriellen Dateneingang und den seriellen Datenausgang für den zweiten Kommunikationsmodus bereitstellt.
Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem umfasst zumindest einen erfindungsgemäßen Wandler und eine Steuereinrichtung. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise ein Parkhilfesystem, ein Abstandsregeltempomat, ein System zur Totwinkelüberwachung oder dergleichen sein. Bevorzugt weist das Fahrerassistenzsystem eine Mehrzahl von Wandlern auf, welche jeweils mittels einer Datenleitung mit der Steuereinrichtung verbunden sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Mehrzahl von Wandlern und die Steuereinrichtung mit einer gemeinsamen Datenleitung verbunden sind. Dabei können die Wandler beispielsweise verteilt an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Wandler, die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die 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 in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit einer Steuereinrichtung und einer Mehrzahl von Wandlern aufweist;
2 die Steuereinrichtung und einen der Wandler gemäß dem Stand der Technik in einer ersten Ausführungsform;
3 die Steuereinrichtung und einen der Wandler gemäß dem Stand der Technik in einer zweiten Ausführungsform;
4 die Steuereinrichtung und einen der Wandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
5 Daten, welche zwischen der Steuereinrichtung und dem Wandler übertragen werden in Abhängigkeit von der Zeit.
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Fall als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst wiederum eine Steuereinrichtung 3, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 zumindest einen Wandler 4.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 acht Wandler 4, die als Ultraschallsensoren ausgebildet sind. Dabei sind vier Wandler 4 in einem Frontbereich 5 des Kraftfahrzeugs 1 und vier Wandler 4 in einem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Wandler 4 beziehungsweise die Ultraschallsensoren sind dazu ausgebildet, ein Objekt in einem Umgebungsbereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 zu erfassen. Zudem können die Wandler 4 dazu dienen, einen Abstand zwischen dem Objekt in dem Umgebungsbereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 und dem Kraftfahrzeug 1 zu bestimmen.
In dem vorliegenden Beispiel sind die Wandler 4 sind jeweils über eine Datenleitung 8 mit der Steuereinrichtung 3 verbunden. Somit können zwischen jedem der Wandler 4 und der Steuereinrichtung 3 Daten über die jeweilige Datenleitung 8 ausgetauscht werden. Die Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 3 und den Wandlern 4 erfolgt dabei insbesondere nach dem Master-Slave-Prinzip. Dabei ist die Steuereinrichtung 3 der Master und die Wandler 4 sind die Slaves. Dabei darf insbesondere nur der Master beziehungsweise die Steuereinrichtung 3 eine Kommunikation starten. Hierzu kann die Steuereinrichtung 3 an die jeweiligen Wandler 4 ein entsprechendes Anfragesignal an die Wandler 4 senden. Infolgedessen können die jeweiligen Wandler 4 beispielsweise einen Messbetrieb starten. Anschließend können dann die jeweiligen Wandler 4 die Daten, die Messsignale beschreiben, über die jeweilige Datenleitung 8 an die Steuereinrichtung 3 übertragen. Mit der Steuereinrichtung 3 können auch Betriebsparameter an die jeweiligen Wandler 4 über die Datenleitung 8 übertragen werden. Mittels dieser Betriebsparameter können Betriebsgrößen der jeweiligen Wandler 4 eingestellt werden. Die Steuereinrichtung 3 kann auch ein entsprechendes Anfragesignal an die jeweiligen Wandler 4 senden, infolgedessen Statusinformationen, die beispielsweise einen aktuellen Betriebszustand oder eine Einstellung des Wandler 4 beschreiben, von dem Wandler 4 an die Steuereinrichtung 3 übertragen werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung 3 und eines der Wandler 4 gemäß dem Stand der Technik in einer ersten Ausführungsform. Vorliegend sind die Steuereinrichtung 3 und der Wandler 4 dazu ausgelegt, die Daten über die Datenleitung 8 in einem ersten Kommunikationsmodus zu übertragen. In dem ersten Kommunikationsmodus werden die Daten über die Datenleitung 8 als vorbestimmte Pulsfolge mit Pulsen beziehungsweise Impulsen unterschiedlicher Pulsdauern übertragen. Die Steuereinrichtung 3 weist einen Datenausgang 9 und einen Dateneingang 10 auf. Der Datenausgang 9 und der Dateneingang 10 können beispielsweise Teil eines Prozessors, einer benutzerspezifischen Schaltung oder eines I/O-Ports sein. Der Datenausgang 9 kann einen Transistor 11 ansteuern. Der Transistor 11 ist einerseits mit der Datenleitung 8 und andererseits mit einem Masseanschluss 12 verbunden. Die Datenleitung 8 ist wiederum über eine Pull-Up-Widerstand 13 mit einer Versorgungsspannung V verbunden, die beispielsweise 12 Volt betragen kann.
Durch das Ansteuern des Transistors 11 kann die Datenleitung 8 auf Massepotential beziehungsweise den Massenanschluss 12 gezogen werden, wodurch ein entsprechendes Low-Signal bereitgestellt wird. Durch das Bereitstellen der Low-Signale, kann eine Pulsfolge bereitgestellt werden, die an den Wandler 4 übertragen wird. Zudem umfasst die Steuereinrichtung 3 einen Pegelwandler 13, der Signale von der Datenleitung 8 an den Dateneingang 10 überträgt. Der Wandler 4 umfasst eine Recheneinrichtung 14, die beispielsweise durch einen Prozessor oder eine benutzerspezifische Schaltung gebildet sein kann. Die Recheneinrichtung 14 kann ebenfalls einen Transistor 15 zum Ausgeben der Low-Signale ansteuern. Zudem weist der Wandler 4 einen Pegelwandler 16 auf, der zwischen die Datenleitung 8 und die Recheneinrichtung 14 geschaltet ist.
Mit der Anordnung aus Steuereinrichtung 3 und Wandler 4 gemäß 2 können Daten in dem ersten Kommunikationsmodus über die Datenleitung 8 übertragen werden. Dies eignet sich beispielsweise, wenn Daten, die Messsignale des Wandlers 4 beschreiben, von dem Wandler 4 an die Steuereinrichtung 3 übertragen werden. Hier können die Daten, die die Messsignale beziehungsweise die Echos, die mit dem Wandler 4 empfangen werden, beschreiben, quasi in Echtzeit an die Steuereinrichtung 3 übertragen werden. Nachteilig an einer derartigen Anordnung ist, dass digitale Daten durch Software umständlich in Pulse umcodiert werden müssen. Ebenso müssen für die Übertragung von Daten von der Steuereinrichtung 3 an den Wandler 4 digitale Werte in Pulsfolgen gewandelt werden. Diese Umcodierung in beide Übertragungsrichtungen benötigt viel Prozessorzeit. Außerdem geschieht die Datenübertragung sehr langsam.
3 zeigt eine Anordnung aus der Steuereinrichtung 3 und einem der Wandler 4 gemäß dem Stand der Technik in einer zweiten Ausführungsform. Hierbei können Daten zwischen der Steuereinrichtung 3 und dem Wandler 4 in einem zweiten Kommunikationsmodus übertragen werden. Dabei werden die Daten seriell als Bitfolge übertragen. Die Steuereinrichtung 3 weist hierbei einen seriellen Datenausgang 17 sowie einen seriellen Dateneingang 18 auf. Auch der Wandler 4 weist einen seriellen Datenausgang 19 sowie einen seriellen Dateneingang 20 auf, die jeweils mit der Recheneinrichtung 14 verbunden sind. Der Vorteil einer derartigen Übertragung der Daten in dem zweiten Kommunikationsmodus liegt darin, dass digitale Werte sehr schnell übertragen werden können. Wenn in diesem zweiten Kommunikationsmodus Daten, die die Messsignale des Wandlers 4 beschreiben, übertragen werden, müssen die Messsignale in dem Wandler 4 zunächst in digitale Werte umgewandelt werden und anschließend über die serielle Schnittstelle übertragen werden. Aus diesem Grund kann nur eine begrenzte Anzahl an Messsignale beziehungsweise Echos erfasst werden, da beispielsweise nur eine Bitfolge von 8 Bit übertragen werden kann. Dies hat zur Folge, dass nur eine vorbestimmte Anzahl von Messsignalen, die beispielsweise die Echos beziehungsweise die Echolaufzeiten beschreiben, zwischen dem Wandler 4 und der Steuereinrichtung 3 übertragen werden kann. Somit erfordert hierbei die Übertragung der Messsignale wesentlich mehr Zeit.
4 zeigt die Anordnung aus Steuereinrichtung 3 und Wandler 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei sind die Steuereinrichtung 3 und der Wandler 4 dazu ausgelegt, die Daten über die Datenleitung 8 sowohl in dem ersten Kommunikationsmodus als auch in dem zweiten Kommunikationsmodus zu übertragen. Die Steuereinrichtung 3 umfasst den Datenausgang 9, den Dateneingang 10, den seriellen Datenausgang 17 und den seriellen Dateneingang 18. Diese können beispielsweise durch einen Prozessor, eine benutzerspezifische Schaltung und/oder einen I/O-Port bereitgestellt werden. Zudem kann ein entsprechendes Schieberegister für die serielle Datenübertragung bereitgestellt werden. Der Datenausgang 9 und der serielle Datenausgang 17 sind mit einem Oder-Gatter 21 mit dem Transistor 11 verbunden.
Der Wandler 4 umfasst die Recheneinrichtung 14, die den Datenausgang und den Dateneingang bereitstellt. Zudem umfasst der Wandler 4 den seriellen Datenausgang 19 und den seriellen Dateneingang 20. Auch der Wandler 4 kann ein entsprechendes Schieberegister für die serielle Datenübertragung aufweisen. Ein Ausgang der Recheneinrichtung 14 und der serielle Datenausgang 19 sind ebenfalls über ein Oder-Gatter 22 mit dem Transistor 15 verbunden. Weiterhin können sowohl die Steuereinrichtung 3 als auch der Wandler 4 einen entsprechenden Pegelwandler aufweisen, der die Versorgungsspannung V beispielsweise auf einen Pegel von 3,3 Volt oder 5 Volt anpasst.
Im Betrieb des Fahrerassistenzsystems 2 werden sowohl die Steuereinrichtung 3 als auch der Wandler 4 zunächst in dem ersten Kommunikationsmodus betrieben. Dies ist im Zusammenhang mit 5 erläutert. Hier sind unterschiedliche Signale 23, 24 und 25 in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Die Steuereinrichtung 3 als Master sendet während einer zeitlichen Dauer t1 ein Anforderungssignal an den Wandler 4. Dabei zeigen die Signale 23 und 24 jeweilige Pulsfolgen 26 mit Pulsen, die durch die Low-Signale bereitgestellt werden und die unterschiedliche Pulsdauern aufweisen. Diese Anforderungssignale werden von dem Wandler 4 empfangen. Danach kann der Wandler 4 in den Messbetrieb überführt werden und entsprechende Messungen durchführen. Anschließend kann der Wandler 4 beispielsweise während einer zeitlichen Dauer t2 die Daten mit den Messsignalen an die Steuereinrichtung 3 übertragen. Während der Zeitdauer t2 können auch weitere Daten von der Steuereinrichtung 3 an den Wandler 4 übertragen werden.
Wenn die Steuereinrichtung 3 und der Wandler 4 in den zweiten Kommunikationsmodus überführt werden sollen, wird mittels der Steuereinrichtung 3 ein entsprechendes Steuersignal an den Wandler 4 übertragen. Dies ist vorliegend anhand des Signals 25 gezeigt. Von der Steuereinrichtung 3 wird ein Steuersignal an den Wandler 4 übertragen. Das Steuersignal umfasst einen Puls 27, dessen Pulsdauer eine vorbestimmte Mindestzeit T überschreitet. Nach dem Empfangen des Steuersignals werden sowohl die Steuereinrichtung 3 als auch der Wandler 4 in den zweiten Kommunikationsmodus überführt. Hierbei werden die Daten als Bitfolgen 28, die beispielsweise 8 Bit umfassen können, übertragen. Dies eignet sich insbesondere, wenn Betriebsparameter für Einstellungen des Wandler 4 von der Steuereinrichtung 3 an den Wandler 4 übertragen werden. Ebenso können in dem zweiten Kommunikationsmodus Statusabfragen durchgeführt werden, bei denen aktuelle Betriebseinstellungen von dem Wandler 4 an die Steuereinrichtung 3 übertragen werden. Nach dem Übertragen der Daten als Bitfolge 28 in dem zweiten Kommunikationsmodus können die Steuereinrichtung 3 und der Wandler 4 wieder in den ersten Kommunikationsmodus überführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19707651 A1 [0004]
DE 102011121463 A1 [0005]
DE 102011102541 A1 [0006]
DE 102012017368 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Wandler (4), insbesondere einem Ultraschallsensor, und einer Steuereinrichtung (3) in einem Kraftfahrzeug (1), bei welchem zwischen dem Wandler (4) und der Steuereinrichtung (3) über eine Datenleitung (8) Daten übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (4) und die Steuereinrichtung (3) zum Übertragen der Daten wahlweise in einem ersten Kommunikationsmodus oder in einem zweiten Kommunikationsmodus betrieben werden, wobei die Daten in dem ersten Kommunikationsmodus als vorbestimmte Pulsfolge (26) mit Pulsen unterschiedlicher Pulsdauern über die Datenleitung (8) übertragen werden und wobei die Daten in dem zweiten Kommunikationsmodus seriell als Bitfolge (28) über die Datenleitung (8) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (4) und die Steuereinrichtung (3) zunächst in dem ersten Kommunikationsmodus betreiben werden und in den zweiten Kommunikationsmodus überführt werden, falls mit dem Wandler (4) ein vorbestimmtes Steuersignal von der Steuereinrichtung (3) empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass als das vorbestimmte Steuersignal ein Puls (27) übertragen wird, dessen Pulsdauer eine vorbestimmte Mindestzeitdauer (T) aufweist, welche größer ist als die jeweiligen Pulsdauern der Pulse der Pulsfolge.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Abschluss der Übertragung der Daten in dem zweiten Kommunikationsmodus der Wandler (4) und die Steuereinrichtung (3) in den ersten Kommunikationsmodus überführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Kommunikationsmodus als die Daten von dem Wandler (4) bestimmte Messsignale an die Steuereinrichtung (3) übertragen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Kommunikationsmodus als die Daten Betriebsparameter von der Steuereinrichtung (3) an den Wandler (4) übertragen werden.
Wandler (4), insbesondere Ultraschallsensor, für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Recheneinrichtung (14), mit einem seriellen Dateneingang (20) und einem seriellen Datenausgang (19), wobei der Wandler (4) dazu ausgelegt ist, in einem ersten Kommunikationsmodus Daten als vorbestimmte Pulsfolge (26) mit Pulsen unterschiedlicher Pulsdauern mittels der Recheneinrichtung (14) zu senden und/oder zu empfangen und wobei der Wandler (4) dazu ausgelegt ist, in einem zweiten Kommunikationsmodus Daten seriell als Bitfolge (28) mittels des seriellen Dateneingangs (20) zu empfangen und/oder mittels des seriellen Datenausgangs (19) zu senden.
Steuereinrichtung (3) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem Dateneingang (10), mit einem Datenausgang (9), mit einem seriellen Dateneingang (18) und mit einem seriellen Datenausgang (17), wobei die Steuereinrichtung (3) dazu ausgelegt ist, in einem ersten Kommunikationsmodus Daten als vorbestimmte Pulsfolge (26) mit Pulsen unterschiedlicher Pulsdauern mittels des Dateneingangs (10) zu empfangen und/oder mittels des Datenausgangs (9) zu senden und wobei die Steuereinrichtung (3) dazu ausgelegt ist, in einem zweiten Kommunikationsmodus Daten seriell als Bitfolge (28) mittels des seriellen Dateneingangs (18) zu empfangen und/oder mittels des seriellen Datenausgangs (17) zu senden.
Fahrerassistenzsystem (2) mit zumindest einem Wandler (4) nach Anspruch 7 und mit einer Steuereinrichtung (3) nach Anspruch 8.
Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (2) eine Mehrzahl von Wandlern (4) aufweist, welche jeweils mittels einer Datenleitung (8) mit der Steuereinrichtung (3) verbunden sind.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 9 oder 10.