DE102019101126A1

DE102019101126A1 - Sensor, Verfahren zur Initialisierung und Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE102019101126A1
Application number: DE102019101126.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Hallek; Bastian Hafner; Frederic Boyron
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor (1), insbesondere einen Ultraschallsensor für ein Fahrzeug (50), ein Verfahren (100) zur Initialisierung eines solchen Sensors in einem adressbasierten Kommunikationsnetz (3) und ein Kommunikationssystem (10), insbesondere für ein Fahrzeug (50). Der Sensor (1) weist eine Datenschnittstelle (2) auf, die zur kommunikativen Anbindung des Sensors (1) an ein adressbasiertes Kommunikationsnetz (3) eingerichtet ist. Der Sensor (1) ist dabei eingerichtet, (i) ein als, insbesondere standardisiertes, Nahfeldkommunikationssignal (4) gesendetes Identifikationssignal zu empfangen, das eine Adressinformation enthält und (ii) die Datenschnittstelle (2) anhand der Adressinformation in der Weise zu konfigurieren, dass der Sensor (1) in dem adressbasierten Kommunikationsnetz (3) unter einer durch die Adressinformation bestimmten Netzwerkadresse adressierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere einen Ultraschallsensor für ein Fahrzeug, ein Verfahren zur Initialisierung eines solchen Sensors in einem adressbasierten Kommunikationsnetz und ein Kommunikationssystem, insbesondere für ein Fahrzeug.
Grundsätzlich sind aus dem Stand der Technik Sensorsysteme mit mehreren Sensoren bekannt, die jeweils mit einer zentralen Steuereinheit verbunden sind. Dabei gibt es verschiedene Konzepte zur Einbindung der Sensoren in solche Systeme, etwa indem die Sensoren jeweils mittels einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit der Steuereinheit verbunden oder durch einen Bus nicht nur mit der Steuereinheit, sondern auch untereinander verbunden sind.Bei der Verbindung der Sensoren über einen Bus ist es in der Regel notwendig, Mechanismen zur Adressierung der einzelnen Sensoren vorzusehen, etwa um Steuerungssignale gezielt an einen der Sensoren senden zu können.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Adressierung eines mit einem Kommunikationsnetz verbundenen Sensors zu verbessern, insbesondere flexibler zu machen und/oder den dazu erforderlichen Materialaufwand zu verringern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Sensor, insbesondere Ultraschallsensor für ein Fahrzeug, ein Verfahren zur Initialisierung eines solchen Sensors in einem adressbasierten Kommunikationsnetz und ein Kommunikationssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Verschiedene Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere einen Ultraschallsensor, vorzugsweise für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, der eine Datenschnittstelle zur kommunikativen Anbindung des Sensors an ein adressbasiertes Kommunikationsnetz, insbesondere einen adressbasierten Datenbus, aufweist. Der Sensor ist dabei eingerichtet, (i) ein als, insbesondere standardisiertes, Nahfeldkommunikationssignal gesendetes Identifikationssignal zu empfangen, das eine Adressinformation enthält und (ii) die Datenschnittstelle anhand der Adressinformation in der Weise zu konfigurieren, dass der Sensor in dem adressbasierten Kommunikationsnetz unter einer durch die Adressinformation bestimmten Netzwerkadresse adressierbar ist.
Unter „Nahfeldkommunikationssignal“ im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein elektromagnetisches Signal, z.B. ein Funksignal, zu verstehen, das nur eine kurze Reichweite, insbesondere höchstens 10m, vorzugsweise höchstens 1 m, insbesondere höchstens 50 cm, aufweist. Insbesondere kann die Reichweite eines Nahfeldkommunikationssignals im Wesentlichen dem physikalischen Nahfeld der das Nahfeldkommunikationssignal aussendenden Antenne entsprechen, wobei sich das Nahfeld vorzugsweise über einen Bereich in unmittelbarer Nähe der Antenne erstreckt, etwa innerhalb eines durch die Entfernung r = 4·λ begrenzten Bereichs um die Antenne herum, wobei λ der Wellenlänge des Nahfeldkommunikationssignals entspricht. Das Nahfeld kann, abhängig von der Antennenausführung, z.B. eine Ausdehnung von höchstens 50 cm, vorzugsweise höchstens 20 cm, insbesondere höchstens 10 cm, aufweisen. Insbesondere gehören - ohne das dies als Beschränkung darauf aufzufassen wäre - die unter den Begriffen „Near Field Communication (NFC)“ bzw. „Radio Frequency Identification (RFID) bekannten standardisierten Technologien zu den sog. Nahfeldtechnologien, die entsprechend Nahfeldkommunikationssignale im Sinne der Erfindung zur kurzreichweitigen Datenübermittlung verwenden.
Bei dem erfindungsgemäßen Sensor kann es sich etwa um einen Ultraschallsensor handeln, der eingerichtet ist, ein Schallsignal auszusenden und ein entsprechendes Antwortsignal, insbesondere das reflektierte Schallsignal, zu empfangen. Solche Sensoren können insbesondere in Fahrzeugen verbaut sein oder werden und dienen dabei der Erfassung des, insbesondere unmittelbaren, Fahrzeugumfelds. Solche Sensoren werden bevorzugt als Teil eines Fahrerassistenzsystems, etwa einer Einparkhilfe, eingesetzt.
Über die Datenschnittstelle kann der Sensor an ein adressbasiertes Kommunikationsnetzwerk, insbesondere einen Datenbus wie etwa einen CAN-Bus (Controller Area Network), einen LIN-Bus (Local Interconnect Network) und/oder dergleichen, angebunden sein oder werden. Der Sensor kann in der Weise insbesondere in ein Kommunikationssystem mit mehreren Netzwerkteilnehmern integriert werden, etwa um vom Sensor erzeugte Sensordaten an andere Netzwerkteilnehmer wie z.B. andere Sensoren oder eine Steuerungseinrichtung übermitteln oder, insbesondere von der Steuerungseinrichtung gesendete, Steuerungssignale empfangen zu können. Die Datenschnittstelle kann insbesondere eingerichtet sein, über das Kommunikationsnetzwerk gesendete Steuerungssignale, welche den Sensor beispielsweise zum Aussenden eines Schallsignals veranlassen, zu empfangen.
Damit beispielsweise solche sensorspezifischen Steuerungssignale zuverlässig empfangen werden können, kann der Sensor insbesondere eingerichtet sein, die Datenschnittstelle auf Grundlage der Adressinformation spezifisch zu konfigurieren, so dass die Datenschnittstelle über das Kommunikationsnetz an den Sensor gesendete Steuerungssignale erkennen und/oder aus anderen über das Kommunikationsnetz gesendeten (Steuerungs)Signalen herausfiltern kann. Die Adressinformation kann z.B. eine eindeutige Netzwerkadresse sein oder enthalten, anhand welcher der Sensor bzw. die Datenschnittstelle im Kommunikationsnetz identifizierbar ist. Auf Grundlage der Adressinformation kann der Sensor diese Netzwerkadresse einrichten. Der Sensor kann dabei gegebenenfalls dazu eingerichtet sein, die in der Adressinformation enthaltene Netzwerkadresse aus der Adressinformation abzuleiten.
Dadurch, dass der Sensor anhand des drahtlos empfangenen Identifikationssignals in die Lage versetzt wird, über das Kommunikationsnetz gesendete, speziell an ihn adressierte Signale zu empfangen, kann auf komplexe und/oder materialaufwändige konventionelle Mechanismen zur Initialisierung des Sensors, insbesondere zum Einrichten der Netzwerkadresse, verzichtet werden. So kann etwa auf einen für die Adressierung vorgesehenen zusätzlichen Pin in einer Steckverbindung, über welche der Sensor an das Kommunikationsnetzwerk angebunden ist, verzichtet werden, wodurch auch eine entsprechende elektrische Signalleitung eingespart werden kann. Insbesondere kann auf eine gegebenenfalls komplexe und gegebenenfalls fehleranfällige Codierung der Steckverbindung zur Adressierung des Sensors verzichtet werden.
Durch den Sensor muss somit etwa bei der Herstellung des Fahrzeugs oder nach einem späteren Ersatz eines Bauteils, insbes. des Sensors, eine aufwändige Initialisierung, bei der die Netzwerkadresse des Sensors, gegebenenfalls manuell, festgelegt, insbesondere programmiert, wird, nicht angestoßen werden. Stattdessen kann der Sensor, insbesondere automatisch, das vorzugsweise zyklisch als Nahfeldkommunikationssignal gesendete Identifikationssignal empfangen und somit selbst die darin enthaltene Netzwerkadresse als seine eigene übernehmen und z.B. im Netzwerk bekannt machen.
Insbesondere ermöglicht das drahtlose Empfangenen des Identifikationssignals eine besonders schnelle und einfache Konfiguration der Datenschnittstelle. Z.B. kann die Netzwerkadresse des Sensors schnell und einfach geändert werden, etwa indem ein Identifikationssignal mit einer geänderten Adressinformation an den Sensor gesendet bzw. von diesem empfangen wird.
Insgesamt erlaubt die Erfindung eine Verbesserung der Initialisierung eines Sensors zur Integration in ein Kommunikationsnetz, insbesondere eine erhöhte Flexibilität bei der Adressierung und/oder die Reduktion des zur Adressierung eingesetzten Materials.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Weiterbildungen beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit den im Weiteren beschriebenen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.
In einigen Ausführungsformen weist der Sensor des Weiteren eine Kommunikationseinrichtung auf, die eingerichtet ist, ein Initialisierungssignal als Nahfeldkommunikationssignal auszusenden und dadurch das Senden des Identifikationssignals zu veranlassen. Dabei kann die Kommunikationseinrichtung auch dazu eingerichtet sein, das als Nahfeldkommunikationssignal gesendete Identifikationssignal zu empfangen und die Adressinformation oder die dadurch bestimmte Netzwerkadresse an die Datenschnittstelle weiterzuleiten. Dadurch kann die Adressinformation gezielt, insbesondere zu einem gewünschten Zeitpunkt, ermittelt und zur Konfiguration der Datenschnittstelle eingesetzt werden.
Die Kommunikationseinrichtung weist dabei vorzugsweise einen Transceiver auf, welcher das Initialisierungssignal aussenden und das Identifikationssignal empfangen und, insbesondere an die Datenschnittstelle, weiterleiten kann. Z.B. kann die Kommunikationseinrichtung eine Antennenanordnung, etwa eine oder mehrere Spulen, aufweisen, die zum Senden und Empfangen von Signalen auf einer oder mehreren Wellenlängen eines Nahfeldkommunikationsstandards, etwa NFC (Near Field Communication), eingerichtet ist. Die Kommunikationseinrichtung kann auch eine Datenverarbeitungsanordnung, etwa einen integrierten Schaltkreis, aufweisen, welcher das auszusendende Initialisierungssignal erzeugt und/oder die Adressinformation aus einem empfangenen Identifikationssignal ausliest und/oder, insbesondere an die Datenschnittstelle, weiterleitet. Durch entsprechende Konfiguration der Datenverarbeitungsanordnung, insbesondere Programmierung, kann der Sensor in die Lage versetzt werden, die Netzwerkadresse selbstständig und gegebenenfalls situativ zu ermitteln. Die Initialisierung des Sensors kann so besonders flexibel gestaltet werden.
In einigen Ausführungsformen ist die Datenschnittstelle eingerichtet, ein über das Kommunikationsnetz gesendetes generisches Abfragesignal zu empfangen. Dabei kann der Sensor eingerichtet sein, die Datenschnittstelle in Reaktion auf das empfangene Abfragesignal anhand der Adressinformation zu konfigurieren. Bei dem generischen Abfragesignal kann es sich insbesondere um ein nicht speziell an einen einzelnen Empfänger adressiertes Signal handeln. Es kann insbesondere durch alle Teilnehmer des adressbasierten Kommunikationsnetzes empfangbar oder an alle diese Teilnehmer adressiert sein.. Dabei ist das generische Abfragesignal in bevorzugter Weise geeignet, den Sensor zur Konfiguration der Datenschnittstelle zu veranlassen. Auf diese Weise kann der Sensor, gegebenenfalls auch weitere Sensoren, zu einem bevorzugten Zeitpunkt initialisiert werden. Darüber hinaus kann der Sensor, gegebenenfalls auch weitere Sensoren, auf diese Weise re-initialisiert, d.h. mit einer neuen Netzwerkadresse versehen, werden. Der Sensor kann dadurch besonders flexibel eingesetzt werden.
Vorzugsweise ist der Sensor eingerichtet, die Kommunikationseinrichtung in Reaktion auf das empfangene Abfragesignal in der Weise zu konfigurieren, dass die Kommunikationseinrichtung das Initialisierungssignal aussenden und/oder das Identifikationssignal empfangen kann. Der Sensor kann zu diesem Zweck etwa einen entsprechenden Sende- und/oder Empfangsmodus der Kommunikationseinrichtung aktivieren. Dadurch kann zum Betreiben des Sensors notwendige Energie gespart werden, insbesondere gegenüber einem Szenario, in dem die Kommunikationsvorrichtung durchgängig empfangsbereit ist.
Alternativ oder zusätzlich ist die Kommunikationseinrichtung eingerichtet, das Initialisierungssignal in Reaktion auf das empfangene Abfragesignal als Nahfeldkommunikationssignal auszusenden, um das Senden des Identifikationssignals mit der Adressinformation anzustoßen.
Alternativ kann der Sensor eingerichtet sein, das Identifikationssignal auch zu einem früheren Zeitpunkt, insbesondere jederzeit, zu empfangen und die Konfiguration der Datenschnittstelle erst dann durchzuführen, wenn das generische Abfragesignal empfangen wird. Dies hat den Vorteil, dass der Sensor die Datenschnittstelle zeitlich unabhängig vom Empfang des Identifikationssignals, das gegebenenfalls nur zu bestimmten Zeitpunkten, etwa zyklisch, ausgesendet wird, konfigurieren kann.
In einigen Ausführungsformen weist der Sensor des Weiteren einen nichtflüchtigen Speicher auf, der dazu eingerichtet ist, die im Identifikationssignal enthaltene Adressinformation zu speichern. Vorzugsweise ist der Sensor dabei auch eingerichtet, den nichtflüchtigen Speicher bei einer Inbetriebnahme nach einer gespeicherten Adressinformation zu durchsuchen und, falls diese vorhanden ist, die Datenschnittstelle auf deren Grundlage zu konfigurieren. Dadurch kann der Sensor bei einer Unterbrechung seiner Energieversorgung, etwa bei einem Neustart des Kommunikationsnetzes, weiterhin zuverlässig adressiert werden. Insbesondere kann auf diese Weise auch die Zeit für die (Re-)Initialisierung gespart werden, d.h. der Sensor steht schneller wieder zur Verfügung.
In einigen Ausführungsformen ist der Sensor eingerichtet, ein gemäß einem der folgenden Nahfeldkommunikationsstandards standardisiertes Nahfeldkommunikationssignal zu empfangen: (i) Near Field Communication (NFC); (ii) Radio Frequency IDentification (RFID); (iii) Bluetooth; oder (iv) IrDA. Dabei kann das Nahfeldkommunikationssignal z.B. ein optisches Signal oder ein Funksignal sein, dass in wenigstens einem durch den entsprechenden Nahfeldkommunikationsstandard definierten Wellenlängen- bzw. Funkfrequenzbereich empfangen werden kann. Gegebenenfalls kann durch einen der genannten Nahfeldkommunikationsstandards auch eine Kodierung definiert sein, mit der die im als standardisiertes Nahfeldkommunikationssignal gesendeten Identifikationssignal enthaltene Adressinformation aus diesem ableitbar ist. Durch Verwendung eines der genannten Nahfeldkommunikationsstandards kann das die Kompatibilität des Sensors erhöht werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, wobei das Kommunikationssystem ein adressbasiertes Kommunikationsnetz, insbesondere einen adressbasierten Datenbus, mit einer Mehrzahl von Netzwerknoten aufweist. Zumindest einer der Netzwerknoten weist dabei einen Sensor nach dem ersten Aspekt der Erfindung und eine dem Sensor zugeordnete Sendeeinrichtung auf, die eingerichtet ist, ein dem Sensor oder seinem Netzwerknoten zugeordnetes, insbesondere standardisiertes, Nahfeldkommunikationssignal als Identifikationssignal, das eine Adressinformation enthält, an den Sensor zu senden.
Die Sendeeinrichtung kann insbesondere als Etikett, z.B. als NFC-Etikett, des Sensors bzw. des Netzwerknotens ausgebildet sein. Die Adressinformation, insbesondere eine Netzwerkadresse, kann insbesondere in einem Speicher der dem Sensor zugeordneten Sendeeinrichtung gespeichert sein, so dass der Netzwerknoten oder Sensor im Kommunikationsnetz mittels der Adressinformation adressierbar ist.
Weitere der Netzwerknoten können auch weitere Sensoren nach dem ersten Aspekt der Erfindung aufweisen, so dass das Kommunikationssystem zumindest einen Teil eines Sensorsystems, insbesondere eines Ultraschallsensorsystems, insbesondere für ein Fahrzeug, bildet.
In einigen Ausführungsformen weist zumindest einer der Netzwerknoten eine Steuerungseinrichtung auf, die eingerichtet ist, ein generisches Abfragesignal zur Veranlassung einer Konfiguration der Datenschnittstelle über das Kommunikationsnetz zu senden. Die Steuerungseinrichtung kann dabei dazu eingerichtet sein, das generische Abfragesignal beispielsweise bei Inbetriebnahme des Kommunikationssystems über das Kommunikationsnetzwerk zu senden, etwa um selbiges zu initialisieren. Dadurch kann sichergestellt werden, dass alle mit dem Kommunikationsnetzwerk verbundenen Sensoren von der Steuerungseinrichtung über das Kommunikationsnetzwerk angesteuert, etwa zum Aussenden von Ultraschallsignalen zum Erfassen des Fahrzeugumfelds oder zum Übermitteln von erzeugten Sensordaten veranlasst werden können. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung nach Aussenden des generischen Abfragesignals mehrere Sensoren individuell abfragen, z.B. in der Reihenfolge einer aufsteigen Netzwerkadresse, oder als eine Teilmenge aller Sensoren darstellende ausgewählte Gruppe von Sensoren. Alternativ kann jeder der Sensoren eingerichtet sein, nach Priorität der Netzwerkadresse zu antworten.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinrichtung eingerichtet, das generische Abfragesignal zyklisch über das Kommunikationsnetz zu senden. Die Steuerungseinrichtung kann das Abfragesignal etwa wiederholt in vorgegebenen Zeitabständen oder Betriebszyklen, insbesondere des Fahrzeugs, welches das Kommunikationssystem aufweist, senden. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung das Abfragesignal wiederholt nach einer vorgegebenen Anzahl an Zündungen in einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs senden. Dadurch kann etwa in dem Fall, dass der Sensor ersetzt wird, sichergestellt werden, dass der ersetzende Sensor von der Steuerungseinrichtung adressiert werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann der Sensor dabei auch eingerichtet sein, die in einem nach dem Empfangen des generischen Abfragesignals empfangenen Identifikationssignal enthaltene Adressinformation mit einer zuvor im nichtflüchtigen Speicher des Sensors gespeicherten Adressinformation zu vergleichen. Auf Grundlage des Vergleichs kann dann z.B. eine, insbesondere fehlerhafte, Vertauschung von Sensoren festgestellt werden.
Der Sensor kann insbesondere eingerichtet sein, in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs, insbesondere wenn die Adressinformationen nicht übereineinstimmen, die im nichtflüchtigen Speicher des Sensors zuvor gespeicherte Adressinformation durch die im zuletzt empfangenen Identifikationssignal enthaltene Adressinformation zu ersetzen. Dadurch kann die ständige Einsatzbereitschaft des Sensors sichergestellt werden.
In einigen Ausführungsformen ist der Sensor im Bereich, vorzugsweise innerhalb eines Umkreises von 10 cm, weiter vorzugsweise innerhalb eines Umkreises von 5 cm, insbesondere innerhalb eines Umkreises von 2,5 cm, der dem Sensor zugeordneten Sendeeinrichtung angeordnet. Die Sendeeinrichtung kann etwa in der Nähe, insbesondere an, einer Steckverbindung, über welche die Datenschnittstelle an das Kommunikationsnetz angebunden ist, angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Sendeeinrichtung in die Steckverbindung integriert. Dadurch kann die Adressinformation, insbesondere die Netzwerkadresse, die in dem von der Sendeeinrichtungen ausgesendeten Identifikationssignal enthalten ist, besonders zuverlässig dem Netzwerkknoten bzw. dem entsprechenden Sensor zugeordnet und der Sensor somit eindeutig identifiziert bzw. im Kommunikationsnetz adressiert werden.
Die dem Sensor zugeordnete Sendeeinrichtung kann dabei insbesondere näher an dem entsprechenden Netzwerkknotenangeordnet sein als eine andere Sendeeinheit, die dem Sensor nicht, d.h. insbesondere stattdessen einem anderen Sensor, zugeordnet ist. Dadurch kann die Eindeutigkeit der Zuordnung von Sendeeinrichtung zu einem bestimmten Netzwerkknoten sichergestellt werden.
In einigen Ausführungsformen enthält das Identifikationssignal eine Positionsinformation, welche die räumliche Anordnung des Sensors oder der dem Sensor zugeordneten Sendeeinrichtung charakterisiert. Dadurch kann der Einbauort des Sensors auf Grundlage des Identifikationssignals eindeutig bestimmt werden. Diese Information kann insbesondere von einer Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere der Steuerungseinrichtung, verarbeitet werden, um z.B. aus von mehreren Sensoren erzeugten Sensordaten das Fahrzeugumfeld zu rekonstruieren, da den im Fahrzeugumfeld erfassten Objekten auf diese Weise eindeutige Positionen relativ zum Fahrzeug zugeordnet werden können.
In einigen Ausführungsformen weist ein Netzwerkknoten eine Steuerungseinrichtung auf, die eingerichtet ist, das Identifikationssignal zu empfangen und die darin enthaltene Positionsinformation zu speichern. Dadurch kann die Steuerungseinrichtung die Lage des Sensors z.B. im Fahrzeug besonders einfach und in automatischer Weise ermitteln.
So ist es beispielsweise denkbar, eine generische, insbesondere fahrzeugunspezifische, Steuerungseinrichtung in dem Kommunikationssystem einzusetzen bzw. an das Kommunikationsnetz anzubinden, wobei die Steuerungseinrichtung nicht in gegebenenfalls aufwändiger Weise manuell im Hinblick auf die Positionen von Sensoren konfiguriert werden muss.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Initialisierung eines Sensors nach dem ersten Aspekt der Erfindung in einem adressbasierten Kommunikationsnetz, aufweisend (i) Empfangen eines generischen Abfragesignals über das Kommunikationsnetz mittels der Datenschnittstelle, (ii) Empfangen eines als Nahfeldkommunikationssignal gesendeten Identifikationssignals, das eine Adressinformation enthält, und (iii) Konfigurieren der Datenschnittstelle anhand der Adressinformation in der Weise, dass der Sensor über das Kommunikationsnetz unter einer durch die Adressinformation bestimmten Netzwerkadresse adressierbar ist.
Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten, zumindest wo technisch sinnvoll, auch für den zweiten und dritten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung sowie umgekehrt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren, in denen durchgängig dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet werden. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors;
2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems für ein Fahrzeug; und
3 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors 1, insbesondere Ultraschallsensors. Der Sensor 1 weist eine Datenschnittstelle 2 auf, über die der Sensor 1 an ein adressbasiertes Kommunikationsnetz 3, etwa einen adressbasierten Datenbus wie z.B. einen CAN-Bus eines Fahrzeugs, angebunden ist, und ist eingerichtet, ein als Nahfeldkommunikationssignal 4 gesendetes Identifikationssignal zu empfangen. Das Identifikationssignal enthält dabei eine Adressinformation, auf deren Grundlage der Sensor 1 die Datenschnittstelle in der Weise konfigurieren kann, dass der Sensor 1 in dem adressbasierten Kommunikationsnetz 3 unter einer durch die Adressinformation bestimmten, z.B. aus der Adressinformation abgeleiteten, Netzwerkadresse adressierbar ist.
Das Kommunikationsnetz 3 kann dabei mehrere Netzwerkknoten 6 aufweisen, wobei der Sensor 1 an einem der Netzwerkknoten 6 an das Kommunikationsnetz 3 angebunden ist. Über das Kommunikationsnetz 3 kann der Sensor 1 beispielsweise mit anderen Sensoren und/oder einer Steuereinrichtung, etwa einem Motorsteuergerät (ECU), kommunizieren.
Zum Empfangen von Nahfeldkommunikationssignalen 4 kann der Sensor eine Kommunikationseinrichtung 5 aufweisen. Die Kommunikationseinrichtung 5 wirkt bezüglich des Identifikationssignals, insbesondere der darin enthaltenen Adressinformation, vorzugsweise als Empfänger, d.h. empfängt das Identifikationssignal und leitet es an die Datenschnittstelle 2 weiter.
Die Kommunikationseinrichtung 5 kann aber auch als Sender, insbesondere Transceiver, ausgebildet und dazu eingerichtet sein, ein Initialisierungssignal als Nahfeldkommunikationssignal (4) auszusenden, wodurch ein Senden des Identifikationssignals, z.B. von einer als Transponder wirkenden Sendeeinrichtung (siehe 2) veranlasst wird.
Die Kommunikationseinrichtung 5 kann eine Antennenanordnung 5a aufweisen, welche eingerichtet ist, Nahfeldkommunikationssignale 4 in wenigstens einem Frequenz- bzw. Wellenlängenbereich eines entsprechenden Nahfeldkommunikationsstandards wie etwa NFC (Near Field Communication) zu empfangen. Zudem kann die Kommunikationseinrichtung 5 eine Datenverarbeitungsanordnung 5b, z.B. einen integrierten Schaltkreis, aufweisen, etwa um das Initialisierungssignal zu erzeugen und/oder um ein empfangenes Nahfeldkommunikationssignal 4 gemäß einer durch den Nahfeldkommunikationsstandard vorgegebenen Kodierung zu dekodieren. Insbesondere kann die Datenverarbeitungsanordnung 5b auch eingerichtet sein, die Adressinformation aus dem als Nahfeldkommunikationssignal 4 gesendeten Identifikationssignal abzuleiten und der Datenschnittstelle 2, etwa als Netzwerkadresse, zur Verfügung zu stellen.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 10 für ein Fahrzeug 50. Das Kommunikationssystem 10 weist ein adressbasiertes Kommunikationsnetz 3 auf, insbesondere einen adressbasierten Datenbus wie etwa einen CAN-Bus. Im gezeigten Beispiel sind an sechs Netzwerkknoten dieses Kommunikationsnetzes 3 jeweils ein Sensor 1, insbesondere ein Ultraschallsensor zum Erfassen eines Umfelds des Fahrzeugs 50, und an einem Netzwerkknoten eine Steuerungseinrichtung 11 an das Kommunikationsnetz 3 angebunden.
Die Steuerungseinrichtung 11, etwa ein Motorsteuergerät (ECU), kann z.B. eingerichtet sein, durch Aussenden von entsprechenden Steuerungssignalen an die sechs Ultraschallsensoren über das Kommunikationsnetz 3 jeden der Ultraschallsensoren zum Aussenden eines Ultraschallsignals in das Fahrzeugumfeld zu veranlassen. Über das Kommunikationsnetz 3 können die Ultraschallsensoren auch Sensordaten, die z.B. beim Empfang des reflektierten Ultraschallsignals im Fahrzeugumfeld erzeugt werden, an die Steuerungseinrichtung 11 senden, welche die Sensordaten verarbeiten und/oder, etwa einem Fahrerassistenzsystem, zur Verfügung stellen kann.
Um die Steuerungssignale gezielt an die einzelnen Sensoren 1 senden zu können, muss jedem Netzwerkknoten bzw. jedem Sensor 1 eine eindeutige Netzwerkadresse zugeordnet werden, an welche die Steuerungseinrichtung 11 die Steuerungssignale richten kann. Mit anderen Worten müssen die Sensoren 1 initialisiert werden. Die Netzwerkadressen können dabei in Form von Adressinformation in Sendeeinrichtungen 12 gespeichert sein, die jeweils im Bereich der Netzwerkknoten, z.B. an einer Steckverbindung, über welche der jeweilige Sensor 1 an das Kommunikationsnetz 3 angebunden ist, angeordnet und einem Sensor 1 zugeordnet sind.
Die Sendeeinrichtungen 12 sind eingerichtet, die entsprechende Adressinformation in einem Identifikationssignal als Nahfeldkommunikationssignal, insbesondere gemäß eines Nahfeldkommunikationsstandards, auszusenden, etwa als RFID- oder NFC-Signal. Die Sendeeinrichtungen 12 können dazu beispielsweise als RFID- bzw. NFC-Etiketten ausgebildet und an den Steckverbindungen angebracht, etwa aufgeklebt oder in diese integriert, sein. Alternativ können die Sendeeinrichtungen 12 aber auch an einer Stoßstange des Fahrzeugs 50, in welche die Sensoren 1 integriert sind bzw. werden, angeordnet, etwa aufgeklebt oder in diese integriert, sein.
Die Sensoren 1 sind in bevorzugter Weise eingerichtet, das von der dem jeweiligen Sensor 1 zugordneten Sendeeinrichtung 12 als Nahfeldkommunikationssignal gesendete Identifikationssignal zu empfangen und eine Datenschnittstelle, über die der jeweilige Sensor an das Kommunikationsnetz 3 angebunden ist, auf Grundlage der im Identifikationssignal enthaltene Adressinformation zu konfigurieren, insbesondere eine durch die Adressinformation bestimmte Netzwerkadresse einzurichten bzw. zuzuweisen.
Solche Nahfeldkommunikationssignale weisen üblicherweise geringe Übertragungsreichweiten auf, etwa von maximal 50 cm, vorzugsweise maximal 20 cm, insbesondere maximal 10 cm. Die Sensoren 1 können dadurch etwa in der Weise im Fahrzeug 50 angeordnet sein, dass die Abstände zwischen ihnen größer sind als die Übertragungsreichweite, so dass jeder Sensor 1, zumindest im Wesentlichen, nur dasjenige Identifikationssignal empfangen kann, welches von der ihm zugeordneten Sendeeinrichtung 12 ausgesendet wird. Dadurch ist die Zuordnung einer Netzwerkadresse zu einem Netzwerkknoten oder Sensor 1 sehr robust und eindeutig.
Die Steuerungseinrichtung 11 kann durch die erfolgte Konfiguration der Datenschnittstellen alle Sensoren 1 selektiv bzw. gezielt abfragen, z.B. in einer Reihenfolge aufsteigender Netzwerkadressen. Alternativ oder zusätzlich können die Sensoren 1 auch eingerichtet sein, auf ein generisches Steuerungssignal, das von allen Sensoren 1 empfangbar ist, in Abhängigkeit einer Priorität der Netzwerkadressen zu antworten.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 zur Initialisierung eines Sensors, der z.B. mittels einer Datenschnittstelle an ein adressbasiertes Kommunikationsnetz angebunden ist.
In einem Verfahrensschritt S1 wird der Sensor in bevorzugter Weise dazu veranlasst, die Datenschnittstelle in der Weise zu konfigurieren, dass der Sensor unter einer bestimmten Netzwerkadresse über das Kommunikationsnetz adressierbar ist. Diesem Zweck kann über das Kommunikationsnetz beispielsweise ein generisches Abfragesignal gesendet werden, das von allen Netzwerkteilnehmern, also auch dem Sensor, empfangen werden kann. Ein solches generisches Abfragesignal wird manchmal auch als „Broadcast Message“ bezeichnet und muss nicht spezifisch an den Sensor oder einen anderen Teilnehmer adressiert sein.
Auf Grundlage des Empfangs des generischen Abfragesignals, insbesondere einer Verarbeitung des generischen Abfragesignals, kann der Sensor etwa in einen Empfangsmodus versetzt werden, in dem er in einem weiteren Verfahrensschritt S2 ein, insbesondere von einer dem Sensor zugeordneten Sendeeinrichtung gesendetes, Identifikationssignal empfangen kann. Beispielsweise kann eine Kommunikationseinrichtung des Sensors aktiviert werden, die zum Empfangen des, in bevorzugter Weise als Nahfeldkommunikationssignal gesendeten, Identifikationssignals eingerichtet ist.
Das Identifikationssignal enthält dabei in bevorzugter Weise eine Adressinformation, welche die Netzwerkadresse repräsentiert oder aus der die Netzwerkadresse zumindest ableitbar ist. Dadurch kann in einem weiteren Verfahrensschritt S3 die Datenschnittstelle des Sensors nach Empfangen des Identifikationssignals anhand der Adressinformation entsprechend konfiguriert werden.
Alternativ zur in 3 dargestellten Ausführungsform ist es auch denkbar, dass der Sensor das als Nahfeldkommunikationssignal gesendete Identifikationssignal empfängt und erst im Folgenden durch Empfangen des generischen Abfragesignals dazu veranlasst wird, die im Identifikationssignal enthaltene Adressinformation zur Konfiguration der Datenschnittstelle in Verfahrensschritt S3 zu verwenden. Mit anderen Worten sind die Verfahrensschritte S1 und S2 miteinander vertauschbar.
Während vorausgehend wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass eine große Anzahl von Variationen dazu existiert. Es ist dabei auch zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur nichtlimitierende Beispiele darstellen, und es nicht beabsichtigt ist, dadurch den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren zu beschränken. Vielmehr wird die vorausgehende Beschreibung dem Fachmann eine Anleitung zur Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei sich versteht, dass verschiedene Änderungen in der Funktionsweise und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seinen rechtlichen Äquivalenten abgewichen wird.
Bezugszeichenliste

1: Sensor
2: Datenschnittstelle
3: Kommunikationsnetz
4: Nahfeldkommunikationssignal
5: Kommunikationseinrichtung
5a: Antennenanordnung
5b: Verarbeitungseinrichtung
6: Netzwerkknoten
10: Kommunikationssystem
11: Steuerungseinrichtung
12: Sendeeinrichtung
50: Fahrzeug
100: Verfahren
S1-S3: Verfahrensschritte

Claims

Sensor (1), insbesondere Ultraschallsensor für ein Fahrzeug (50), wobei der Sensor (1) eine Datenschnittstelle (2) zur kommunikativen Anbindung des Sensors (1) an ein adressbasiertes Kommunikationsnetz (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) des Weiteren eingerichtet ist: ein als Nahfeldkommunikationssignal (4) gesendetes Identifikationssignal zu empfangen, das eine Adressinformation enthält; und die Datenschnittstelle (2) anhand der Adressinformation in der Weise zu konfigurieren, dass der Sensor (1) in dem adressbasierten Kommunikationsnetz (3) unter einer durch die Adressinformation bestimmten Netzwerkadresse adressierbar ist.
Sensor (1) nach Anspruch 1, des Weiteren aufweisend: eine Kommunikationseinrichtung (5), die eingerichtet ist, ein Initialisierungssignal als Nahfeldkommunikationssignal (4) auszusenden und dadurch das Senden des Identifikationssignals zu veranlassen.
Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Datenschnittstelle (2) eingerichtet ist, ein über das Kommunikationsnetz (3) gesendetes generisches Abfragesignal zu empfangen, und der Sensor (1) eingerichtet ist, die Datenschnittstelle (2) in Reaktion auf das empfangene Abfragesignal anhand der Adressinformation zu konfigurieren.
Sensor (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren aufweisend: einen nichtflüchtigen Speicher, der dazu eingerichtet ist, die im Identifikationssignal enthaltene Adressinformation zu speichern.
Sensor (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (1) eingerichtet ist, ein gemäß einem der folgenden Nahfeldkommunikationsstandards standardisiertes Nahfeldkommunikationssignal (4) zu empfangen: - Near Field Communication (NFC); - Radio Frequency IDentification (RFID); - Bluetooth; oder - IrDA.
Kommunikationssystem (10), insbesondere für ein Fahrzeug (50), aufweisend: ein adressbasiertes Kommunikationsnetz (3) mit einer Mehrzahl von Netzwerkknoten (6), wobei zumindest einer der Netzwerkknoten (6) einen Sensor (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche und eine dem Sensor (1) zugeordnete Sendeeinrichtung (12) aufweist, die eingerichtet ist, ein dem Sensor (1) oder seinem Netzerkknoten (6) zugeordnetes Nahfeldkommunikationssignal (4) als Identifikationssignal, das eine Adressinformation enthält, an den Sensor (1) zu senden.
Kommunikationssystem (10) nach Anspruch 6, wobei zumindest einer der Netzwerkknoten (6) eine Steuerungseinrichtung (11) aufweist, die eingerichtet ist, ein generisches Abfragesignal zur Veranlassung einer Konfiguration der Datenschnittstelle (2) über das Kommunikationsnetz (3) zu senden.
Kommunikationssystem (10) nach Anspruch 7, wobei die Steuerungseinrichtung (11) eingerichtet ist, das generische Abfragesignal zyklisch über das Kommunikationsnetz (3) zu senden.
Kommunikationssystem (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Sensor (1) im Bereich, vorzugsweise innerhalb eines Umkreises von 10 cm, weiter vorzugsweise innerhalb eines Umkreises von 5 cm, insbesondere innerhalb eines Umkreises von 2,5 cm, der dem Sensor (1) zugeordneten Sendeeinrichtung (12) angeordnet ist.
Kommunikationssystem (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Identifikationssignal eine Positionsinformation enthält, welche die räumliche Anordnung des Sensors (1) oder der dem Sensor (1) zugeordneten Sendeeinrichtung (12) charakterisiert.
Kommunikationssystem (10) nach Anspruch 10, wobei ein Netzwerkknoten (6) eine Steuerungseinrichtung (11) aufweist, die eingerichtet ist, das Identifikationssignal zu empfangen und die darin enthaltene Positionsinformation zu speichern.
Verfahren (100) zur Initialisierung eines Sensors (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem adressbasierten Kommunikationsnetz (3), aufweisend Empfangen eines generischen Abfragesignals über das Kommunikationsnetz (3) mittels der Datenschnittstelle (2), Empfangen eines als Nahfeldkommunikationssignal (4) gesendeten Identifikationssignals, das eine Adressinformation enthält, und Konfigurieren der Datenschnittstelle (2) anhand der Adressinformation in der Weise, dass der Sensor (1) über das Kommunikationsnetz (3) unter einer durch die Adressinformation bestimmten Netzwerkadresse adressierbar ist.