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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein elektronisches System für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einem solchen System, ein Verfahren zur Identifikation von Funktionsmodulen in einem Fahrzeug und ein Speichermedium zum Ausführen des Verfahrens. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere eine Positionsbestimmung von Gleichteilen in einem Fahrzeug.
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Stand der Technik
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In modernen Fahrzeugen werden zunehmend diverse elektronische Bauteile und Systeme verbaut. Beispielsweise sind in Fahrzeugen heutzutage verschiedenste Sensoren an verschiedensten Positionen vorhanden, um Fahrzeugsysteme, Bauteile und/oder eine Umgebung des Fahrzeugs zu überwachen. Zur Vernetzung der Sensoren mit entsprechenden Steuergeräten wird im Allgemeinen ein Bussystem verwendet. Hierbei ist es meist erforderlich, dass die Steuergeräte die Sensoren unterscheiden können, um die Sensoren unterschiedlich anzusteuern und auszuwerten.
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Herkömmliche Lösungen zur Unterscheidung der Sensoren verwenden zum Beispiel dedizierte Hardware, wie Kodierpins, die eine Identifikation bzw. Positionsbestimmung der Sensoren ermöglichen. Derartige Hardware-basierten Lösungen sind jedoch teuer, erfordern zusätzlichen Bauraum und erhöhen eine Gewicht der entsprechenden Bauteile.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein elektronisches System für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einem solchen System, ein Verfahren zur Identifikation von Funktionsmodulen in einem Fahrzeug und ein Speichermedium zum Ausführen des Verfahrens anzugeben, die eine Unterscheidung von Funktionsmodulen ermöglichen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Komplexität eines elektronischen Systems zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein elektronisches System für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, angegeben. Das System umfasst eine Vielzahl von Funktionsmodulen; wenigstens ein Steuermodul für die Vielzahl von Funktionsmodulen; und ein Bussystem, das die Vielzahl von Funktionsmodulen mit dem wenigstens einen Steuermodul verbindet. Das Bussystem weist eine Vielzahl von Datenleitungen auf, wobei jedes Funktionsmodul über wenigstens eine Datenleitung der Vielzahl von Datenleitungen mit dem wenigstens einen Steuermodul verbunden ist, und wobei die Vielzahl von Datenleitungen für eine Ansteuerung und/oder ein Auslesen der Vielzahl von Funktionsmodulen (z.B. im Regelbetrieb) vorgesehen sind. Das System, insbesondere das wenigstens eine Steuermodul, ist eingerichtet, um eine Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen unter Verwendung von kodierten Spannungssignalen („Unterscheidungssignale“), die über die Vielzahl von Datenleitungen an die Vielzahl von Funktionsmodulen übertragen werden, durchzuführen.
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Erfindungsgemäß werden Datenleitungen des Bussystems verwendet, um kodierte Spannungssignale für eine Identifikation der Funktionsmodule zu übertragen. Damit werden für die Identifikation der Funktionsmodule vorhandene Leitungsstrukturen verwendet, so dass keine zusätzlichen Leitungen, Kodierpins, etc. bereitgestellt werden müssen. Die erfindungsgemäße Lösung kann somit eine Komplexität, einen benötigten Bauraum, ein Gewicht und/oder Kosten reduzieren.
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Durch das kodierte Spannungssignal erkennt ein Funktionsmodul in Kombination mit der entsprechenden Datenleitung beispielsweise seine Position im Fahrzeug. Insbesondere weiß das wenigstens eine Steuermodul, an welche Datenleitung des Bussystems welches Funktionsmodul angeschlossen ist, und kann über die entsprechende Datenleitung unter Verwendung des kodierten Spannungssignals eine entsprechende Information an das Funktionsmodul übertragen. Auf Seiten des Funktionsmoduls muss dabei nur ein einzelnes Signal ausgewertet werden. Es ist keine weitere logische Bearbeitung nötig, um beispielsweise die Position des Funktionsmoduls eindeutig erkennen zu können.
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Der Ausdruck „Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen“, wie er im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, bezieht sich insbesondere auf das Herstellen einer Unterscheidbarkeit von zunächst ununterscheidbaren Funktionsmodulen. Die Unterscheidbarkeit kann zum Beispiel durch ein Zuordnen von eindeutigen IP-Adressen zu den einzelnen Funktionsmodulen hergestellt werden.
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Vorzugsweise ist das System eingerichtet, um die Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen bei einer Initialisierung des Systems durchzuführen. Beispielsweise können die Funktionsmodule Gleichteile sein, die initial ihre Identität, Position im Fahrzeug etc. nicht kennen. Durch die kodierten Spannungssignale erkennen die Funktionsmodule in Kombination mit den entsprechenden Datenleitungen ihre Positionen im Fahrzeug und können anschließend durch das wenigstens eine Steuermodul unterschiedlich adressiert werden.
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Vorzugsweise ist das System eingerichtet, um die Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen bei einer ersten Initialisierung des Systems durchzuführen. Optional kann das System eingerichtet sein, um die Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen während der Betriebsdauer des Systems bzw. des Fahrzeugs (erneut) durchzuführen, beispielsweise wenn es in bestimmten Situationen nötig ist. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn Fehler im System auftreten und/oder bei einer Re-Initialisierung des Systems.
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Das kodierte Spannungssignal ist ein analoges Signal, das z.B. in Bezug auf seine Amplitude, Phase und/oder Frequenz derart moduliert ist, dass Informationen in Bezug auf eine Identität eines Funktionsmoduls an das entsprechende Funktionsmodul übermittelt werden können. Die Informationen können zum Beispiel Positionsinformationen, eine IP-Adresse etc. des entsprechenden Funktionsmoduls umfassen. Das Funktionsmodul kann diese Informationen, wie zum Beispiel die dem Funktionsmodul zugeordnete IP-Adresse, für eine spätere Datenkommunikation mit dem wenigstens einen Steuermodul nutzen.
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In einigen Ausführungsformen sind die Informationen in Bezug auf die Identität des Funktionsmoduls direkt im kodierten Spannungssignal enthalten bzw. darin kodiert. Alternativ können die Informationen in Bezug auf die Identität des Funktionsmoduls in einem separaten Datensignal übermittelt werden, wobei das kodierte Spannungssignal lediglich angibt, dass das separate Datensignal für eben dieses Funktionsmodul bestimmt ist.
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Vorzugsweise sind die kodierten Spannungssignale DC-Signale (Gleichspannungssignale) oder AC-Signale (Wechselspannungssignale).
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Vorzugsweise sind die kodierten Spannungssignale aus der Gruppe ausgewählt, die amplitudenmodulierte DC-Signale, amplitudenmodulierte AC-Signale, frequenzmodulierte AC-Signale, phasenmodulierte AC-Signale und Kombinationen umfasst, oder die daraus besteht. Insbesondere können eine Amplitude und/oder eine Frequenz und/oder eine Phase des Spannungssignals moduliert bzw. kodiert sein, so dass das Funktionsmodul erkennt, dass das kodierte Spannungssignal für eben jenes Funktionsmodul bestimmt ist.
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Vorzugsweise umfasst das System wenigstens ein Erzeugungsmodul zum Erzeugen der kodierten Spannungssignale. Da die kodierten Spannungssignale einfache analoge Signale sind (und z.B. keine Versorgungssignale), kann das wenigstens eine Erzeugungsmodul ein einfaches und kostengünstiges Bauteil sein. Zudem kann das Ein- und Auskoppeln der kodierten Spannungssignale mittels einfacher und kostengünstiger Mittel erfolgen, beispielsweise unter Verwendung einer Common-Mode-Terminierung des Bussystems.
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Der Begriff „Bus“, wie er im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, ist die bekannte Abkürzung für das „Binary Unit System“. Dieses System dient innerhalb des Netzwerkes aus Funktionsmodulen und Steuermodulen für die Übertragung von Daten zwischen den einzelnen Teilnehmern.
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Vorzugsweise ist das Bussystem für eine differentielle Übertragung, insbesondere echte differentielle Übertragung, eingerichtet. Anders gesagt kann das Bussystem ein differentielles Bussystem sein. Derartige Bussysteme sind im Allgemeinen Gleichspannungsfrei und galvanisch von der Umgebung entkoppelt, so dass das kodierte Spannungssignal auf einfache Art und Weise sowie störungsfrei übertragen werden kann.
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In Falle eines Bussystems für eine differentielle Übertragung ist jedes Funktionsmodul über zwei Datenleitungen der Vielzahl von Datenleitungen mit dem wenigstens einen Steuermodul verbunden. Das kodierte Spannungssignal kann dabei über eine einzelne Datenleitung der zwei Datenleitungen übertragen werden, oder kann über beide Datenleitungen der zwei Datenleitungen übertragen werden.
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Vorzugsweise umfasst die Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen eine Positionsbestimmung der Vielzahl von Funktionsmodulen im Fahrzeug. Beispielsweise kann mittels des kodierten Spannungssignals einem Funktionsmodul seine Position im Fahrzeug mitgeteilt werden (z.B. „linkes Vorderrad“ für einen Reifendrucksensor). Insbesondere weiß das wenigstens eine Steuermodul, an welche Datenleitung(en) des Bussystems welches Funktionsmodul angeschlossen ist, und kann über die entsprechende(n) Datenleitung(en) mittels des kodierten Spannungssignals eine entsprechende Information an das Funktionsmodul übertragen. Die Information kann entweder direkt im kodierten Spannungssignal enthalten sein, oder kann gleichzeitig mit dem kodierten Spannungssignal in einem separaten Datensignal übermittelt werden. Im letzteren Fall kann das kodierte Spannungssignal lediglich angeben, dass das separate Datensignal für eben dieses Funktionsmodul bestimmt ist.
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Vorzugsweise ist das System weiter eingerichtet, um im Rahmen der Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen jedem Funktionsmodul eine Adresse zuzuordnen. Die Adresse kann eine eindeutige Adresse für das entsprechende Funktionsmodul sein, die eine Adressierung des Funktionsmoduls im Rahmen einer Datenkommunikation über das Bussystem ermöglicht. Die Adresse ermöglicht dabei, dass Daten vom wenigstens einen Steuermodul zum vorgesehenen Funktionsmodul übertragen werden können.
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Vorzugsweise ist die Adresse eine IP-Adresse, wie zum Beispiel eine IPv4-Adresse oder IPv6-Adresse. Beispielsweise kann mittels des kodierten Spannungssignals einem Funktionsmodul seine IP-Adresse mitgeteilt werden. Insbesondere weiß das wenigstens eine Steuermodul, an welche Datenleitung(en) des Bussystems welches Funktionsmodul angeschlossen ist, und kann über die entsprechende(n) Datenleitung(en) mittels des kodierten Spannungssignals eine entsprechende IP-Adresse an das Funktionsmodul übertragen. Das Funktionsmodul kann die empfangene IP-Adresse dann als eigene IP-Adresse erkennen und festlegen. Die IP-Adresse kann entweder direkt im kodierten Spannungssignal enthalten sein, oder kann gleichzeitig mit dem kodierten Spannungssignal in einem separaten Datensignal übermittelt werden. Im letzteren Fall kann das kodierte Spannungssignal lediglich angeben, dass das separate Datensignal mit der IP-Adresse für eben dieses Funktionsmodul bestimmt ist.
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Vorzugsweise sind zumindest einige, insbesondere alle, Funktionsmodule der Vielzahl von Funktionsmodulen Gleichteile. Als Gleichteile werden Bauteile bezeichnet, die unverändert in verschiedenen Produkten verwendet werden können, jedoch keine Normteile sind.
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Vorzugsweise sind zumindest einige, insbesondere alle, Funktionsmodule der Vielzahl von Funktionsmodulen gleichartige Funktionsmodule. Der Begriff „gleichartig“ bedeutet dabei, dass die Funktionsmodule baugleich sind und sich in Aufbau und Funktionsweise nicht unterscheiden. Um dennoch eine Unterscheidung der Funktionsmodule zu ermöglichen, erfolgt eine Identifikation der Funktionsmodule durch die kodierten Spannungssignale, wobei den Funktionsmodulen zum Beispiel individuelle IP-Adressen zugeordnet werden.
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Die Funktionsmodule sind für den Betrieb von aktiven und/oder passiven Fahrzeugsystemen vorgesehen.
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Vorzugsweise sind zumindest einige, insbesondere alle, Funktionsmodule der Vielzahl von Funktionsmodulen Sensormodule. Die Sensormodule können Bestandteil elektronischer Regelsysteme sein und physikalische und/oder chemische Größen erfassen, die als Input für die Regelsysteme verwendet werden.
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In einigen Ausführungsformen können die Sensormodule aus der Gruppe ausgewählt sein, die Positionssensoren (z.B. Lenkwinkelsensoren), Drehzahlsensoren (z.B. Raddrehzahlsensoren), Beschleunigungssensoren (z.B. für passive Sicherheitssysteme und/oder Fahrdynamiksysteme), Drucksensoren (z.B. Reifendrucksensoren), Temperatursensoren (z.B. Reifenlufttemperatursensoren), Kraft- und Drehmomentsensoren (z.B. Pedalkraft), Durchflussmesser (z.B. für Luftströmungen) und Gassensoren (z.B. für Abgase) umfasst, oder die daraus besteht.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, angegeben. Das Fahrzeug umfasst das elektronische System gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Der Begriff Fahrzeug umfasst PKW, LKW, Busse, Wohnmobile, Krafträder, etc., die der Beförderung von Personen, Gütern, etc. dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Kraftfahrzeuge zur Personenbeförderung.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Identifikation von Funktionsmodulen in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, angegeben. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Bussystems, das eine Vielzahl von Funktionsmodulen mit wenigstens einem Steuermodul verbindet, wobei das Bussystem eine Vielzahl von Datenleitungen aufweist, wobei jedes Funktionsmodul über wenigstens eine Datenleitung der Vielzahl von Datenleitungen mit dem wenigstens einen Steuermodul verbunden ist, wobei die Vielzahl von Datenleitungen für eine Ansteuerung und/oder ein Auslesen der Vielzahl von Funktionsmodulen vorgesehen sind; ein Übertragen eines kodierten Spannungssignals über wenigstens eine Datenleitung der Vielzahl von Datenleitungen an ein entsprechendes Funktionsmodul der Vielzahl von Funktionsmodulen; und ein Identifizieren des Funktionsmoduls basierend auf dem am Funktionsmodul empfangenen kodierten Spannungssignal.
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Das Verfahren zur Identifikation von Funktionsmodulen in einem Fahrzeug kann die Aspekte des in diesem Dokument beschriebenen elektronischen Systems implementieren.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Software (SW) Programm angegeben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren zur Identifikation von Funktionsmodulen in einem Fahrzeug auszuführen.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Speichermedium angegeben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren zur Identifikation von Funktionsmodulen in einem Fahrzeug auszuführen.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Software mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zur Identifikation von Funktionsmodulen in einem Fahrzeug zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs auszuführen, wenn die Software auf einer oder mehreren softwaregesteuerten Einrichtungen abläuft.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 schematisch ein elektronisches System für ein Fahrzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung,
- 2 schematisch ein Fahrzeug mit einem elektronischen System gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, und
- 3 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Identifikation von Funktionsmodulen in einem Fahrzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Ausführungsformen der Offenbarung
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Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt schematisch ein elektronisches System 100 für ein Fahrzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt schematisch ein Fahrzeug 10 mit einem solchen elektronischen System 100.
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Das System 100 umfasst eine Vielzahl von Funktionsmodulen 110, wenigstens ein Steuermodul 120 für die Vielzahl von Funktionsmodulen 110 und ein Bussystem 130, das die Vielzahl von Funktionsmodulen 110 mit dem wenigstens einen Steuermodul 120 verbindet.
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Im Beispiel der 1 und 2 sind beispielhaft vier Funktionsmodule 112, 114, 116 und 118 dargestellt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht hierauf begrenzt und es kann eine beliebige Anzahl von Funktionsmodulen 110 vorgesehen sein. Typischerweise sind zumindest einige, vorzugsweise alle, Funktionsmodule der Vielzahl von Funktionsmodulen 110 gleichartige Funktionsmodule, die an verschiedenen Orten bzw. Positionen im Fahrzeug 10 verbaut sind.
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Die Funktionsmodule 110 sind für den Betrieb von aktiven und/oder passiven Fahrzeugsystemen vorgesehen. Beispielsweise sind zumindest einige, vorzugsweise alle, Funktionsmodule der Vielzahl von Funktionsmodulen 110 Sensormodule. Die Funktionsmodule 112, 114, 116 und 118 können zum Beispiel Reifendrucksensoren sein, die an Positionen angeordnet sind, die den vier Reifen des Fahrzeugs 10 entsprechen.
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Das wenigstens eine Steuermodul 120 ist für ein Ansteuern und/oder ein Auslesen der Vielzahl von Funktionsmodulen 110 eingerichtet. Das wenigstens eine Steuermodul 120 kann insbesondere ein Steuergerät (ECU, electronic control unit) sein. Steuergeräte sind elektronische Module, die zur Steuerung oder Regelung von Fahrzeugfunktionen, wie zum Beispiel aktiven und/oder passiven Sicherheitssystemen, eingesetzt werden.
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Die Funktionsmodule 110 und das wenigstens eine Steuermodul 120 sind über das Bussystem 130 miteinander verbunden. Hierzu weist das Bussystem 130 eine Vielzahl von Datenleitungen 132 auf, die zum Beispiel in Form eines Kabelbaums vorhanden sein können. Jedes Funktionsmodul ist über wenigstens eine Datenleitung der Vielzahl von Datenleitungen 132 mit dem wenigstens einen Steuermodul 120 verbunden.
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Typischerweise umfasst das Bussystem 130 einen Switch 134 mit einer Vielzahl von Ports, wobei jedes Funktionsmodul mittels der zugehörigen wenigstens einen Datenleitung an einen entsprechenden Port der Vielzahl von Ports angeschlossen ist.
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In einigen Ausführungsformen ist das Bussystem 130 für eine differentielle Datenübertragung eingerichtet. In diesem Fall kann jedes Funktionsmodul über zwei Datenleitungen 132a, 132b mit dem wenigstens einen Steuermodul 120 verbunden sein.
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Vorzugsweise umfasst das Bussystem 130 eine Common-Mode-Terminierung 150 für die Datenleitung(en). Insbesondere kann auf Seite des wenigstens einen Steuermoduls 120 (z.B. an jedem Port des Switches 134) und/oder auf Seite eines jeden Funktionsmoduls eine entsprechende Common-Mode-Terminierung 150 vorhanden sein.
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In einigen Ausführungsformen kann der Switch 134 ein Ethernet-Switch sein, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht hierauf begrenzt.
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Im Beispiel der 1 ist der Switch 134 im wenigstens einen Steuermodul 120 integriert. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht hierauf begrenzt und der Switch 134 kann außerhalb bzw. getrennt vom wenigstens einen Steuermodul 120 vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Switch 134 kommunikativ mit dem wenigstens einen Steuermodul 120 verbunden sein.
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Das wenigstens eine Steuermodul 120 ist eingerichtet, um eine Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen 110 unter Verwendung von kodierten Spannungssignalen („Unterscheidungssignale“), die über die Vielzahl von Datenleitungen 132 an die Vielzahl von Funktionsmodulen 110 übertragen werden, durchzuführen.
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Insbesondere weiß das wenigstens eine Steuermodul 120, an welche Datenleitung(en) des Bussystems 130 welches Funktionsmodul angeschlossen ist, und kann über die entsprechende(n) Datenleitung(en) mittels des kodierten Spannungssignals eine entsprechende Information an das Funktionsmodul übertragen. Die Information kann entweder direkt im kodierten Spannungssignal enthalten sein, oder kann gleichzeitig mit dem kodierten Spannungssignal in einem separaten Datensignal übermittelt werden. Im letzteren Fall kann das kodierte Spannungssignal lediglich angeben, dass das separate Datensignal für eben dieses Funktionsmodul bestimmt ist.
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Das kodierte Spannungssignal ist ein analoges Signal, das z.B. in Bezug auf seine Amplitude, Phase und/oder Frequenz derart moduliert ist, dass Informationen in Bezug auf eine Identität eines Funktionsmoduls an das entsprechende Funktionsmodul übermittelt werden können. Die Informationen können zum Beispiel Positionsinformationen, eine IP-Adresse etc. des entsprechenden Funktionsmoduls umfassen. Das Funktionsmodul kann diese Informationen, wie zum Beispiel die dem Funktionsmodul zugeordnete IP-Adresse, für eine spätere Datenkommunikation mit dem wenigstens einen Steuermodul 120 nutzen.
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Die kodierten Spannungssignale können zum Beispiel amplitudenmodulierte DC-Signale, amplitudenmodulierte AC-Signale, frequenzmodulierte AC-Signale, phasenmodulierte AC-Signale oder eine Kombination davon umfassen oder sein. Insbesondere können eine Amplitude und/oder eine Frequenz und/oder eine Phase des Spannungssignals moduliert bzw. kodiert sein, so dass das Funktionsmodul erkennt, dass das kodierte Spannungssignal für eben jenes Funktionsmodul bestimmt ist.
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Das System 100 kann wenigstens ein Erzeugungsmodul 140 zum Erzeugen der kodierten Spannungssignale umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das wenigstens eine Erzeugungsmodul 140 eine Spannungsquelle 142 und eine Vielzahl von Spannungsteilern 144 umfassen. Jedem Funktionsmodul bzw. jeder entsprechenden wenigstens einen Datenleitung 132 kann ein entsprechender Spannungsteiler 144 zugeordnet sein. Die Spannungsteiler 144 können unterschiedlich konfiguriert sein, um unterschiedlich kodierte Spannungssignale zu erzeugen.
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Im Beispiel der 1 umfasst jeder Spannungsteiler 144 einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand. Die Widerstandswerte des ersten Widerstands und des zweiten Widerstands können derart gewählt werden, dass Spannungssignale mit unterschiedlichen Amplituden erzeugt werden. Für die Dimensionierung der Spannungsteiler 144 können zum Beispiel Widerstandswerte R1 und R2 verwendet werden, die z.B. gleich oder größer als 2 kOhm sein können. Beispielhafte Amplituden der kodierten Spannungssignale wären dann wie folgt gegeben:
- 1. 10 V für Funktionsmodul 112 (R1/R2);
- 2. 7,5 V für Funktionsmodul 114 (R1/2·R2);
- 3. 5 V für Funktionsmodul 116 (R1/3·R2);
- 4. 2,5 V für Funktionsmodul 118 (R1/4·R2).
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Eine Einspeisung der kodierten Spannungssignale kann zum Beispiel im wenigstens einen Steuermodul 120 dort erfolgen, wo die unterschiedlichen Busse für die Funktionsmodule zusammenlaufen, z.B. am Switch 134.
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Im Beispiel der 1 ist eine differentielle Übertragung dargestellt, d.h. jedes Funktionsmodul ist über zwei Datenleitungen 132a und 132b mit dem wenigstens einen Steuermodul 120 verbunden. Das kodierte Spannungssignal kann dabei über eine Datenleitung (132a oder 132b) der zwei Datenleitungen 132a, 132b übertragen werden, oder kann über beide Datenleitungen (132a und 132b) der zwei Datenleitungen 132a, 132b übertragen werden.
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In einigen Ausführungsformen kann die Einspeisung der kodierten Spannungssignale auf die Common-Mode-Terminierung 150 erfolgen.
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Typische Widerstandswerte von Widerständen 152 der Common-Mode-Terminierung 150 zwischen den Busleitungen 132a und 132b können im Bereich zwischen 500 kOhm und 1 kOhm sein. Die Widerstände 152 zwischen den Busleitungen 132a und 132b haben daher keinen oder nur geringen Einfluss auf die Übertragung der kodierten Spannungssignale, da kein relevanter Strom fließt. Zudem ist ein Widerstand 154 nach der Masse (GND) typischerweise im Bereich um 100 kOhm (also hochohmig) und ist al Spannungsteiler daher vernachlässigbar.
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Die Funktionsmodule empfangen die über die Datenleitungen übertragenen kodierten Spannungssignale. Die Auswertung eines kodierten Spannungssignals kann in umgekehrter Form im jeweiligen Funktionsmodul erfolgen. Beispielsweise wird dort über einen Widerstand das kodierte Spannungssignale an einem I/O Pin angelegt, d.h. einem Analog/Digital Converter (ADC) oder einem Spannungskomparator zugeführt. Auch hier kann die vorhandene Common-Mode-Terminierung genutzt werden.
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Durch das kodierte Spannungssignal erkennt das Funktionsmodul beispielsweise eine dem Funktionsmodul zugewiesene IP-Adresse. Das Funktionsmodul kann diese IP-Adresse für eine spätere Datenkommunikation mit dem wenigstens einen Steuermodul 120 nutzen.
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In einigen Ausführungsformen ist das System 100 eingerichtet, um die Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen 110 bei einer Initialisierung des Systems 100 durchzuführen. Beispielsweise können die Funktionsmodule Gleichteile sein, die initial ihre Identität, Position im Fahrzeug etc. nicht kennen. Durch die kodierten Spannungssignale erkennen die Funktionsmodule in Kombination mit den entsprechenden Datenleitungen ihre Positionen im Fahrzeug und können somit durch das wenigstens eine Steuermodul 120 unterschiedlich adressiert werden.
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Optional kann das System 100 eingerichtet sein, um die Identifikation der Vielzahl von Funktionsmodulen 110 während der Betriebsdauer des Systems 100 bzw. des Fahrzeugs 10 (erneut) durchzuführen, beispielsweise wenn es in bestimmten Situationen nötig ist. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn Fehler im System 110 auftreten und/oder bei einer Re-Initialisierung des Systems 100.
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3 zeigt schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zur Identifikation von Funktionsmodulen in einem Fahrzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren 300 kann durch eine entsprechende Software implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren (z.B. eine CPU) ausführbar ist.
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Das Verfahren 300 umfasst im Block 310 ein Bereitstellen eines Bussystems, das eine Vielzahl von Funktionsmodulen mit wenigstens einem Steuermodul verbindet, wobei das Bussystem eine Vielzahl von Datenleitungen aufweist, wobei jedes Funktionsmodul über wenigstens eine Datenleitung der Vielzahl von Datenleitungen mit dem wenigstens einen Steuermodul verbunden ist, wobei die Vielzahl von Datenleitungen für eine Ansteuerung und/oder ein Auslesen der Vielzahl von Funktionsmodulen vorgesehen sind; im Block 320 ein Übertragen eines kodierten Spannungssignals über wenigstens eine Datenleitung der Vielzahl von Datenleitungen an ein entsprechendes Funktionsmodul der Vielzahl von Funktionsmodulen; und im Block 330 ein Identifizieren des Funktionsmoduls basierend auf dem am Funktionsmodul empfangenen kodierten Spannungssignal.
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Erfindungsgemäß werden Datenleitungen des Bussystems verwendet, um kodierte Spannungssignale für eine Identifikation der Funktionsmodule zu übertragen. Damit werden für die Identifikation der Funktionsmodule vorhandene Leitungsstrukturen verwendet, so dass keine zusätzlichen Leitungen, Kodierpins, etc. bereitgestellt werden müssen. Die erfindungsgemäße Lösung kann somit eine Komplexität, einen benötigten Bauraum, ein Gewicht und/oder Kosten reduzieren.
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Durch das kodierte Spannungssignal erkennt ein Funktionsmodul in Kombination mit der entsprechenden Datenleitung beispielsweise seine Position im Fahrzeug. Insbesondere weiß das wenigstens eine Steuermodul, an welche Datenleitung des Bussystems welches Funktionsmodul angeschlossen ist, und kann über die entsprechende Datenleitung mittels des kodierten Spannungssignals eine entsprechende Information an das Funktionsmodul übertragen. Auf Seiten des Funktionsmoduls muss dabei nur ein einzelnes Signal ausgewertet werden. Es ist keine weitere logische Bearbeitung nötig, um beispielsweise die Position des Funktionsmoduls eindeutig erkennen zu können.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
