DE102022131595A1

DE102022131595A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Datenkommunikation in einem Fahrzeug zwischen einer Ansteuervorrichtung und mehreren Einheiten

Info

Publication number: DE102022131595A1
Application number: DE102022131595.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Leitner; Jens Voigt; Michael Küttner
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2023-09-14
Also published as: DE102023106352A1; WO2023174940A1

Abstract

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung zur Datenkommunikation in einem Fahrzeug zwischen einer Ansteuervorrichtung und mehreren Einheiten, bei denen es sich um Sensoren und/oder Aktuatoren handeln kann, sind mehrere Kommunikationskanäle (22 bis 28) vorhanden, über die jeweils mindestens eine Einheit (14 bis 20) in Kommunikationsverbindung mit der Ansteuervorrichtung (12) steht. Die Kommunikation zwischen der Ansteuervorrichtung (12) und den Einheiten (14 bis 20) erfolgt durch Senden von Signalpulsfolgen (22' bis 28') aus Anstiegsflanken (32) aufweisenden Pulsen (30) gleicher Wiederholfrequenz. Über mindestens zwei der Kommunikationskanäle (22 bis 28) gesendeten Signalpulsfolgen (22' bis 28') werden zueinander phasenverschoben gesendet, so dass die Anstiegsflanken (32) der Pulse (30) der einen gesendeten Signalpulsfolge (22' bis 28') innerhalb der durch die Wiederholfrequenz definierten Periode zeitversetzt zu den Anstiegsflanken (32) der Pulse der (30) oder jeder anderen gesendeten Signalpulsfolge (22' bis 28') sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Datenkommunikation in einem Fahrzeug zwischen einer Ansteuervorrichtung und mehreren Einheiten, bei denen es sich vornehmlich um Sensoren und/oder Aktuatoren handeln kann.
Die verschiedenen Einheiten eines Sub-Systems in einem Fahrzeug, wie eines Ultraschall-(US-)Messsystems für beispielsweise Parkhilfen werden typischerweise über einen Kommunikationsbus mit dem Steuergerät verbunden. Allerdings geht man in modernen US-Systemen aus Gründen der schnelleren (weil parallelisierten) Datenübertragung dazu über, jeden US-Transducer über eine separate Kommunikationsleitung mit dem Steuergerät zu verbinden.
Für die Datenkommunikation werden Signale moduliert, und zwar typischerweise in Form von Signalpulsfolgen. Bei der Signalmodulation entsteht unweigerlich EMV-Abstrahlung. Werden nun mehrere Kommunikationsbusse bzw. Kommunikationsleitung parallelgeschaltet und, wie es üblich ist, zumindest in Leitungskabelbäumen leitungsabschnittsweise zusammengefasst, so verstärken sich die Belastungen durch EMV-Abstrahlung. Dem wirkt man durch EMVreduzierende Maßnahmen entgegen, was aber bei zu hohen EMV-Belastungen nur eingeschränkt oder aber mit großem Aufwand möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Datenkommunikation in einem Fahrzeug zu schaffen, bei der die Addition von EMV-Abstrahlungen trotz Verwendung mehrerer Kommunikationskanäle reduziert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Datenkommunikation in einem Fahrzeug zwischen einer Ansteuervorrichtung und mehreren Einheiten vorgeschlagen, bei denen es sich um Sensoren und/oder Aktuatoren handeln kann, wobei bei dem Verfahren

- mehrere Kommunikationskanäle vorhanden sind, über die jeweils mindestens eine Einheit in Kommunikationsverbindung mit der Ansteuervorrichtung steht,
- die Kommunikation zwischen der Ansteuervorrichtung und den Einheiten durch Senden von Signalpulsfolgen aus Anstiegsflanken aufweisenden Pulsen gleicher Wiederholfrequenz erfolgt und
- die von der Ansteuervorrichtung über mindestens zwei der Kommunikationskanäle an die mit diesen in Kommunikationsverbindung stehenden Einheiten gesendeten Signalpulsfolgen zueinander phasenverschoben werden und damit die Anstiegsflanken der Pulse der einen gesendeten Signalpulsfolge innerhalb der durch die Wiederholfrequenz definierten Periode zeitversetzt zu den Anstiegsflanken der Pulse der oder jeder anderen gesendeten Signalpulsfolge sind und/oder
- die Steilheit der Anstiegsflanken der Pulse der einen Signalpulsfolge verschieden von der Steilheit der Anstiegsflanken der Pulse der oder jeder anderen Signalpulsfolge gewählt wird.

Die Idee, die mit der Erfindung verfolgt wird, besteht darin, für die Kommunikation der Ansteuervorrichtung mit den Einheiten Signalpulsfolgen zu verwenden, die mit Anstiegsflanken aufweisende Pulse gleicher Wiederholfrequenz versehen sind. Die Ansteuervorrichtung sendet diese Signalpulsfolgen über die einzelnen Kommunikationskanäle phasenversetzt aus, so dass vermieden wird, dass die Anstiegsflanken der Pulse zweier Signalpulsfolgen zeitlich zusammenfallen. Dies reduziert die Stärke der EMV-Abstrahlung.
Nach der Erfindung wird also durch die besagte Modifikation die Abstrahleigenschaft des Kommunikationssystems reduziert, wobei eine Superposition der Abstrahlenergien durch die Phasenverschiebung, mit der die einzelnen Signalpulsfolgen gesendet werden, verhindert wird.
Alternativ zum Phasenversatz oder auch zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, die Steilheit der Anstiegsflanken der Pulse der Signalpulsfolgen unterschiedlich zu wählen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die über sämtliche Kommunikationskanäle gesendeten Signalpulsfolgen zueinander phasenverschoben sind und damit die Anstiegsflanken der Pulse einer der gesendeten Signalpulsfolgen innerhalb einer Periode der Wiederholfrequenz zeitversetzt zu den Anstiegsflanken der Pulse jeder anderen gesendeten Signalpulsfolge sind und/oder die Steilheit der Anstiegsflanken der Pulse einer der Signalpulsfolgen verschieden von der Steilheit der Anstiegsflanken der Pulse jeder anderen Signalpulsfolge gewählt wird.
In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass über zumindest einige der Kommunikationskanäle oder über jeden Kommunikationskanal jeweils nur eine Einheit in Kommunikationsverbindung mit der Ansteuervorrichtung steht.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest einige der Kommunikationskanäle oder jeder Kommunikationskanal als Bus ausgebildet ist, an den mehrere Einheiten angeschlossen sind.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Kommunikationskanal jeweils eine elektrische Leitung, insbesondere ein Kabel gewählt wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die elektrischen Leitungen zumindest abschnittsweise zusammengefasst sind.
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Datenkommunikation in einem Fahrzeug zwischen einer Ansteuervorrichtung und mehreren Einheiten, bei denen es sich um Sensoren und/oder Aktuatoren handeln kann mit

- einer Ansteuereinheit,
- mehreren Kommunikationskanälen und
- mehreren Einheiten, bei denen es sich um Sensoren und/oder Aktuatoren handeln kann,
- wobei über jeden Kommunikationskanal mindestens eine Einheit in Kommunikationsverbindung mit der Ansteuervorrichtung steht,
- wobei die Ansteuervorrichtung zur Datenkommunikation mit den Einheiten an diese Signalpulsfolgen aus Anstiegsflanken aufweisenden Pulsen gleicher Wiederholfrequenz sendet und
- wobei die von der Ansteuervorrichtung über mindestens zwei der Kommunikationskanäle an die mit diesen in Kommunikationsverbindung stehenden Einheiten gesendeten Signalpulsfolgen zueinander phasenverschoben werden und damit die Anstiegsflanken der Pulse der einen gesendeten Signalpulsfolge innerhalb der durch die Wiederholfrequenz definierten Periode zeitversetzt zu den Anstiegsflanken der Pulse der oder jeder anderen gesendeten Signalpulsfolge sind und/oder
- die Steilheit der Anstiegsflanken der Pulse der einen Signalpulsfolge verschieden von der Steilheit der Anstiegsflanken der Pulse der oder jeder anderen Signalpulsfolge gewählt ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die über sämtliche Kommunikationskanäle gesendeten Signalpulsfolgen zueinander phasenverschoben sind und damit die Anstiegsflanken der Pulse einer der gesendeten Signalpulsfolgen innerhalb einer Periode der Wiederholfrequenz zeitversetzt zu den Anstiegsflanken der Pulse jeder anderen gesendeten Signalpulsfolge sind und/oder die Steilheit der Anstiegsflanken der Pulse einer der Signalpulsfolgen verschieden von der Steilheit der Anstiegsflanken der Pulse jeder anderen Signalpulsfolge gewählt ist.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass über zumindest einige der Kommunikationskanäle oder über jeden Kommunikationskanal jeweils nur eine Einheit in Kommunikationsverbindung mit der Ansteuervorrichtung steht.
In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest einige der Kommunikationskanäle oder jeder Kommunikationskanal als Bus ausgebildet ist, an den mehrere Einheiten angeschlossen sind.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jeder Kommunikationskanal jeweils als eine elektrische Leitung, insbesondere als ein Kabel ausgebildet ist, und dass die elektrischen Leitungen zumindest abschnittsweise zusammengefasst sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:

1 ein Ausführungsbeispiel für ein Datenkommunikationssystem mit vier getrennten Kommunikationskanälen zwischen einer Ansteuervorrichtung und vier einzelnen Einheiten, die von der Ansteuervorrichtung separat angesteuert werden, und
2 ein Beispiel für vier Signalpulsfolgen, mit denen die Ansteuervorrichtung die vier Einheiten ansteuert.

In 1 ist stark schematisiert ein Datenkommunikationssystem 10 gezeigt, das eine Ansteuervorrichtung 12 und in diesem Ausführungsbeispiel vier beispielsweise als Sensoren oder Aktuatoren ausgebildete anzusteuernde Einheiten 14, 16, 18, 20 über einen separaten Kommunikationskanal 22, 24, 26 und 28 ansteuerbar ist und über diesen Kommunikationskanal auch ihrerseits Signale an die Ansteuereinheit 12 zurücksendet. Als Beispiel für die Ausgestaltung der Einheiten 14 bis 20 seien Ultraschall-Transducer genannt, die beispielsweise im vorderen oder hinteren Stoßfänger eines Fahrzeugs verbaut sein können.
Die phasenverschobene Ansteuerung bzw. Datenkommunikation der Ansteuervorrichtung 12 mit den vier Einheiten 14 bis 20 durch Signalpulsfolgen aus Anstiegsflanken aufweisenden Pulsen gleicher Wiederholfrequenz ist in 2 gezeigt. Die Bezugszeichen 22', 24', 26', 28' der 2 bezeichnen die Signalfolgen, die von der Ansteuereinheit 12 an die Einheiten 22, 24, 26, 28 gesendet werden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Signalpulsfolgen unterschiedlich, können aber auch gleiche Pulsfolgen aufweisen. Zu erkennen ist, dass über die vier Kommunikationskanäle 22 bis 28 zu keinem Zeitpunkt Pulse 30 mit zeitlich zusammenfallenden Anstiegsflanken 32 gesendet werden (siehe die Zeitversätze Δt₁, Δt₂ und Δt₃ der Signalpulsfolgen 24', 26' und 28' gegenüber jeweils der Signalpulsfolge 22'). Auch die jeweiligen Rücksignale der dergestalt angesteuerten Einheiten 14 bis 20 sind dann dementsprechend zeitverschoben, so dass wiederum zu keinem Zeitpunkt auf den vier Kommunikationskanälen Anstiegsflanken zu gleichen Zeitpunkten liegen.
Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, die Steilheit der Anstiegsflanken der einzelnen Signalpulsfolgen verschieden zu wählen. Auch diese Vorgehensweise führt genauso wie die zuvor beschriebenen phasenverschobene Ansteuerung dazu, dass die Abstrahlenergien sich nicht aufaddieren, was den Vorteil mit sich bringt, dass der Aufwand an EMV-Schutzmaßnahmen reduziert ist.
BEZUGSZEICHENLISTE

10: Datenkommunikationssystem
12: Ansteuervorrichtung
14: Einheit
16: Einheit
18: Einheit
20: Einheit
22: Kommunikationskanal
24: Kommunikationskanal
26: Kommunikationskanal
28: Kommunikationskanal
22': Signalpulsfolge
24': Signalpulsfolge
26': Signalpulsfolge
28': Signalpulsfolge
30: Puls
32: Anstiegsflanke

Claims

Verfahren zur Datenkommunikation in einem Fahrzeug zwischen einer Ansteuervorrichtung und mehreren Einheiten, bei denen es sich um Sensoren und/oder Aktuatoren handeln kann, wobei bei dem Verfahren - mehrere Kommunikationskanäle (22 bis 28) vorhanden sind, über die jeweils mindestens eine Einheit (14 bis 20) in Kommunikationsverbindung mit der Ansteuervorrichtung (12) steht, - die Kommunikation zwischen der Ansteuervorrichtung (12) und den Einheiten (14 bis 20) durch Senden von Signalpulsfolgen (22' bis 28') aus Anstiegsflanken (32) aufweisenden Pulsen (30) gleicher Wiederholfrequenz erfolgt und - die von der Ansteuervorrichtung (12) über mindestens zwei der Kommunikationskanäle (22 bis 28) an die mit diesen in Kommunikationsverbindung stehenden Einheiten (14 bis 20) gesendeten Signalpulsfolgen (22' bis 28') zueinander phasenverschoben werden und damit die Anstiegsflanken (32) der Pulse (30) der einen gesendeten Signalpulsfolge (22' bis 28') innerhalb der durch die Wiederholfrequenz definierten Periode zeitversetzt zu den Anstiegsflanken (32) der Pulse der (30) oder jeder anderen gesendeten Signalpulsfolge (22' bis 28') sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Ansteuervorrichtung (12) über sämtliche Kommunikationskanäle (22 bis 28) an die Einheiten (14 bis 20) gesendeten Signalpulsfolgen (22' bis 28') zueinander phasenverschoben sind und damit die Anstiegsflanken (32) der Pulse (30) einer der gesendeten Signalpulsfolgen (22' bis 28') innerhalb einer Periode der Wiederholfrequenz zeitversetzt zu den Anstiegsflanken (32) der Pulse (30) jeder anderen gesendeten Signalpulsfolge (22' bis 28') sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über zumindest einige der Kommunikationskanäle (22 bis 28) oder über jeden Kommunikationskanal (22 bis 28) jeweils nur eine Einheit (14 bis 20) in Kommunikationsverbindung mit der Ansteuervorrichtung (12) steht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Kommunikationskanäle (22 bis 28) oder jeder Kommunikationskanal (22 bis 28) als Bus ausgebildet ist, an den mehrere Einheiten (14 bis 20) angeschlossen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kommunikationskanal (22 bis 28) jeweils eine elektrische Leitung, insbesondere ein Kabel gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen zumindest abschnittsweise zusammengefasst sind.
Vorrichtung zur Datenkommunikation in einem Fahrzeug zwischen einer Ansteuervorrichtung und mehreren Einheiten, bei denen es sich um Sensoren und/oder Aktuatoren handeln kann mit - einer Ansteuereinheit (12), - mehreren Kommunikationskanälen (22 bis 28) und - mehreren Einheiten (14 bis 20), bei denen es sich um Sensoren und/oder Aktuatoren handeln kann, - wobei über jeden Kommunikationskanal (22 bis 28) mindestens eine Einheit (14 bis 20) in Kommunikationsverbindung mit der Ansteuervorrichtung (12) steht, - wobei die Ansteuervorrichtung (12) zur Datenkommunikation mit den Einheiten (14 bis 20) an diese Signalpulsfolgen (22' bis 28') aus Anstiegsflanken (32) aufweisenden Pulsen (30) gleicher Wiederholfrequenz sendet und - wobei die von der Ansteuervorrichtung (12) über mindestens zwei der Kommunikationskanäle (22 bis 28) an die mit diesen in Kommunikationsverbindung stehenden Einheiten (14 bis 20) gesendeten Signalpulsfolgen (22' bis 28') zueinander phasenverschoben werden und damit die Anstiegsflanken (32) der Pulse (30) der einen gesendeten Signalpulsfolge (22' bis 28') innerhalb der durch die Wiederholfrequenz definierten Periode zeitversetzt zu den Anstiegsflanken (32) der Pulse (30) der oder jeder anderen gesendeten Signalpulsfolge (22' bis 28') sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Ansteuervorrichtung (12) über sämtliche Kommunikationskanäle (22 bis 28) an die Einheiten (14 bis 20) gesendeten Signalpulsfolgen (22' bis 28') zueinander phasenverschoben sind und damit die Anstiegsflanken (32) der Pulse (30) einer der gesendeten Signalpulsfolgen (22' bis 28') innerhalb einer Periode der Wiederholfrequenz zeitversetzt zu den Anstiegsflanken (32) der Pulse (30) jeder anderen gesendeten Signalpulsfolge (22' bis 28') sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass über zumindest einige der Kommunikationskanäle (22 bis 28) oder über jeden Kommunikationskanal (22 bis 28) jeweils nur eine Einheit (14 bis 20) in Kommunikationsverbindung mit der Ansteuervorrichtung (12) steht.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Kommunikationskanäle (22 bis 28) oder jeder Kommunikationskanal (22 bis 28) als Bus ausgebildet ist, an den mehrere Einheiten (14 bis 20) angeschlossen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kommunikationskanal (22 bis 28) jeweils als eine elektrische Leitung, insbesondere als ein Kabel ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen zumindest abschnittsweise zusammengefasst sind.