ES2877109T3

ES2877109T3 - Procedimiento para el funcionamiento de un conjunto de sensores en un vehículo de motor sobre la base de un protocolo DSI

Info

Publication number: ES2877109T3
Application number: ES18756170T
Authority: ES
Inventors: Marek Lewandowski
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: KR20200026996A; EP3669500A1; JP2020532179A; JP7083888B2; US20200176976A1; EP3669500B1; KR102298187B1; WO2019034511A1; US11349301B2; DE102017118567A1

Abstract

Procedimiento para el funcionamiento de un conjunto de sensores (2) en un vehículo de motor (1) sobre la base de un protocolo DSI en un modo de clase de función de potencia, - presentando el conjunto de sensores (2) una unidad central (3) como maestro y una pluralidad de unidades de sensor (S1, S2, ⋯, SN) como esclavos controlados por el maestro, - estando la unidad central (3) y las unidades de sensor (S1, S2, ⋯, SN) conectadas en serie entre sí por medio de una línea de bus de dos hilos (4), - presentando las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN) respectivamente una resistencia de prueba (RS1, RS2, ..., RSN) conectada en serie a la línea de bus de dos hilos (4), una carga de prueba eléctrica (L1, L2, ..., LN) que puede conectarse a la línea de bus de dos hilos, y un contador de direcciones (A1, A2, ..., AN), y - previéndose al menos tres fases de funcionamiento diferentes, por una parte, en forma de fases de comunicación alternas y, por otra parte, en forma de fases de suministro de energía, y una fase de asignación de direcciones (IP) que precede a las fases de comunicación y a las fases de suministro de energía, con los siguientes pasos: - transmisión de información entre la unidad central (Z) y las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN) mediante una tensión inferior predeterminada (VBAJA-TENSIÓN) y una tensión superior predeterminada (VALTA-TENSIÓN) como tensión de bus respectiva (UBus) en las fases de comunicación, - suministro con energía eléctrica a las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN) mediante la unidad central (Z) en las fases de suministro de energía en las que como tensión de bus (UBus) está presente una tensión de circuito abierto (VIDLE) que es al menos 1 V mayor que la tensión superior (VALTA-TENSIÓN), - asignación de una dirección respectiva a las distintas unidades de sensor (S1, S2, ..., SN) en la fase de asignación de direcciones por medio de los siguientes pasos a) a f): a) almacenamiento de una primera dirección en los contadores de direcciones (A1, A2, ..., AN) de todas las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN), siendo la primera dirección igual para todas las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN), b) aplicación de una tensión de asignación de direcciones como tensión de bus (UBus) al menos 1 V mayor que la tensión superior (VALTA-TENSIÓN), c) conexión de las cargas de prueba eléctricas (S1, S2, ..., SN) de todas las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN) a la línea de bus de dos hilos (4), de manera que se extraiga respectivamente una corriente de prueba (IL1, IL2, ... ILN) de las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN), d) detección de la corriente (IR1, IR2, ..., IR5) que fluye respectivamente a través de las resistencias de prueba (RS1, RS2, ..., RSN), e) desconexión permanente de la carga de prueba eléctrica (L1, L2, ...., LN) de la línea de bus de dos hilos (4) en la unidad de sensor (S1, S2, ..., SN) en la que no se ha detectado ninguna corriente (IR1, IR2, ..., IR5) que fluya a través de la resistencia de prueba (RS1, RS2, ..., RSN), y aumento de la dirección respectiva en un valor predeterminado igual para todas las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN) en los contadores de direcciones (A1, A2, ..., AN-1) de todas las demás unidades de sensor (S1, S2, ..., SN-1) cuya carga de prueba (L1, L2, ..., LN-1) aún no se ha desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos (4), f) repetición de los pasos d) y e) para todas las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN-1), cuya carga de prueba (L1, L2, ..., LN-1) aún no se ha desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos (4), hasta que la carga de prueba eléctrica (L1, L2, ..., LN) se haya desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos (4) en todas las unidades de sensor (S1, S2, ..., SN).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para el funcionamiento de un conjunto de sensores en un vehículo de motor sobre la base de un protocolo DSI

La invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de un conjunto de sensores en un vehículo de motor sobre la base de un protocolo DSI, presentando el conjunto de sensores una unidad central como maestro y una pluralidad de unidades de sensor como esclavos controlados por el maestro, estando la unidad central y las unidades de sensor conectadas a una línea de bus de dos hilos y teniendo lugar una comunicación entre la unidad central y las unidades de sensor a través de la línea de bus de dos hilos. La invención se refiere además al uso de un procedimiento como éste en un vehículo de motor, a un conjunto de sensores y a un dispositivo de almacenamiento no volátil legible por ordenador con los comandos almacenados en el mismo que, al ejecutarlos en un procesador, llevan a cabo dicho procedimiento.

El protocolo DSI Distributed System Interface, véase: DSI3 Bus Standard, revisión 1.00 del 16 de febrero de 2011, cuya especificación es parte de la revelación de la presente invención por incorporación explícita, es un protocolo que permite establecer una red de sensores basada en un simple cableado de dos hilos en el que un maestro se comunica con uno o varios esclavos a través de una línea de bus de dos hilos. En este caso, el protocolo DSI está destinado principalmente a su uso en vehículos de motor para, por medio del maestro, consultar y/o controlar una pluralidad de esclavos, en especial sensores y actuadores.

Aquí, la especificación del protocolo DSI prevé que un conjunto de sensores de este tipo pueda funcionar en una de las dos modalidades de funcionamiento, en concreto, por una parte, en la "clase de función de señal" y, por otra parte, en la "clase de función de potencia". Además, el protocolo prevé básicamente tres tipos diferentes de uso del bus entre el maestro y los esclavos:

En el modo CRM (modo de comando y respuesta) tiene lugar una comunicación bidireccional entre el maestro y los esclavos. El maestro envía una orden (comando) a la que los esclavos responden (respuesta). Este procedimiento se utiliza, por ejemplo, para configurar los esclavos o para consultar específicamente valores determinados de un esclavo.

En el modo PDCM (modo de recogida periódica de datos), los esclavos transmiten al maestro volúmenes comparativamente grandes de datos dentro de una ranura de tiempo preestablecida, limitándose la actividad de transmisión del maestro a proporcionar a los esclavos un punto de referencia para la determinación de esta ranura de tiempo mediante una señal de sincronización (comando de lectura de emisión). Los esclavos ya han recibido previamente información sobre su respectiva ranura de tiempo, de manera que puedan determinar su respectivo intervalo de tiempo de emisión en respuesta a la señal de sincronización y, sobre esta base, transmitir sus datos de sensor al maestro.

En la fase de suministro de energía, la transmisión de cantidades comparativamente grandes de energía eléctrica tiene lugar para suministrar suficiente energía a los esclavos con una alta demanda de energía.

La clase de función de señal antes citada según la especificación ya mencionada sirve principalmente para conectar esclavos con una baja demanda de energía y unos volúmenes comparativamente grandes de datos que deben enviarse desde el esclavo al maestro. Tras la puesta en funcionamiento de un conjunto de sensores de la clase de función de señal tiene lugar en primer lugar una fase de comunicación en modo c Rm entre el maestro y el esclavo, en el marco de la cual se suele configurar el esclavo, por ejemplo, en lo que respecta a los parámetros de la ranura de tiempo PDCM antes citada de este esclavo. Una vez completada esta fase, el conjunto de sensores pasa al modo PCDM, en el que, siempre en respuesta a la señal de sincronización del maestro, los esclavos envían los datos adquiridos a la instancia central en la respectiva ranura de tiempo asignada. Normalmente ya no se sale de esta fase en el modo PDCM hasta que se interrumpe el funcionamiento del conjunto de sensores. De acuerdo con la clase de función de señal no se prevé una fase de suministro de energía y ésta tampoco es necesaria como consecuencia de la baja demanda de energía de los esclavos.

La clase de función de potencia antes citada sirve principalmente para conectar esclavos con una demanda de energía comparativamente alta y unos volúmenes de datos comparativamente bajos que deben enviarse del maestro al esclavo. Durante el funcionamiento de un conjunto de sensores de la clase de función de potencia, las fases de comunicación entre el maestro y el esclavo en el modo CRM, por una parte, y las fases de suministro de energía, por otra parte, tienen lugar de forma alterna. En términos de tiempo, las fases de suministro de energía suelen predominar claramente.

Para la tensión del bus se definen en el DSI3 Bus Standard diferentes rangos de tensión, por una parte, para las fases de suministro de energía y, por otra parte, para las fases de comunicación. Para las fases de comunicación se definen una tensión superior Valta-tensión y una tensión inferior Vbaja-tensión para la transmisión de información. La tensión Valta-tensión debe ser de 4 V y puede ser de un máximo de 4,5 V y un mínimo de 3,5 V. La Vbaja-tensión debe ser de 2 V y puede ser de un máximo de 2,25 V y un mínimo de 1,75 V. La tensión del bus durante las fases de suministro de energía se denomina tensión de circuito abierto V idle y puede ser como máximo de 25 V y en todo caso debe ser 1 V superior a la tensión utilizada Valta-tensión. Si se trabajara con la tensión mínima admisible de 3,5 para Valtatensión, V idle tendría que ser de al menos 4,5 V. Por lo demás, la denominación de tensión de circuito abierto se debe, por consiguiente, a que las unidades de sensor están inactivas durante la fase de suministro de energía, a que éstas sólo reciben energía eléctrica y a que las mismas no se controlan para la realización de una acción.

Mediante la alimentación de los esclavos en estas fases con una cantidad comparativamente grande de energía a una tensión más alta en comparación con el modo CRM, pueden accionarse especialmente los actuadores, llevándose a cabo esta operación normalmente sobre la base de comandos de control previamente transmitidos en la fase CRM desde el maestro a los esclavos. De acuerdo con la clase de función de potencia, el modo PDCM no se aplica, dado que tampoco es necesario para los actuadores mencionados debido al bajo volumen de datos.

El DSI3 Bus Standard permite, entre otros, conectar en serie la unidad central de procesamiento y las unidades de sensor, es decir, en una así llamada configuración "de cadena margarita". En función de su posición en esta disposición en serie, las unidades de sensor se dotan de una dirección. En caso de un número de N unidades de sensor, estas direcciones respectivas de las unidades de sensor son normalmente de 1 a N, presentando las unidades de sensor adyacentes direcciones que se diferencian exactamente en 1. Para la distribución de estas direcciones en las unidades de sensor se define un procedimiento en el DSI3 Bus Standard que se denomina "modo de detección". Con esta finalidad, las unidades de sensor presentan por regla general una resistencia de prueba, dispuesta en serie con respecto a la línea de bus de dos hilos, y una carga que puede conectarse a la línea de bus de dos hilos. En el modo de detección, esta carga es la carga que también se conecta a la línea de bus de dos hilos cuando se comunica con la unidad central, es decir, la carga de comunicación. Cuando las cargas de comunicación están conectadas a la línea de bus de dos hilos, se produce un flujo de corriente en todas las resistencias de prueba excepto en la última unidad de sensor de la cadena, detrás de la cual ya no se encuentra ninguna carga de comunicación. De este modo, en el modo de detección se puede determinar siempre la última unidad de sensor en la cadena, de manera que desconectando la carga de comunicación de la respectivamente última unidad de sensor y contando sucesivamente las direcciones en las unidades de sensor, se pueda asignar una dirección a las unidades de sensor hasta que finalmente todas las unidades de sensor hayan recibido una dirección.

En el modo de clase de función de potencia, especialmente en caso de cadenas más largas de unidades de sensor, la resistencia interna de las unidades de sensor debe mantenerse baja, a fin de evitar altas caídas de tensión y, por lo tanto, unas pérdidas de potencia elevadas en las unidades de sensor. Debido a las bajas resistencias internas, la medición de la caída de tensión durante el modo de detección puede dar lugar a resultados incorrectos, dado que las tensiones a medir pueden encontrarse en el rango de ruido. Por este motivo, en el modo de clase de función de potencia el modo de detección definido en la especificación DSl3 no siempre funciona de forma fiable con una unidad de sensor en una configuración de cadena margarita.

En el documento WO 2016/054345 A1 se describe un sistema de ultrasonidos para supervisar el estado o la integridad de una estructura como, por ejemplo, la utilizada en las industrias del petróleo, el gas o la generación de energía. El sistema comprende una pluralidad de sensores ultrasónicos y al menos una interfaz de sensor digital.

El documento DE 102013226376 A1 describe un procedimiento para el funcionamiento de un sistema de sensores con un sensor ultrasónico y un dispositivo de control, transmitiéndose los datos del sensor ultrasónico al dispositivo de control de forma modulada por corriente y transmitiéndose los datos del dispositivo de control al sensor ultrasónico de forma modulada por tensión. Gracias a esta solución, después de la modificación de una interfaz de bus de datos PSl5 correspondiente, este mismo bus de datos y un bus de datos LIN pueden combinarse entre sí para la transmisión de datos, a fin de aprovechar las ventajas de los dos sistemas de bus.

En el documento DE 10 2012 103 907 A1 se describe un procedimiento para el funcionamiento de una unidad de recepción de un dispositivo de control de vehículo de motor conectado a una unidad de emisión. La unidad de recepción añade a la señal recibida una identificación que incluye una dirección virtual de la unidad de emisión. Ésta puede utilizarse para conectar una unidad de sensor, según el estándar PSI5 versión 1, a un dispositivo de control de vehículo de motor que procesa señales en el estándar PSl versión 2.

Por último, el documento EP 2263102 B1 describe un sistema de asistencia al conductor basado en ultrasonidos con varios sensores. A los sensores se les asigna respectivamente un código de identificación individual que puede ser leído por un dispositivo de control a través de una interfaz. La interfaz es una interfaz de bus de 2 hilos configurada según una interfaz para sensores periféricos (Peripheral Sensor Interface PSI).

La tarea de la invención consiste en proponer un procedimiento con el que puedan distribuirse las direcciones de un modo robusto y fiable en las unidades de sensor de un conjunto de sensores previsto para un vehículo de motor sobre la base de un protocolo DSI, incluso en un modo de clase de función de potencia.

Esta tarea se resuelve mediante los objetos de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se describen variantes perfeccionadas preferidas de las invenciones.

Según la invención se pone a disposición un procedimiento para el funcionamiento de un conjunto de sensores en un vehículo de motor sobre la base de un protocolo DSI en un modo de clase de función de potencia,

- presentando el conjunto de sensores una unidad central como maestro y una pluralidad de unidades de sensor como esclavos controlados por el maestro,

- conectándose en serie la unidad central y las unidades de sensor por medio de una línea de bus de dos hilos, y - presentando las unidades de sensor respectivamente una resistencia de prueba conectada en serie a la línea de bus de dos hilos, una carga eléctrica de prueba que se puede conectar a la línea de bus de dos hilos y un contador de direcciones, y

- previéndose al menos tres fases de funcionamiento diferentes, por una parte, en forma de fases de comunicación alternas y, por otra parte, en forma de fases de suministro de energía, y una fase de asignación de direcciones que precede a las fases de comunicación y a las fases de suministro de energía, con los siguientes pasos:

- transmisión de información entre la unidad central y las unidades de sensor mediante una tensión inferior predeterminada y mediante una tensión superior predeterminada como tensión de bus respectiva en las fases de comunicación,

- suministro de energía eléctrica a las unidades de sensor a través de la unidad central en las fases de suministro de energía en las que se aplica como tensión de bus una tensión de circuito abierto que es al menos 1 V mayor que la tensión superior,

- asignación de una dirección respectiva a las distintas unidades de sensor en la fase de asignación de direcciones mediante los siguientes pasos a) a f):

a) almacenamiento de una primera dirección en los contadores de direcciones de todas las unidades de sensor, siendo la primera dirección la misma para todas las unidades de sensor,

b) aplicación como tensión de bus de una tensión de asignación de direcciones al menos 1 V mayor que la tensión superior,

c) conexión de las cargas de prueba eléctricas de todas las unidades de sensor a la línea de bus de dos hilos, de manera que se extraiga una corriente de prueba de cada una de las unidades de sensor,

d) detección de la corriente que fluye respectivamente a través de las resistencias de prueba,

e) desconexión permanente de la carga de prueba eléctrica de la línea de bus de dos hilos en la unidad de sensor en la que no se ha detectado ningún flujo de corriente a través de la resistencia de prueba, y aumento de la dirección respectiva en un valor predeterminado igual para todas las unidades de sensor en los contadores de direcciones de todas las demás unidades de sensor cuya carga de prueba aún no se ha desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos,

f) repetición de los pasos d) y e) para todas las unidades de sensor cuya carga de prueba aún no se haya desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos hasta que la carga de prueba eléctrica se haya desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos en todas las unidades de sensor.

Por lo tanto, un aspecto relevante de la invención consiste en el hecho de que, en la fase de asignación de direcciones en la que se asignan a las unidades de sensor sus respectivas direcciones, se trabaja con una tensión de asignación de direcciones como tensión de bus que es al menos 1 V mayor que la tensión superior utilizada para el intercambio de información entre la unidad central y las unidades de sensor en las fases de comunicación. Por lo demás, al igual que en el modo de detección regular, la detección de la respectivamente última unidad de sensor y el conteo sucesivo de las direcciones en las unidades de sensor se realizan en una pluralidad de ciclos sucesivos.

Cuando en el presente documento se indica que se prevé una desconexión permanente de la carga de prueba eléctrica de la línea de bus de dos hilos en la unidad de sensor en la que no se ha detectado ningún flujo de corriente a través de la resistencia de prueba, por "permanente" se entiende "en esta fase de asignación de direcciones". En una fase de asignación de direcciones posterior, si las direcciones de las unidades de sensor se reasignan de nuevo, la carga de prueba eléctrica puede naturalmente volver a conectarse a la línea de bus de dos hilos.

En este caso, la tensión de asignación de direcciones no tiene que ser constante ni siempre la misma. Más bien, ésta puede variar e incluso caer brevemente por debajo del límite inferior citado. Sin embargo, la tensión de asignación de direcciones se mantiene con preferencia permanentemente por encima del límite inferior de 1 V por encima de la tensión superior para la fase de comunicación.

Preferiblemente, las unidades de sensor son respectivamente actuadores con una carga de actuador respectiva y presentan respectivamente una carga de comunicación que se puede conectar a la línea de bus de dos hilos con fines de comunicación, siendo la carga de actuador respectiva mayor que la carga de comunicación respectiva y utilizándose las cargas de actuador como cargas de prueba. De este modo, la corriente que fluye a través de las respectivas resistencias de prueba aumenta, lo que mejora aún más la detectabilidad de la posición de la respectiva unidad de sensor en la cadena.

En este caso, según una variante perfeccionada de la invención se prevé el siguiente paso:

- aplicación como tensión de bus de una tensión de asignación de direcciones que es al menos 1 V mayor que la tensión superior y al menos el 50% de la tensión de circuito abierto, preferiblemente al menos el 90% de la tensión de circuito abierto. De acuerdo con esta variante perfeccionada preferida de la invención, la tensión de asignación de direcciones se selecciona así lo más grande posible para poder detectar lo mejor posible una corriente que fluye a través de las resistencias de prueba.

Con esta finalidad también se puede prever preferiblemente el siguiente paso:

- aplicación como tensión de bus de una tensión de asignación de direcciones que corresponde, al menos temporalmente, a la tensión de circuito abierto. Por lo tanto, aquí se trabaja con una tensión presente como la tensión de asignación de direcciones que corresponde precisamente (al menos temporalmente) a la tensión disponible como tensión de bus en las fases de suministro de energía para la alimentación de las unidades de sensor con energía eléctrica.

Con especial preferencia también se prevé el siguiente paso:

- aplicación como tensión de bus de una tensión de asignación de direcciones que es, al menos temporalmente, de 25 V. Por consiguiente, aquí se trata de, independientemente de si como tensión de circuito abierto está realmente presente la tensión máxima admisible como tensión de bus, trabajar en cualquier caso con la tensión máxima permitida como tensión de asignación de direcciones.

Preferiblemente se prevé además aplicar al paso d) a partir de la primera repetición de este paso:

d) una desconexión de la carga de prueba eléctrica de la línea de bus de dos hilos en todas las unidades de sensor cuya carga de prueba eléctrica aún no se ha desconectado permanentemente y, a continuación, nueva conexión de la carga de prueba eléctrica a la línea de bus de dos hilos en todas las unidades de sensor cuya carga de prueba aún no se ha desconectado permanentemente de la línea de bus de dos hilos, de manera que de estas unidades de sensor se extraiga respectivamente una corriente de prueba, y detección de la corriente que fluye respectivamente a través de las resistencias de prueba de estas unidades de sensor.

De acuerdo con esta variante perfeccionada preferida de la invención, las cargas de prueba se desconectan por completo de la línea de bus de dos hilos después de completar un ciclo y para el siguiente ciclo y, a continuación, se vuelven a conectar. En este caso se considera preferiblemente que la conexión de las cargas de prueba eléctricas de las unidades de sensor a la línea de bus de dos hilos en los pasos c) y d) se lleve a cabo escalonadamente con al menos dos etapas, de manera que en la primera etapa sólo se active una parte de la carga de prueba y que, a continuación, en la etapa siguiente o en las etapas siguientes, la carga de prueba se incremente respectivamente de forma gradual. En este caso se prevé con especial preferencia que la carga de prueba ya no se incremente en las unidades de sensor en una etapa posterior si en la etapa anterior se ha detectado una corriente que fluye a través de la resistencia de prueba de la respectiva unidad de sensor y que ha rebasado un valor umbral predeterminado. De este modo se puede evitar una sobrecarga de la unidad central, dado que, como consecuencia del flujo de una corriente menor, ya se ha determinado de forma fiable que esta unidad de sensor no es la última de la cadena.

En principio, la asignación de direcciones es libre y se puede asignar cualquier dirección que garantice una identificación inequívoca de las respectivas unidades de sensor. Sin embargo, resulta preferible que la primera dirección sea 1 y que en el caso de los incrementos de direcciones se lleve a cabo respectivamente un incremento de 1. De este modo resultan las direcciones 1,2, ... N para un número de N unidades de sensor.

De manera similar al modo de detección regular, la asignación de direcciones a las unidades de sensor se transmite preferiblemente por medio de la unidad central a través de una señal de tensión con un valor de tensión predeterminado, como Vbaja-tensión con un valor de 2 V, y con una duración predeterminada, como 24 gs. A continuación se prevé preferiblemente, también de forma similar al modo de detección regular, un tiempo de retardo antes del inicio de los distintos ciclos en los que se detecta la respectiva última unidad de sensor en la cadena, a fin de evitar la influencia de corrientes de carga, en su caso generadas, en la asignación de direcciones.

Según una variante perfeccionada preferida de la invención, en el caso de las unidades de sensor se trata de unidades de sensor ultrasónicas para la emisión y/o la recepción de señales ultrasónicas.

La invención también se refiere al uso de un procedimiento, como el antes descrito, en un vehículo de motor, así como a un dispositivo de almacenamiento no volátil y legible por ordenador con comandos almacenados en el mismo que, al ejecutarse en un procesador, inician un procedimiento como el descrito anteriormente. La invención se refiere además a un conjunto de sensores diseñado para funcionar por medio de un procedimiento como el antes descrito.

La invención se explica a continuación más detalladamente con referencia a los dibujos por medio de ejemplos de realización preferidos. Las características representadas pueden constituir, tanto individualmente como también en combinación, un aspecto de la invención.

Se muestra en la

Figura 1 esquemáticamente, un conjunto de sensores con una unidad central y con una pluralidad de unidades de sensor en un vehículo de motor según un ejemplo de realización preferido de la invención,

Figura 2 esquemáticamente, el desarrollo de la asignación de direcciones a las unidades de sensor de un conjunto de sensores según un ejemplo de realización preferido de la invención, y

Figura 3 esquemáticamente, el desarrollo de la asignación de direcciones a las unidades de sensor de un conjunto de sensores según otro ejemplo de realización preferido de la invención.

En la figura 1 se muestra esquemáticamente un vehículo 1 con un conjunto de sensores 2 según un ejemplo de realización preferido de la invención. El conjunto de sensores 2 presenta una unidad central Z y un número N de unidades de sensor Si, S², Sn. La unidad central Z y las unidades de sensor Si, S², Sn están conectadas entre sí mediante una línea de bus de dos hilos 4. Además, aquí las unidades de sensor Si, S², ..., Sn están conectadas en serie a la unidad central Z, es decir, en una así llamada configuración en cadena margarita.

La unidad central Z representa un maestro, en el sentido de la especificación DSI3 antes citada, que está conectado a través de la línea de bus de dos hilos 4 a las unidades de sensor Si, S², ..., Sn que actúan como esclavos en el sentido de la especificación DSl3, de manera que en conjunto esté disponible un bus en el sentido de la especificación DSl3. Además, en el caso de las unidades de sensor Si, S², ..., Sn se trata de unidades de sensor con actuadores que tienen una demanda de energía comparativamente alta, de manera que el funcionamiento de este conjunto de sensores 2 caiga por debajo de la clase de función de potencia antes citada. Como ya se ha explicado al principio, durante el funcionamiento del presente conjunto de sensores 2 de la clase de función de potencia tienen lugar alternativamente, por una parte, las fases de suministro de energía y, por otra parte, las fases de comunicación.

En las fases de comunicación se lleva a cabo una transmisión de información entre la unidad central Z y las unidades de sensor Si, S², ..., Sn por medio de una tensión inferior Vbaja-tensión de 2 V y una tensión superior Valta-tensión de 4 V como tensión de bus respectiva, mientras que en las fases de suministro de energía se lleva a cabo una alimentación de las unidades de sensor Si, S², ..., Sn con energía eléctrica a través de la unidad central Z. En estas fases de suministro de energía está disponible como tensión de bus Ubus una tensión de circuito abierto V idle que es al menos i V mayor que la tensión superior Valta-tensión. En este caso se trabaja con una tensión de circuito abierto que, en el caso de la tensión máxima admisible, es de 25 V o sólo ligeramente inferior.

Sin embargo, antes de poder iniciar las fases de comunicación, es necesario asignar direcciones a las unidades de sensor Si, S², ..., Sn. Para ello, las unidades de sensor Si, S², ..., Sn presentan respectivamente un contador de direcciones Ai, A², ..., An en el que se puede almacenar la dirección respectiva. Con esta finalidad, según un primer ejemplo de realización de la invención se prevé lo siguiente:

El conjunto de sensores 2 según el primer ejemplo de realización de la invención presenta, de acuerdo con la representación en la figura i y con la representación de una unidad central Z, un número de N = 5 unidades de sensor 51, S², ..., Sn con respectivamente una resistencia de prueba Rsi, Rs², .., Rsn conectada en serie a la línea de bus de dos hilos 4, con respectivamente una carga de prueba Li, L², ...., Ln que se puede conectar a la línea de bus de dos hilos 4, y con respectivamente un contador de direcciones Ai, A², ..., An ya mencionado anteriormente. El desarrollo de la asignación de direcciones se representa esquemáticamente en la figura 2.

La figura 2 muestra, respectivamente en dependencia del tiempo t, en la parte superior la curva de la tensión de bus Ubus y debajo la corriente respectiva Iri, Ir², Ir3, Ir4, Ir5 a través de las resistencias de prueba Rsi, Rs², ..., Rsn. El procedimiento de asignación de direcciones, es decir, la fase de asignación de direcciones IP, se inicia mediante un comando de inicio SK, durante el cual la tensión de bus se reduce de 4 V a 2 V durante un período de tiempo de 24 ps. A continuación tiene lugar un retardo de tiempo V antes de los distintos ciclos Yi, Y², Y³, Y⁴, Y⁵, en los que las unidades de sensor comprueban su posición relativa en su cadena, a fin de evitar la influencia de las corrientes de carga, en su caso generadas, en la asignación de direcciones. Durante el tiempo de retardo V, la tensión de bus Ubus ya se ha incrementado hasta la tensión de asignación de direcciones de 25 V o de aproximadamente 25 V en el presente caso; no obstante, aún no se produce ninguna conexión de las cargas de prueba Li, L², ..., Ln a la línea de bus de dos hilos 4.

A continuación sigue el primer ciclo Yi de la fase de asignación de direcciones IP, en el que todas las unidades de sensor Si, S², ..., Sn conectan sus cargas de prueba Li, L², ..., Ln a la línea de bus de dos hilos 4. Como consecuencia de las cargas de prueba Li, L², ..., Ln, que se encuentran en la cadena de las unidades de sensor Si, S², ..., Sn respectivamente detrás de una respectiva unidad de sensor Si, S², ..., Sn-i , fluye a través de las resistencias de prueba Rsi, Rs², ..., Rsn-i respectivamente una corriente Iri, Ir², ..., Irn-i que es mayor cuantas más unidades de sensor Si, 5², ..., Sn estén aún dispuestas detrás de una respectiva unidad de sensor Si, S², ..., Sn-i . Sólo a través de la resistencia de prueba Rsn en la última unidad de sensor Sn en la cadena de las unidades de sensor Si, S², ..., Sn no fluye ninguna corriente, lo que se debe al hecho de que ya no hay ninguna otra unidad de sensor con una carga de prueba detrás de esta última unidad de sensor Sn, por lo que tampoco se extrae ninguna corriente.

Esta última unidad de sensor Sn recibe la dirección i y ya no participa en el procedimiento posterior de asignación de direcciones. Todas las demás unidades de sensor Si, S², ..., Sn-i aumentan su dirección en i . Especialmente, la carga de prueba de la unidad de sensor Sn con la dirección i se desconecta de forma permanente de la línea de bus de dos hilos 4 para los ciclos siguientes, de manera que, en este sentido, la unidad de sensor Sn-i se convierta en la "última" unidad de sensor de la cadena dispuesta inmediatamente antes de la unidad de sensor Sn con la dirección i . Este procedimiento se repite hasta que todas las unidades de sensor Si, S², ..., Sn están dotadas de una dirección, es decir, la corriente Iri también es igual a cero, dado que, en tal caso, la unidad de sensor Si se ha convertido en la "última" unidad de sensor en la cadena. A continuación pueden comenzar las fases de comunicación y las fases de suministro de energía.

En el ejemplo de realización preferido de la invención antes descrito, la carga de prueba total Li, L², ..., Ln siempre se ha activado directamente; por lo tanto, la corriente máxima total siempre ha fluido inmediatamente sobre la base de estas cargas de prueba Li, L², ..., Ln. Sin embargo, esto puede dar lugar a que la unidad central Z se sobrecargue. Para evitarlo, según otro ejemplo de realización preferido de la invención, como se representa a modo de ejemplo en la figura 3 en relación con las unidades de sensor S⁴y S⁵, en cada ciclo Yi, Y², Y³la conexión de las cargas de prueba eléctricas Li, L², Ln de las unidades de sensor Si, S², Sn-i a la línea de bus de dos hilos 4 tiene lugar de forma escalonada con, en el presente caso, un máximo de cuatro etapas en total, de manera que en la primera etapa sólo se active una parte de la carga de prueba Li, L², ..., Ln Li, L², ..., Ln, concretamente una cuarta parte de la carga de prueba máxima Li, L², ...., Ln, y a continuación en las etapas siguientes la carga de prueba Li, L², ...., Ln se incremente gradualmente, en concreto a dos cuartas partes, tres cuartas partes de la carga de prueba Li, L², ...., Ln y finalmente a toda la carga de prueba Li, L², ...., Ln. En este caso, en las unidades de sensor Si, S², ..., Sn-i ya no se produce respectivamente en una etapa posterior ningún aumento de la carga de prueba Li, L², ..., Ln-i si en la etapa anterior se ha detectado una corriente Iri, Ir², ..., Irn-i que fluye a través de la resistencia de prueba Rsi, Rs², ..., Rsn-i de la respectiva unidad de sensor Si, S², ..., Sn-i y que ha rebasado el valor umbral predeterminado It. En el presente caso, el valor umbral It es un 60% de la corriente provocada por una sola carga de prueba.

En la figura 3 se representa en la parte superior la tensión de bus Ubus respectivamente en dependencia del tiempo t, y debajo se representan la corriente Il4 debida a la carga de prueba L⁴, la corriente Ir4 a través de la resistencia de prueba R⁴en la unidad de sensor S⁴, la corriente Il5 debida a la carga de prueba L⁵, y la corriente Ir5 a través de la resistencia de prueba R⁵en la unidad de sensor S⁵. Para la unidad de sensor S⁵no se ha detectado ninguna corriente Ir5 a través de la resistencia de prueba R⁵, dado que la unidad de sensor S⁵es la última unidad de sensor en la cadena. Para la unidad de sensor S⁴, el umbral It del 60% de la corriente máxima posible ya se ha rebasado en la tercera etapa, por lo que en la cuarta etapa ya no se produce ningún aumento de la carga de prueba L⁴. En concreto, la unidad de sensor S⁴ya "sabe", como consecuencia de la corriente suficientemente alta Ir4 que rebasa el umbral It, que no es la última unidad de sensor en la cadena.

Lista de referencias

1 Vehículo de motor

2 Conjunto de sensores

4 Línea de bus

Iri, Ir2, ..., Ir5 Corriente a través de las resistencias de prueba

It Valor de umbral para la corriente a través de las resistencias de prueba

ip Fase de asignación de direcciones

Li, L², ..., Ln Carga de prueba

Rsi, Rs2, ..., Rsn Resistencias de prueba

Si, S², ..., Sn Unidades de sensor

SK Comando de inicio

Ubus Tensión de bus

V Tiempo de retardo

Valta-tensión Tensión superior

Vbaja-tensión Tensión inferior

V idle Tensión de circuito abierto

Yi, Y², ..., Y⁵Ciclos de la fase de asignación de direcciones

Z Unidad central

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el funcionamiento de un conjunto de sensores (2) en un vehículo de motor (1) sobre la base de un protocolo DSI en un modo de clase de función de potencia,

- presentando el conjunto de sensores (2) una unidad central (3) como maestro y una pluralidad de unidades de sensor (S¹, S², Sn) como esclavos controlados por el maestro,

- estando la unidad central (3) y las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn) conectadas en serie entre sí por medio de una línea de bus de dos hilos (4),

- presentando las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn) respectivamente una resistencia de prueba (Rs¹, Rs², ..., Rsn) conectada en serie a la línea de bus de dos hilos (4), una carga de prueba eléctrica (L¹, L², ..., Ln) que puede conectarse a la línea de bus de dos hilos, y un contador de direcciones (A¹, A², ..., An), y

- previéndose al menos tres fases de funcionamiento diferentes, por una parte, en forma de fases de comunicación alternas y, por otra parte, en forma de fases de suministro de energía, y una fase de asignación de direcciones (IP) que precede a las fases de comunicación y a las fases de suministro de energía, con los siguientes pasos:

- transmisión de información entre la unidad central (Z) y las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn) mediante una tensión inferior predeterminada (Vbaja-tensión) y una tensión superior predeterminada (Valta-tensión) como tensión de bus respectiva (Ubus) en las fases de comunicación,

- suministro con energía eléctrica a las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn) mediante la unidad central (Z) en las fases de suministro de energía en las que como tensión de bus (Ubus) está presente una tensión de circuito abierto (Vidle) que es al menos 1 V mayor que la tensión superior (Valta-tensión),

- asignación de una dirección respectiva a las distintas unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn) en la fase de asignación de direcciones por medio de los siguientes pasos a) a f):

a) almacenamiento de una primera dirección en los contadores de direcciones (A¹, A², ..., An) de todas las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn), siendo la primera dirección igual para todas las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn), b) aplicación de una tensión de asignación de direcciones como tensión de bus (Ubus) al menos 1 V mayor que la tensión superior (Valta-tensión),

c) conexión de las cargas de prueba eléctricas (S¹, S², ..., Sn) de todas las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn) a la línea de bus de dos hilos (4), de manera que se extraiga respectivamente una corriente de prueba (Il¹, Il², ... Iln) de las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn),

d) detección de la corriente (Ir¹, Ir², ..., Irs) que fluye respectivamente a través de las resistencias de prueba (Rs¹, Rs², ..., Rsn),

e) desconexión permanente de la carga de prueba eléctrica (L¹, L², ...., Ln) de la línea de bus de dos hilos (4) en la unidad de sensor (S¹, S², ..., Sn) en la que no se ha detectado ninguna corriente (Ir¹, Ir², ..., Irs) que fluya a través de la resistencia de prueba (Rs¹, Rs², ..., Rsn), y aumento de la dirección respectiva en un valor predeterminado igual para todas las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn) en los contadores de direcciones (A¹, A², ..., An-¹) de todas las demás unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn-¹) cuya carga de prueba (L¹, L², ..., Ln-¹) aún no se ha desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos (4),

f) repetición de los pasos d) y e) para todas las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn-¹), cuya carga de prueba (L¹, L², ..., LN-¹) aún no se ha desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos (4), hasta que la carga de prueba eléctrica (L¹, L², ..., Ln) se haya desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos (4) en todas las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, siendo respectivamente las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn) actuadores con una carga de actuador respectiva y presentando los mismos respectivamente una carga de comunicación que puede conectarse a la línea de bus de dos hilos (4) con fines de comunicación, siendo la carga de actuador respectiva mayor que la carga de comunicación respectiva y utilizándose las cargas de actuador como cargas de prueba (L¹, L², ..., Ln).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2 con el paso:

- aplicación como tensión de bus de una tensión de asignación de direcciones, siendo ésta al menos 1 V mayor que la tensión superior y al menos un 50% de la tensión de circuito abierto.

4. Procedimiento según la reivindicación 3 con el paso:

- aplicación como tensión de bus (Ubus) de una tensión de asignación de direcciones que corresponde, al menos temporalmente, a la tensión de circuito abierto (Vidle).

5. Procedimiento según la reivindicación 3 con el paso:

- aplicación como tensión de bus (Ubus) de una tensión de asignación de direcciones que es, al menos temporalmente, de 25 V.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, aplicándose al paso d) a partir de la primera repetición de este paso:

d) una desconexión de la carga de prueba eléctrica (L¹, L², ...., Ln) de la línea de bus de dos hilos (4) en todas las unidades de sensor (S¹, S², ..., Sn-¹), cuya carga de prueba eléctrica (L¹, L², ...., Ln-¹) aún no se ha desconectado de forma permanente y, a continuación, nueva conexión de la carga de prueba eléctrica (L¹, L², ...., Ln-¹) a la línea de bus de dos hilos (4) en todas las unidades de sensor (Si, S², Sn-i ), cuya carga de prueba (Li, L², Ln-i ) aún no se ha desconectado de forma permanente de la línea de bus de dos hilos (4), de manera que de estas unidades de sensor (Si, S², ..., Sn-i ) se extraiga respectivamente una corriente de prueba (Il i, Il², Iln-i ), y detección de la corriente que fluye respectivamente a través de las resistencias de prueba (Rsi, Rs², Rsn-i ) de estas unidades de sensor (Si, S², ..., Sn-i ).

7. Procedimiento según la reivindicación 5, llevándose a cabo la conexión de las cargas de prueba eléctricas (Li, L², ...., Ln) de las unidades de sensor (Si, S², ..., Sn) a la línea de bus de dos hilos (4) en los pasos c) y d) de forma escalonada con al menos dos etapas, de manera que en la primera etapa sólo se active una parte de la carga de prueba (Si, S², ..., Sn) y de manera que a continuación, en la etapa siguiente o en las etapas siguientes, la carga de prueba (Li, L², ...., Ln) se siga incrementando gradualmente.

8. Procedimiento según la reivindicación 6, no produciéndose en las unidades de sensor (Si, S², ..., Sn) respectivamente en una etapa posterior ningún aumento más de la carga de prueba (Li, L², ..., Ln) si en la etapa anterior se ha detectado una corriente (Iri, Ir², ..., Irs) que fluye a través de la resistencia de prueba (Rsi, Rs², ..., Rsn) de la respectiva unidad de sensor (Si, S², ..., Sn) y que ha rebasado un valor umbral predeterminado (It).

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, siendo la primera dirección i y llevándose a cabo, en el caso de los incrementos de direcciones, respectivamente un incremento de i .

10. Uso de un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores en un vehículo de motor (i).

11. Dispositivo de almacenamiento no volátil legible por ordenador con comandos almacenados en el mismo que, al ejecutarse en un procesador, inician un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9.

12. Conjunto de sensores diseñado para funcionar por medio de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9.

13. Conjunto de sensores según la reivindicación 12 que como unidades de sensor (Si, S², ..., Sn) presenta unidades de sensor ultrasónicas para la emisión y/o la recepción de señales ultrasónicas.