WO2019238395A1 - Verfahren zum betreiben einer sensoranordnung in einem kraftfahrzeug auf basis eines dsi-protokolls - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer sensoranordnung in einem kraftfahrzeug auf basis eines dsi-protokolls Download PDF

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WO2019238395A1
WO2019238395A1 PCT/EP2019/063563 EP2019063563W WO2019238395A1 WO 2019238395 A1 WO2019238395 A1 WO 2019238395A1 EP 2019063563 W EP2019063563 W EP 2019063563W WO 2019238395 A1 WO2019238395 A1 WO 2019238395A1
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sensor
central unit
sending
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Michael Hallek
Marek Lewandowski
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a sensor arrangement in a motor vehicle based on a DSI protocol, the sensor arrangement being a
  • Central unit as a master and a plurality of sensor units as slaves controlled by the master, the central unit and the sensor units to one
  • Bus line are connected and communication between the central unit and the sensor units takes place via the bus line.
  • the invention further relates to the use of such a method in a motor vehicle, a sensor arrangement and a motor vehicle with such a sensor arrangement.
  • the DSI3 bus and the DSI protocol can be used for communication with sensors in the motor vehicle.
  • the DSI protocol Distributed System Interface see: DSI3 Bus Standard, Revision 1.00 of February 16, 201 1, the specification of which is hereby made part of the disclosure of the present invention by explicit inclusion, is a protocol that allows, based on a simple two-wire cabling to set up a sensor network in which a master communicates with one or more slaves via a bus line.
  • the DSI protocol is primarily aimed at use in motor vehicles in order to query and / or control a plurality of slaves, in particular sensors and actuators, by means of the master.
  • the specification of the DSI protocol provides that such a sensor arrangement can be operated in one of two operating classes, on the one hand in the "Signal Function Class” and on the other hand in the "Power Function Class".
  • the protocol basically provides three different types of bus usage between the master and the slaves:
  • CRM mode Communication and Response mode
  • the master sends a command to which the slaves respond.
  • This method is used, for example, to configure the slaves or to query specific values from a slave.
  • the slaves transmit in PDCM mode (Periodic Data Collection Mode)
  • the transmission activity of the master being limited to providing the slaves with a reference point for determining this time slot by means of a synchronization signal (broadcast read command).
  • the slaves have already been provided with information about their respective time slot so that they can determine their respective transmission time interval in response to the synchronization signal and can use this to send their sensor data to the master.
  • the above-mentioned signal function class in accordance with the above-mentioned specification primarily serves to connect slaves with low energy consumption and comparatively high data volume, which is to be sent from the slave to the master.
  • Commissioning of a sensor arrangement of the signal function class takes place first of all a phase of communication in CRM mode between the master and the slave, in which the slave is usually configured, for example with regard to the parameters of the above-mentioned PDCM time slot of this slave.
  • the sensor arrangement switches to PCDM mode, in which the slaves always send the captured data to the central instance in the respectively assigned time slot in response to the synchronization signal from the master.
  • This phase in PDCM mode is usually no longer left until the operation of the sensor arrangement is interrupted.
  • a power phase is not provided and is not required due to the low energy consumption of the slaves.
  • the above-mentioned power function class is primarily used to connect slaves with a comparatively high energy requirement and comparatively low data volume, which is to be sent from the master to the slave.
  • Power function classes alternate between phases of communication between the master and the slave in CRM mode and power phases.
  • the power phases usually predominate significantly in terms of time.
  • actuators in particular can be operated, this usually being done on the basis of control commands previously transmitted from the master to the slaves in the CRM phase ,
  • the Power Function Class the PDCM mode is not used because it is not required for the actuators mentioned due to the low data volume.
  • PDCM mode data transmission follows a fixed scheme specified by the master.
  • a fixed time slot is assigned to each slave, that is to say a time period, relative to a synchronization signal sent by the master, in which data is to be transmitted from the respective slave to the master.
  • ASIL Automatic Safety Integrity Level
  • ISO 26262 201 1 “Road Vehicles - Functional Safety”, which represents an internationally applicable standard in the automotive sector for electrical and electronic systems in motor vehicles.
  • the ASIL classification is a risk classification system defined in the aforementioned standard, in which three parameters can be used to determine an ASIL level for certain situations or circumstances, from which different classes can be derived, which can be based on, among other things Obtain permissible default probabilities:
  • ASIL A recommended failure probability less than 10 6 / hour
  • ASIL B recommended failure probability less than 10 7 / hour
  • ASIL C required failure probability less than 10 7 / hour
  • ASIL D required failure probability less than 10 8 / hour
  • the ASIL levels A, B, C and D are associated with corresponding requirements for the respective system. In the event that the motor vehicle despite corresponding
  • ASIL B Driver's request not accelerated, e.g. only ASIL B, while ASIL D generally applies to systems for fully autonomous driving.
  • ANN artificial neural networks
  • ECU Electronic Control Unit
  • the central unit master
  • Regular operation of such a sensor arrangement using an ANN would be e.g. then no longer guaranteed if the slot data rate achievable during the transmission of the data from the sensors to the central unit is not sufficient to transmit all the data required for reliable operation of the ANN to the central unit sufficiently quickly.
  • the ANN may in principle still be ready for use even with a smaller amount of data available. However, it can then be expected that the reliability of the ANN's output data will decrease, so that a specified ASIL level may not be maintained.
  • WO 2016/054345 A1 describes an ultrasound system for monitoring the state or the integrity of a structure, such as e.g. B. in the oil, gas or
  • the system comprises a plurality of ultrasonic sensors and at least one digital sensor interface.
  • Control unit to be transmitted to the ultrasonic sensor in a voltage-modulated manner.
  • this data bus and a LIN data bus for data transmission can be combined to take advantage of the two bus systems.
  • DE 10 2012 103 907 A1 describes a method for operating a receiving unit of a motor vehicle control unit connected to a transmitting unit.
  • the receiving unit adds an identifier to the received signal, which one contains the virtual address of the transmission unit. This can be used to connect a sensor unit according to the PSI5 version 1 standard to a motor vehicle control unit that processes signals in the PSI version 2 standard.
  • EP 2 263 102 B1 describes an ultrasound-based one
  • the Driver assistance system with several sensors.
  • the sensors are each assigned an individual identification code, which is transmitted by an interface
  • the interface is a 2-wire bus interface that is designed according to a peripheral sensor interface (PSI).
  • PSI peripheral sensor interface
  • Specify sensor arrangement in a motor vehicle in which communication between the master and the slaves is regularly possible with a high user data rate while ensuring a predetermined ASIL level.
  • the sensor arrangement has a central unit as master and a plurality of sensor units as slaves controlled by the master,
  • the central unit and the sensor units are connected to a bus line and
  • a second message from the central unit to a second sensor without waiting for a response message from the first sensor to be received by the central unit. If it is said in the present case that it is a method based on a DSI protocol, this means that the method uses the DSI protocol, but not that the method must fully comply with the DSI3 standard. Rather, the process can go beyond or expand the standard.
  • a configurable mode for the DSI3 standard is provided, with which messages can be sent to the various sensors very effectively, namely in a short time. This mode can be set for certain situations and then switch back to a conventional mode.
  • the sending of the second message is started immediately after the sending of the first message has been completed.
  • the second message is sent regardless of the receipt of such a reply message immediately after the first message is sent.
  • the first sensor detects the reception of the first
  • No reply message sent to the embassy This provides a mode which, in contrast to the CRM mode described above, saves time by dispensing with a response message to a message received by a sensor or by at least not waiting for such a response message to be received.
  • the following method step is preferably provided, which follows the sending of the second message:
  • an embodiment is advantageous in which the transmission of the further message is started immediately after the transmission of the message previously sent is completed. It is also preferred that the sensor, to which a message has been sent directly beforehand, does not send a response message to the message received by it. According to a preferred development of the invention, this method is continued for further sensors. The method is therefore preferably designed such that the method step of sending a further message from the central unit to a further sensor without the central unit receiving a
  • Response message is waited for by the sensor to which a message has been sent directly before, is repeated at least once for yet another sensor.
  • the messages sent from the central unit to the sensors can be any information sent from the central unit to the sensors.
  • the messages sent from the central unit to the sensors contain configuration commands for the individual sensors.
  • the invention also relates to a non-volatile, computer-readable
  • Storage medium with instructions stored thereon which, when executed on a processor, bring about a method as described above.
  • the invention also relates to a sensor arrangement which can be operated by means of a
  • Sensor arrangement as sensor units on ultrasonic sensor units for transmitting and / or receiving ultrasonic signals.
  • the master e.g. by a
  • ASIC Application-specific integrated circuit
  • ASIC Application-specific integrated circuit
  • no additional memory for response messages from the slaves required so that it can be manufactured cheaply and easily.
  • This is particularly advantageous in the case of ultrasonic sensors, since these sensors require a lot of configuration data in comparison to others, sometimes even during the measurement, and, due to the transit time of the sound in air, comparatively slow
  • Fig. 1 schematically a vehicle with a sensor arrangement according to a preferred embodiment of the invention with a central unit as a master and three sensor units as slaves in a "daisy chain" configuration and
  • FIG. 1 schematically shows a vehicle 1 with a sensor arrangement according to a preferred exemplary embodiment of the invention.
  • the sensor arrangement 2 has a central unit 3 and three sensor units S1, S2 and S3.
  • the master 3 and the sensor units S1, S2, S3 are connected to one another by means of a bus line 4, which is designed as a two-wire line. It also applies here that the three sensor units S1, S2, S3 are connected to one another in series with the central unit 3, that is to say in a so-called “daisy chain” configuration.
  • the central unit 3 represents a master in the sense of the above-mentioned DSI3 specification, which is connected via the bus line 4 to the three sensor units S1, S2, S3 functioning as slaves in the sense of the DSI3 specification, so that overall a bus in the sense of DSI3 specification is available. Furthermore, it concerns the
  • Sensor units S1, S2, S3 to ultrasonic sensor units for transmitting and / or receiving ultrasonic signals, which ultrasonic sensor units one
  • Sending messages differs significantly from the CRM mode as described above. For this, reference is made to FIGS. 2a and b.
  • FIG. 2a shows the communication between the central unit 3 and the sensor units S1, S2, S3 according to a conventional CRM mode.
  • the chronological sequence of how the central unit 3 sends CRM messages CRM1, CRM2 and CRM3 to the sensor units S1, S2, S3 is shown, with a break between each of the CRM messages CRM1, CRM2, CRM3.
  • responses R1, R2, R3 are sent back to the central unit by a respective sensor unit S1, S2, S3.
  • These answers R1, R2, R3 can e.g. Confirmations that one of the
  • S3 are actually only ever intended for a single sensor S1, S2, S3.
  • Sensor arrangement 2 can be achieved. Because no response messages have to be generated by the sensors S1, S2, S3, the power consumption is also reduced, so that overall an efficient possibility is created, in cases, in who can dispense with a response from sensors S1, S2, S3 to ensure that these sensors S1, S2, S3 are addressed quickly.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung (2) in einem Kraftfahrzeug (1) auf Basis eines DSI-Protokolls, wobei - die Sensoranordnung (2) eine Zentraleinheit (3) als Master und eine Mehrzahl von Sensoreinheiten (S1, S2, S3) als von dem Master gesteuerte Slaves aufweist, - die Zentraleinheit (3) und die Sensoreinheiten (S1, S2, S3) an eine Busleitung (4) angeschlossen sind und - über die Busleitung (4) eine Kommunikation zwischen der Zentraleinheit (3) und den Sensoreinheiten (S1, S2, S3) erfolgt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Senden einer ersten Botschaft von der Zentraleinheit (3) an einen ersten Sensor (S1) und nachfolgend - Senden einer zweiten Botschaft von der Zentraleinheit (3) an einen zweiten Sensor (S2), ohne dass von der Zentraleinheit (3) der Empfang einer Antwortbotschaft von dem ersten Sensor (S1) abgewartet wird. Auf diese Weise wird ein derartiges Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung (2) in einem Kraftfahrzeug (1) bereitgestellt, bei dem eine Kommunikation zwischen dem Master und den Slaves regelmäßig mit einer hohen Nutzdatenrate unter gleichzeitiger Gewährleistung eines vorbestimmten ASIL-Levels möglich ist.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung in einem Kraftfahrzeug auf Basis eines DSI-Protokolls
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung in einem Kraftfahrzeug auf Basis eines DSI-Protokolls, wobei die Sensoranordnung eine
Zentraleinheit als Master und eine Mehrzahl von Sensoreinheiten als von dem Master gesteuerte Slaves aufweist, die Zentraleinheit und die Sensoreinheiten an eine
Busleitung angeschlossen sind und über die Busleitung eine Kommunikation zwischen der Zentraleinheit und den Sensoreinheiten erfolgt. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines solchen Verfahrens in einem Kraftfahrzeug, eine Sensoranordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Sensoranordnung.
Im Automotive-Bereich können bei der Kommunikation mit Sensoren im Kraftfahrzeug der DSI3-Bus und das DSI-Protokoll Anwendung finden. Das DSI-Protokoll Distributed System Interface, siehe: DSI3 Bus Standard, Revision 1.00 vom 16. Februar 201 1 , dessen Spezifikation hiermit durch explizite Einbeziehung zum Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung gemacht wird, ist ein Protokoll, das es gestattet, auf Basis einer einfachen Zweidraht-Verkabelung ein Sensor-Netzwerk aufzubauen, in dem ein Master mit einem oder mehreren Slaves über eine Busleitung kommuniziert. Das DSI-Protokoll richtet sich dabei primär auf die Verwendung in Kraftfahrzeugen, um mittels des Masters eine Mehrzahl von Slaves, insbesondere Sensoren und Aktoren, abzufragen und/oder anzusteuern.
Die Spezifikation des DSI-Protokolls sieht dabei vor, dass eine solche Sensoranordnung in einer von zwei Betriebsklassen betrieben werden kann, und zwar einerseits in der „Signal Function Class“, andererseits in der„Power Function Class“. Das Protokoll sieht weiterhin grundsätzlich drei unterschiedliche Typen der Nutzung des Busses zwischen dem Master und den Slaves vor:
Im CRM-Modus (Command and Response Modus) findet eine bidirektionale
Kommunikation zwischen dem Master und den Slaves statt. Der Master sendet ein Kommando (Command), auf das die Slaves antworten (Response). Dieses Verfahren wird beispielsweise verwendet, um die Slaves zu konfigurieren oder um bestimmte Werte gezielt von einem Slave abzufragen.
Im PDCM-Modus (Periodic Data Collection Mode) übertragen die Slaves
vergleichsweise große Datenmengen innerhalb eines vorgegebenen Zeitschlitzes an den Master, wobei die Sendetätigkeit des Masters sich darauf beschränkt, durch ein Synchronisierungssignal (Broadcast Read Command) den Slaves einen Bezugspunkt zur Bestimmung dieses Zeitschlitzes zur Verfügung zu stellen. Die Slaves sind bereits zuvor mit Informationen zu ihrem jeweiligen Zeitschlitz ausgestattet worden, so dass sie in Reaktion auf das Synchronisierungssignal ihr jeweiliges Sendezeitintervall bestimmen und auf Basis dessen ihre Sensordaten an den Master senden können.
In der Power-Phase findet die Übertragung von vergleichsweise großen Mengen elektrischer Energie statt, um die Slaves mit hohem Energiebedarf mit ausreichend Energie zu versorgen.
Die oben genannte Signal Function Class gemäß der oben genannten Spezifikation dient primär der Anbindung von Slaves mit geringem Energiebedarf und vergleichsweise hohem Datenaufkommen, das von dem Slave zum Master zu senden ist. Nach
Inbetriebnahme einer Sensoranordnung der Signal Function Class findet zunächst eine Phase der Kommunikation im CRM-Modus zwischen dem Master und dem Slave statt, im Rahmen derer der Slave üblicherweise konfiguriert wird, beispielsweise in Hinblick auf die Parameter des oben genannten PDCM-Zeitschlitzes dieses Slaves. Ist diese Phase abgeschlossen, so geht die Sensoranordnung in den PCDM-Modus über, in dem immer in Reaktion auf das Synchronisierungssignal des Masters die Slaves die erfassten Daten im jeweils zugeordneten Zeitschlitz an die Zentralinstanz senden. Diese Phase im PDCM-Modus wird üblicherweise nicht mehr verlassen, bis der Betrieb der Sensoranordnung unterbrochen wird. Eine Power-Phase ist gemäß Signal Function Class nicht vorgesehen und aufgrund des geringen Energiebedarfs der Slaves auch nicht erforderlich.
Die oben genannte Power Function Class dient primär der Anbindung von Slaves mit vergleichsweise hohem Energiebedarf und vergleichsweise geringem Datenaufkommen, das von dem Master zum Slave zu senden ist. Im Betrieb einer Sensoranordnung der Power Function Class finden im Wechsel einerseits Phasen der Kommunikation zwischen dem Master und dem Slave im CRM-Modus sowie andererseits Power- Phasen statt. Dabei überwiegen zeitlich üblicherweise die Power-Phasen deutlich. Durch die Speisung der Slaves in diesen Phasen mit vergleichsweise viel Energie bei, verglichen mit dem CRM-Modus, höherer Spannung können insbesondere Aktoren betrieben werden, wobei dies üblicherweise auf Basis von zuvor in der CRM-Phase von dem Master an die Slaves übertragenen Steuerbefehlen erfolgt. Der PDCM-Modus findet gemäß Power Function Class keine Anwendung, da er bei den genannten Aktoren aufgrund des geringen Datenaufkommens auch nicht erforderlich ist.
Im PDCM-Modus folgt die Datenübertragung einem festen, vom Master vorgegebenen Schema. Dabei wird in der Regel jedem Slave ein fester Zeitschlitz zugewiesen, also eine relativ zu einem vom Master ausgesandten Synchronisationssignal vorgegebene Zeitdauer, in der vom jeweiligen Slave Daten an den Master zu übertragen sind.
Heutige auf Ultraschalltechnologie basierende Parkhilfesysteme in Kraftfahrzeugen werden immer mehr in Funktionen eingebunden, die über den klassischen
Einparkvorgang hinausgehen. Neben der funktionsübergreifenden Verwendung dieser Sensoren, wie für automatische Bremsvorgänge, spielen die Zuverlässigkeit und die Sicherheitseinstufung im Hinblick auf eine ASIL-Klassifikation ( ASIL =„Automotive Safety Integrity Level“) einer immer bedeutendere Rolle. Diesbezüglich sei auch verwiesen auf die Norm ISO 26262:201 1„Straßenfahrzeuge - Funktionale Sicherheit“, die einen international gültigen Standard im Automotive-Bereich für elektrische und elektronische Systeme von Kraftfahrzeugen darstellt. Die ASIL-Klassifikation ist ein in der zuvor genannten Norm definiertes Risiko-Klassifizierungssystem, bei dem mit Hilfe von drei Parametern für bestimmte Situationen bzw. Gegebenheiten ein ASIL-Level ermittelt werden kann, aus dem sich verschiedene Klassen ableiten lassen, die sich unter anderem auf zulässige Ausfallwahrscheinlichkeiten beziehen:
ASIL A: empfohlene Ausfallwahrscheinlichkeit kleiner 106/Stunde
ASIL B: empfohlene Ausfallwahrscheinlichkeit kleiner 107/Stunde
ASIL C: geforderte Ausfallwahrscheinlichkeit kleiner 107/Stunde
ASIL D: geforderte Ausfallwahrscheinlichkeit kleiner 108 / Stunde Mit den ASIL-Levels A, B, C und D sind entsprechende Anforderungen an das jeweilige System verbunden. Für den Fall, dass das Kraftfahrzeug trotz entsprechender
Anforderung vom Fahrer nicht beschleunigt, gilt z.B. nur ASIL B, während für Systeme für vollautonomes Fahren in der Regel ASIL D gilt.
Für solche Funktionen und insbesondere auch für Funktionen, die auf künstlichen neuronalen Netzen (ANN -„Artificial Neural Network“) basieren, muss eine große Datenmenge von den Sensoren (Slaves) zum Steuergerät (ECU -„Electronic Control Unit“) übertragen werden, das die Zentraleinheit (Master) beinhaltet. Ein regulärer Betrieb einer solchen ein ANN verwendenden Sensoranordnung wäre z.B. dann nicht mehr gewährleistet, wenn die bei der Übertragung der Daten von den Sensoren zu der Zentraleinheit erzielbare Nutdatenrate nicht ausreicht, alle Daten für einen verlässlichen Betrieb des ANN erforderlichen Daten hinreichend schnell an die Zentraleinheit zu übertragen. Insbesondere mag das ANN auch mit einer geringeren zur Verfügung stehenden Datenmenge grundsätzlich noch einsatzbereit sein. Allerdings ist dann zu erwarten, dass die Verlässlichkeit der Ausgabedaten des ANN sinkt, so dass ggf. ein vorgegebenes ASIL-Level nicht gehalten werden kann.
In der WO 2016/054345 A1 ist ein Ultraschallsystem zum Überwachen des Zustands oder der Integrität einer Struktur, wie z. B. in der Öl-, Gas- oder
Energieerzeugungswirtschaft genutzt, beschrieben. Das System umfasst eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren und wenigsten ein Digital Sensor Interface.
Die DE 10 2013 226 376 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines
Sensorsystem mit einem Ultraschallsensor und einem Steuergerät, wobei Daten von dem Ultraschallsensor an das Steuergerät strommoduliert und Daten von dem
Steuergerät zum Ultraschallsensor spannungsmoduliert übertragen werden. Durch diese Lösung können nach Modifikation einer entsprechenden PSI5-Datenbus- Schnittstelle eben dieser Datenbus und ein LIN-Datenbus zur Datenübertragung zur Ausnutzung der Vorteile der beiden Bussystem miteinander kombiniert werden.
In der DE 10 2012 103 907 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Empfangseinheit eines mit einer Sendeeinheit verbundenen Kraftfahrzeugsteuergeräts beschrieben. Die Empfangseinheit fügt dem empfangenen Signal eine Kennung hinzu, welche eine virtuelle Adresse der Sendeeinheit enthält. Dies kann verwendet werden, um eine Sensoreinheit nach dem PSI5-Version1 -Standard an ein Kraftfahrzeugsteuergerät anzuschließen, das Signale im PSI-Version2-Standard verarbeitet.
Die EP 2 263 102 B1 beschreibt schließlich ein ultraschallbasiertes
Fahrerassistenzsystem mit mehreren Sensoren. Die Sensoren sind jeweils mit einem individuellen Identifikationscode belegt, der über eine Schnittstelle von einem
Steuergerät auslesbar ist. Die Schnittstelle ist eine 2-Draht-Bussschnittstelle, die nach einer Periphere Sensor Schnittstelle (Peripheral Sensor Interface PSI) ausgebildet ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Verfahren zum Betreiben einer
Sensoranordnung in einem Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem eine Kommunikation zwischen dem Master und den Slaves regelmäßig mit einer hohen Nutzdatenrate unter gleichzeitiger Gewährleistung eines vorbestimmten ASIL-Levels möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen ein Verfahren zum Betreiben einer
Sensoranordnung in einem Kraftfahrzeug auf Basis eines DSI-Protokolls, wobei
die Sensoranordnung eine Zentraleinheit als Master und eine Mehrzahl von Sensoreinheiten als von dem Master gesteuerte Slaves aufweist,
die Zentraleinheit und die Sensoreinheiten an eine Busleitung angeschlossen sind und
über die Busleitung eine Kommunikation zwischen der Zentraleinheit und den Sensoreinheiten erfolgt,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Senden einer ersten Botschaft von der Zentraleinheit an einen ersten Sensor und nachfolgend
Senden einer zweiten Botschaft von der Zentraleinheit an einen zweiten Sensor, ohne dass von der Zentraleinheit der Empfang einer Antwortbotschaft von dem ersten Sensor abgewartet wird. Wenn es vorliegend heißt, dass es sich um ein Verfahren auf Basis eines DSI-Protokolls handelt, so bedeutet dies, dass das Verfahren das DSI-Protokoll verwendet, nicht aber, dass das Verfahren vollständig dem DSI3-Standard entsprechen muss. Vielmehr kann das Verfahren über den Standard hinausgehen bzw. diesen erweitern. Vorliegend wird ein konfigurierbarer Modus für den DSI3-Standard bereitgestellt, mit dem sehr effektiv, nämlich in kurzer Zeit, Botschaften an die verschiedenen Sensoren versandt werden können. Dieser Modus kann für bestimmte Situationen eingestellt werden, um danach wieder auf einen herkömmlichen Modus zu wechseln.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Senden der zweiten Botschaft unmittelbar nach dem Abschluss des Sendens der ersten Botschaft gestartet wird. Selbst wenn also auf das Senden der ersten Botschaft eine Antwortbotschaft erfolgt, wird kein Empfang einer solchen Antwortbotschaft abgewartet. Vielmehr erfolgt das Senden der zweiten Botschaft unabhängig vom Empfang einer solchen Antwortbotschaft direkt im Anschluss an das Senden der ersten Botschaft. Weiterhin gilt vorzugsweise, dass der erste Sensor auf den Empfang der ersten
Botschaft hin keine Antwortbotschaft versendet. Damit wird ein Modus bereitgestellt, der im Gegensatz zu dem oben beschriebenen CRM-Modus durch den Verzicht auf eine Antwortbotschaft auf eine von einem Sensor empfangene Botschaft oder dadurch, dass der Empfang einer solchen Antwortbotschaft zumindest nicht abgewartet wird, Zeit einspart.
Vorzugsweise ist folgender Verfahrensschritt vorgesehen, der auf das Senden der zweiten Botschaft folgt:
Senden einer weiteren Botschaft von der Zentraleinheit an einen weiteren Sensor, ohne dass von der Zentraleinheit der Empfang einer Antwortbotschaft von dem Sensor abgewartet wird, an den direkt zuvor eine Botschaft gesandt worden ist.
Vorteilhaft ist auch hier eine Ausgestaltung, gemäß der das Senden der weiteren Botschaft unmittelbar nach dem Abschluss des Sendens der direkt zuvor versandten Botschaft gestartet wird. Vorzugsweise gilt ferner, dass der Sensor, an den direkt zuvor eine Botschaft gesandt worden ist, auf die von ihm empfangene Botschaft hin keine Antwortbotschaft versendet. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird dieses Verfahren für weitere Sensoren fortgeführt. Das Verfahren ist vorzugsweise also derart ausgestaltet, dass der Verfahrensschritt des Sendens einer weiteren Botschaft von der Zentraleinheit an einen weiteren Sensor, ohne dass von der Zentraleinheit der Empfang einer
Antwortbotschaft von dem Sensor abgewartet wird, an den direkt zuvor eine Botschaft gesandt worden ist, wenigstens einmal für noch einen weiteren Sensor wiederholt wird.
Die von der Zentraleinheit an die Sensoren gesandten Botschaften können
grundsätzlich verschiedene Nutzdaten umfassen. Vorzugsweise gilt jedoch, dass die von der Zentraleinheit an die Sensoren gesandten Botschaften Konfigurationsbefehle für die einzelnen Sensoren enthalten.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist schließlich noch folgender dem Senden der ersten Botschaft vorausgehende Verfahrensschritt vorgesehen:
Senden einer Botschaft von der Zentraleinheit an die Sensoren, die den Sensoren ein Antwortbotschaft auf eine von der Zentraleinheit empfangene Botschaft verbietet. Damit wird das gesamte System in einen Modus geschaltet, der anders als beim CRM-Modus, zur Zeitersparnis keine Antwortbotschaften von den Sensoren fordert sondern diese verbietet.
Erfindungsgemäß ist die Verwendung eines Verfahrens wie zuvor beschrieben in einem Kraftfahrzeug vorgesehen.
Außerdem betrifft die Erfindung auch ein nichtflüchtiges, computerlesbares
Speichermedium mit darauf abgespeicherten Befehlen, die bei ihrer Ausführung auf einem Prozessor ein Verfahren wie zuvor beschrieben bewirken.
Die Erfindung betriff auch eine Sensoranordnung, die zum Betrieb mittels eines
Verfahrens wie zuvor beschrieben eingerichtet ist. Vorzugsweise weist die
Sensoranordnung als Sensoreinheiten Ultraschallsensoreinheiten zum Senden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen auf.
Es liegt also im Rahmen der Erfindung, dass der Master, z.B. durch eine
Konfigurationsbotschaft vom Master an alle Slaves, allen Slaves ein solches Verhalten vorgibt, dass auf empfangene Botschaften keine Antwort gesandt wird. Dadurch wissen sowohl Master als auch die Slaves, ob ein CRM-Modus vorliegt, in dem eine
Antwortbotschaft („Response“) der Slaves gefordert wird, oder ein Modus ohne
Antwortbotschaft der Slaves. Der Modus ohne Antwortbotschaft ermöglicht eine schneller Aneinanderreihung mehrerer Botschaften vom Master an die Slaves.
Damit kann ein schnelle Konfigurationen der Slaves erzielt werden, wodurch eine schnelle Bereitschaft des gesamten Systems erzielt werden kann. Vorteilhaft ist im Übrigen ein verringerter Stromverbrauch, da keine Antwortbotschaften generiert werden müssen. Schließlich ist es auch von Vorteil, dass der Master im Falle einer
anwendungsspezifischen integrierte Schaltung (ASIC -„Application-specific Integrated Circuit“) als Master, keinen zusätzlichen Speicher für Antwortbotschaften von den Slaves benötigt, so dass er günstig und einfach hergestellt werden kann. Dies ist besonders bei Ultraschallsensoren von Vorteil, da diese Sensoren im Vergleich zu anderen viele Konfigurationsdaten benötigen, teilweise sogar während der Messung, und, bedingt durch die Laufzeit des Schalls in Luft, vergleichsweise langsame
Messzyklen besitzen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen.
Es zeigen
Fig. 1 . schematisch ein Fahrzeug mit einer Sensoranordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Zentraleinheit als Master und drei Sensoreinheiten als Slaves in einer„Daisy Chain“- Konfiguration und
Fig. 2 a, b schematisch einen Vergleich des CRM-Modus mit einem
Kommunikationsmodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem die der Zentraleinheit mit Sensoren kommuniziert, ohne dass die Sensoren Antwortbotschaften senden. Aus Fig. 1 ist schematisch ein Fahrzeug 1 mit einer Sensoranordnung gemäß einem bevorzugt Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Sensoranordnung 2 weist eine Zentraleinheit 3 und drei Sensoreinheiten S1 , S2 und S3 auf. Der Master 3 und die Sensoreinheiten S1 , S2, S3 sind mittels einer Busleitung 4 miteinander verbunden, die als Zweidrahtleitung ausgebildet ist. Dabei gilt weiterhin, dass die drei Sensoreinheiten S1 , S2, S3 mit der Zentraleinheit 3 in Serie miteinander verbunden sind, also in einer sogenannten„Daisy Chain“-Konfiguration.
Die Zentraleinheit 3 stellt im Sinne der oben genannten DSI3-Spezifikation einen Master dar, der über die Busleitung 4 mit den drei im Sinne der DSI3-Spezifikation als Slaves fungierenden Sensoreinheiten S1 , S2, S3 verbunden ist, so dass insgesamt ein Bus im Sinne der DSI3-Spezifikation vorliegt. Des Weiteren handelt es sich bei den
Sensoreinheiten S1 , S2, S3, um Ultraschallsensoreinheiten zum Senden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen, welche Ultraschallsensoreinheiten eines
Parkassistenzsystems darstellen.
Eine Kommunikation zwischen der Zentraleinheit 3 und den Sensoreinheiten S1 , S2, S3 erfolgt vorliegend in einem solchen Modus, in dem, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Zentraleinheit 3 Kommandos F1 , F2, F3 an die Sensoreinheiten S1 , S2, S3 sendet.
Der Modus gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem von der Zentraleinheit 3 an die Sensoreinheiten S1 , S2, S3
Botschaften geschickt werden, unterscheidet sich wesentlich von dem CRM-Modus, wie er weiter oben beschrieben ist. Dazu wird auf Fig. 2a und b verwiesen.
Fig. 2a zeigt die Kommunikation zwischen der Zentraleinheit 3 und den Sensoreinheiten S1 , S2, S3 gemäß einem herkömmlichen CRM-Modus. Dargestellt ist der zeitliche Ablauf, wie die Zentraleinheit 3 CRM-Botschaften CRM1 , CRM2 und CRM3 an die Sensoreinheiten S1 , S2, S3 verschickt, wobei zwischen den CRM-Botschaften CRM1 , CRM2, CRM3 jeweils eine Pause liegt. In diesen Pausen werden von einer jeweiligen Sensoreinheit S1 , S2, S3 Antworten R1 , R2, R3 an die Zentraleinheit zurückgeschickt. Diese Antworten R1 , R2, R3 können z.B. Bestätigungen sein, dass ein von der
Zentraleinheit 3 an die Sensoren S1 , S2, S3 versandter Befehl verstanden worden ist. Die Antworten R1 , R2, R3 können jedoch auch Informationen über Daten liefern, die von den Sensoren S1 , S2, S3 erfasst worden sind. Insgesamt dauert die Kommunikation des Aussendens der CRM-Botschaften CRM1 , CRM2, CRM3 und der Antworten R1 ,
R2, R3 die Zeit tcRM.
In Fig. 2b ist der Modus gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Erkennbar ist, dass hier nur Botschaften CM1 , CM2, CM3 von der Zentraleinheit 3 ausgesandt werden, die von den Sensoren
51 , S2, S3 nicht beantwortet werden. Es gibt also keine Antwortbotschaften, die von der Zentraleinheit 3 zu erfassen wären. Daher können die Botschaften CM1 , CM2, CM3 unmittelbar nacheinander ausgesandt werden. Dies dauert insgesamt die Zeit tcM, so dass für das Versenden der Botschaften CM1 , CM2, CM3 von der Zentraleinheit 3 an die Sensoren S1 , S2, S3 die Zeit At weniger erforderlich ist, als in dem in Fig. 2a dargestellten CRM-Modus.
Wesentlich bei dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nun auch, dass die Botschaften CM1 , CM2, CM3, die an die Sensoren S1 ,
52, S3 geschickt werden, tatsächlich nur immer für einen einzigen Sensor S1 , S2, S3 bestimmt sind. Das heißt, dass die Botschaft CM1 von der Zentraleinheit 3 für den Sensor S1 bestimmt ist, die Botschaft CM2 von der Zentraleinheit 3 für den Sensor S2 und die Botschaft CM3 von der Zentraleinheit 3 für den Sensor S3. Dies unterscheidet den hier beschriebenen Modus und die von der Zentraleinheit 3 ausgesandten
Botschaften auch von einem im DSI3-Standard vorgesehene Situation, in der ein als „Global Command“ bezeichneter Befehl von der Zentraleinheit 3 gleichzeitig an alle Sensoren S1 , S2, S3 gesandt werden kann, ohne dass die Sensoren S1 , S2, S3 darauf antworten. Dieser Befehl„Global Command“ lässt es also nicht zu, die Sensoren S1 ,
S2, S3 einzeln anzusprechen. Dies äußert sich auch darin, dass der Befehl„Global Command“ immer mit der Adresse„0“ (d.h.„an alle“) verbunden ist.
Insgesamt ermöglicht damit der vorliegend beschriebene Modus des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung eine schnelle, individuelle Konfiguration der Sensoren S1 , S2, S3, wodurch auch eine schnelle Bereitschaft der gesamten
Sensoranordnung 2 erzielt werden kann. Dadurch, dass von den Sensoren S1 , S2, S3 keine Antwortbotschaften generiert werden müssen, ist auch der Stromverbrauch verringert, so dass insgesamt eine effiziente Möglichkeit geschaffen ist, in Fällen, in denen auf eine Antwort der Sensoren S1 , S2, S3 verzichtet werden kann, eine schnelle Ansprache dieser Sensoren S1 , S2, S3 zu gewährleisten.
Bezugszeichenliste
Kraftfahrzeug
Sensoranordnung
Zentraleinheit
Busleitung
Sensoreinheit
Sensoreinheit
Sensoreinheit

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung (2) in einem Kraftfahrzeug (1 ) auf Basis eines DSI-Protokolls, wobei
die Sensoranordnung (2) eine Zentraleinheit (3) als Master und eine Mehrzahl von Sensoreinheiten (S1 , S2, S3) als von dem Master gesteuerte Slaves aufweist,
die Zentraleinheit (3) und die Sensoreinheiten (S1 , S2, S3) an eine
Busleitung (4) angeschlossen sind und
über die Busleitung (4) eine Kommunikation zwischen der Zentraleinheit (3) und den Sensoreinheiten (S1 , S2, S3) erfolgt,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Senden einer ersten Botschaft von der Zentraleinheit (3) an einen ersten Sensor (S1 ) und nachfolgend
Senden einer zweiten Botschaft von der Zentraleinheit (3) an einen zweiten Sensor (S2), ohne dass von der Zentraleinheit (3) der Empfang einer
Antwortbotschaft von dem ersten Sensor (S1 ) abgewartet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Senden der zweiten Botschaft unmittelbar nach dem Abschluss des Sendens der ersten Botschaft gestartet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (S1 ) auf den Empfang der ersten Botschaft hin keine Antwortbotschaft versendet.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden auf das Senden der zweiten Botschaft folgenden Verfahrensschritt:
Senden einer weiteren Botschaft von der Zentraleinheit (3) an einen weiteren Sensor (S3), ohne dass von der Zentraleinheit (3) der Empfang einer Antwortbotschaft von dem Sensor (S2) abgewartet wird, an den direkt zuvor eine Botschaft gesandt worden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Senden der
weiteren Botschaft unmittelbar nach dem Abschluss des Sendens der direkt zuvor versandten Botschaft gestartet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (S2), an den direkt zuvor eine Botschaft gesandt worden ist, auf die von ihm empfangene Botschaft hin keine Antwortbotschaft versendet.
7. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Sendens einer weiteren Botschaft von der
Zentraleinheit (3) an einen weiteren Sensor (S3), ohne dass von der Zentraleinheit (3) der Empfang einer Antwortbotschaft von dem Sensor (S2) abgewartet wird, an den direkt zuvor eine Botschaft gesandt worden ist, wenigstens einmal für noch einen weiteren Sensor wiederholt wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Zentraleinheit (3) an die Sensoren (S1 , S2, S3) gesandten Botschaften Konfigurationsbefehle für die einzelnen Sensoren (S1 , S2, S3) enthalten.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden dem Senden der ersten Botschaft vorausgehenden Verfahrensschritt:
Senden einer Botschaft von der Zentraleinheit an die Sensoren (S1 , S2, S3), die den Sensoren (S1 , S2, S3) ein Antwortbotschaft auf eine von der
Zentraleinheit empfangene Botschaft verbietet.
10. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug (1 ).
1 1. Nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium mit darauf abgespeicherten Befehlen, die bei ihrer Ausführung auf einem Prozessor ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bewirken.
12. Sensoranordnung, die zum Betrieb mittels eines Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 9 eingerichtet ist.
13. Sensoranordnung, nach Anspruch 12, die als Sensoreinheiten (S1 , S2, S3)
Ultraschallsensoreinheiten zum Senden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen aufweist.
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