用于傳感器連接的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行傳感器系統(tǒng)、尤其超聲傳感器系統(tǒng)的方法，所述傳感器系統(tǒng)具有至少一個(gè)超聲傳感器和至少一個(gè)控制裝置。經(jīng)電流調(diào)制地將數(shù)據(jù)由至少一個(gè)超聲傳感器傳輸?shù)娇刂蒲b置上。經(jīng)電壓調(diào)制地將數(shù)據(jù)由所述控制裝置傳輸?shù)剿鲋辽僖粋€(gè)超聲傳感器上。
【專利說(shuō)明】
用于傳感器連接的方法
【背景技術(shù)】
[0001]基于超聲的測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量與位于超聲傳感器之前的對(duì)象的距離。所應(yīng)用的超聲傳感器基于脈沖/回波方法。在該運(yùn)行中傳感器發(fā)出超聲脈沖并且測(cè)量超聲脈沖的通過(guò)對(duì)象引起的發(fā)射，也即其回波。在超聲傳感器與對(duì)象之間的間距通過(guò)回波的所測(cè)量的傳播時(shí)間和聲速計(jì)算。在當(dāng)前所應(yīng)用的基于超聲的測(cè)量系統(tǒng)中類似地實(shí)現(xiàn)回波信息時(shí)間的傳輸。這表示:在超過(guò)閾值特性曲線的時(shí)刻設(shè)置用于確定的持續(xù)時(shí)間(回波寬度)的電壓信號(hào)。隨后在相應(yīng)控制裝置(ECU)中實(shí)現(xiàn)實(shí)際的傳播時(shí)間的測(cè)量。下一研發(fā)代的超聲傳感器將超聲傳感器中的回波信號(hào)通過(guò)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并且通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)處理處理器處理接收信號(hào)。因此適合的是，數(shù)字地傳輸回波信息。這允許，也可以將回波的其他特征例如幅度、傳播時(shí)間、脈沖寬度傳輸?shù)缴霞?jí)的控制單元上。
[0002]為了回波信息的數(shù)字傳輸，具有總線能力的傳感器連接是值得期望的，以便可以實(shí)現(xiàn)在線纜樹(shù)上的節(jié)省。已經(jīng)具有不同的數(shù)字總線，它們可以用于在車輛中超聲傳感器的可能的連接。
[0003]在LIN總線中不利的是，該總線僅僅允許非常受限的數(shù)據(jù)傳輸率，例如僅僅20千比特/秒，在LIN總線中的凈傳輸率還顯著更小，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的份額相對(duì)大。在LIN總線中將二進(jìn)制信息經(jīng)電壓調(diào)制地、也即通過(guò)存在的電壓的調(diào)制通常在大約12V與0.7V之間的值之間傳輸。LIN總線的另一優(yōu)點(diǎn)可視為在于，可以出現(xiàn)非常高的電壓水平，該高的電壓水平干擾超聲傳感器的測(cè)量運(yùn)行，從而在測(cè)量運(yùn)行期間的通信看起來(lái)僅僅很難可能的。
[0004]作為另一數(shù)字總線可提及CAN總線，借助CAN總線能夠?qū)崿F(xiàn)顯著更高的傳輸率(500千比特/秒的數(shù)量級(jí))。用于在CAN總線中的傳感器接口的成本基于CAN總線的高帶寬和多面性是相對(duì)尚的。
[0005]此外，作為數(shù)字總線已知PSI5總線，該總線用于車輛中，例如用于連接安全氣囊傳感器。在PSI5總線中的傳輸經(jīng)電壓調(diào)制地由控制裝置到傳感器以2千比特/秒實(shí)現(xiàn)而電流調(diào)制地由傳感器到控制裝置以直至189千比特/秒實(shí)現(xiàn)。調(diào)制電流在PSI5總線中典型地為20毫安左右。傳輸基于具有扭絞的芯線的雙線式接口。安全氣囊傳感器的供電通過(guò)數(shù)據(jù)線路實(shí)現(xiàn)，然而僅僅設(shè)有小的供電電流，所述供電電流位于直至最大19毫安的數(shù)量級(jí)。在控制裝置的接口中設(shè)有變化的零電流水平的跟蹤。
[0006]PSI5總線——該總線已經(jīng)進(jìn)入機(jī)動(dòng)車應(yīng)用、尤其作為安全氣囊傳感器——關(guān)于其通信協(xié)議非常強(qiáng)地匹配于該應(yīng)用。以PSI5通信協(xié)議通常傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在其結(jié)構(gòu)方面顯著區(qū)別于借助超聲測(cè)量系統(tǒng)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。區(qū)別在于，用于超聲測(cè)量系統(tǒng)和用于安全氣囊傳感器的數(shù)據(jù)查詢的時(shí)間順序在時(shí)間上非常大幅地相互不同；如此對(duì)于安全氣囊傳感器非?？焖俚牟樵兪潜匾?，相比之下在超聲系統(tǒng)中查詢時(shí)間位于10毫秒與40毫秒之間的范圍中。
[0007]基于其目前為止的應(yīng)用范圍，PSI5總線作為缺點(diǎn)具有小的傳輸率。此外，PSI5總線不具有單線接口并且在傳感器上可設(shè)有更高的引腳數(shù)。在測(cè)量運(yùn)行期間同時(shí)的通信中傳感器的可能的自身干擾可能基于相對(duì)高的調(diào)制電流出現(xiàn)。此外，關(guān)于控制裝置接口需要相對(duì)昂貴的設(shè)計(jì)，這由電流跟蹤導(dǎo)致。最后應(yīng)理解，至今在PSI5總線上應(yīng)用的通信協(xié)議不可再應(yīng)用，而是在用于新的應(yīng)用的每個(gè)情況下可修改。
[0008]文獻(xiàn)DE10 2008 000 570 Al涉及一種基于超聲的駕駛員輔助系統(tǒng)。該駕駛員輔助系統(tǒng)包括至少一個(gè)超聲傳感器和至少一個(gè)用于與其他同類的傳感器并且與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口。該接口能夠?qū)崿F(xiàn)與多個(gè)其他總線參與者的通信，其中，所連接的傳感器中的每一個(gè)傳感器的單個(gè)的識(shí)別碼借助同樣通過(guò)總線通信的控制裝置可讀取。接口和總線系統(tǒng)基于經(jīng)修改的PSI5系統(tǒng)。具有雙線連接的類似PSI5系統(tǒng)如此擴(kuò)展，使得可以連接和運(yùn)行多于最大四個(gè)傳感器，其中，引入另一線路，該線路能夠?qū)崿F(xiàn):使傳感器的供電與數(shù)據(jù)傳輸分離。因此存在如下可能性，在沒(méi)有所謂的菊花鏈方法的情況下也實(shí)施邏輯和地理編址并且關(guān)于位寬和擴(kuò)展的半雙工模式優(yōu)化數(shù)據(jù)協(xié)議。由文獻(xiàn)DE 10 2008 000 570 Al得知一種用于在總線系統(tǒng)中傳感器的編址的方法，其中，傳感器的、邏輯的和位置有關(guān)的編址通過(guò)總線仲裁的確定形式的編址序列借助在系統(tǒng)中安裝的序列號(hào)的有針對(duì)性的查詢來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一方法利用識(shí)別碼的連續(xù)查詢，而第二方法基于到總線系統(tǒng)上的、時(shí)間錯(cuò)開(kāi)的連接。
[0009]文獻(xiàn)DE10 2008 044 367 Al同樣涉及一種基于超聲的駕駛員輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有用于機(jī)動(dòng)車的智能傳感器。該智能傳感器優(yōu)選構(gòu)造為超聲傳感器并且具有接口，例如總線配置中的PSI5接口。該傳感器具有時(shí)鐘發(fā)生器，其構(gòu)造用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)代表用于傳輸數(shù)據(jù)組的時(shí)間周期。傳感器根據(jù)通信協(xié)議與主機(jī)通信。在使用根據(jù)由傳感器時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)間周期的通信協(xié)議的情況下，在通過(guò)時(shí)間區(qū)段形成的時(shí)間窗期間傳輸數(shù)據(jù)組到主機(jī)上，其中，可以根據(jù)代表時(shí)鐘頻率的調(diào)節(jié)信號(hào)改變時(shí)間周期的時(shí)鐘頻率。傳感器的時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生載波信號(hào)，從而傳感器時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘頻率相應(yīng)于主機(jī)時(shí)間周期的所求取的時(shí)鐘頻率。
[0010]對(duì)到傳輸系統(tǒng)上的傳輸率的要求例如:
[0011]對(duì)于由控制裝置到超聲傳感器的傳輸210千比特/秒；
[0012]對(duì)于超聲傳感器控制裝置的傳輸2100千比特/秒；
[0013]在測(cè)量運(yùn)行期間的通信中小的自身干擾；
[0014]成本有利的實(shí)現(xiàn)；
[0015]盡可能單線通信接口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]根據(jù)本發(fā)明提出一種用于運(yùn)行傳感器系統(tǒng)的方法，所述傳感器系統(tǒng)具有至少一個(gè)超聲傳感器和至少一個(gè)控制裝置，其中，經(jīng)電流調(diào)制地將數(shù)據(jù)由至少一個(gè)超聲傳感器傳輸?shù)娇刂蒲b置上，而經(jīng)電壓調(diào)制地將數(shù)據(jù)由控制裝置傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)超聲傳感器上。
[0017]由此確保傳感器例如超聲傳感器、傳感器系統(tǒng)到控制裝置的成本有利的雙向的全數(shù)字的以及具有數(shù)據(jù)總線能力的傳感器連接。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案，可以在修改相應(yīng)的PSI5數(shù)據(jù)總線接口之后正好將該數(shù)據(jù)總線和用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖IN數(shù)據(jù)總線相互組合以便充分利用兩個(gè)總線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0018]在本發(fā)明所基于的構(gòu)思的有利構(gòu)型中，實(shí)現(xiàn)由至少一個(gè)超聲傳感器到控制裝置通過(guò)PSI5接口以在單線路上2 378千波特/秒的傳輸率的數(shù)據(jù)傳輸。為了數(shù)據(jù)由至少一個(gè)超聲傳感器到控制裝置的傳輸，將發(fā)送電流在通信線路上調(diào)制。發(fā)送電流位于< 100毫安優(yōu)選<10毫安的數(shù)量級(jí)上。如果調(diào)制電流減小到該數(shù)量級(jí)，則自身干擾的水平可以急劇減小。由此確保具有最小化的自身干擾的運(yùn)行。在此將自身干擾理解為由通信脈沖到在超聲傳感器測(cè)量運(yùn)行中接收通道的串?dāng)_。
[0019]按照根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案，將至少一個(gè)超聲傳感器的超聲回波數(shù)據(jù)經(jīng)電流調(diào)制地傳輸?shù)娇刂蒲b置上，這優(yōu)選如此實(shí)現(xiàn)，即對(duì)于每個(gè)超聲回波可以將所涉及的超聲傳感器的相應(yīng)的回波傳播時(shí)間、幅度以及其他回波特征以及測(cè)量狀態(tài)經(jīng)編碼地傳輸?shù)娇刂蒲b置上。超聲回波數(shù)據(jù)優(yōu)選在至少一個(gè)預(yù)先定義數(shù)據(jù)協(xié)議中以對(duì)于每個(gè)超聲回波16、24優(yōu)選然而32位的位寬傳輸。
[0020]數(shù)據(jù)由控制裝置到至少一個(gè)超聲傳感器的傳輸優(yōu)選包括編址、發(fā)送命令、至少一個(gè)配置命令以及時(shí)間段(Zeitspanne)限定的同步脈沖(SYNC)。由至少一個(gè)超聲傳感器到控制裝置的數(shù)據(jù)傳輸借助數(shù)據(jù)總線進(jìn)行并且在同一數(shù)據(jù)總線上沿兩個(gè)方向優(yōu)選在先前提及的單線連接上實(shí)現(xiàn)。
[0021]用于數(shù)據(jù)由控制裝置到至少一個(gè)超聲傳感器的經(jīng)電壓調(diào)制的傳輸?shù)膫鬏斅蕛?yōu)選位于2 1k比特的數(shù)量級(jí)中、優(yōu)選20k比特處。
[0022]根據(jù)所述方法關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)電流調(diào)制或經(jīng)電壓調(diào)制地運(yùn)行的超聲系統(tǒng)包括超聲傳感器，該超聲傳感器構(gòu)造用于能夠?qū)崿F(xiàn)借助經(jīng)電流調(diào)制的到控制裝置上的數(shù)據(jù)傳輸。超聲系統(tǒng)還包括控制裝置，該控制裝置構(gòu)造用于將數(shù)據(jù)經(jīng)電壓調(diào)制地傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)超聲傳感器上，該至少一個(gè)超聲傳感器可以根據(jù)如上所述用于運(yùn)行傳感器系統(tǒng)的方法運(yùn)行。
[0023]發(fā)明優(yōu)點(diǎn):
[0024]根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器系統(tǒng)的運(yùn)行，其中，在多個(gè)傳感器、尤其超聲傳感器與控制所述超聲傳感器的控制裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸一方面通過(guò)修改的PSI5數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)而另一方面經(jīng)電壓調(diào)制地類似于LIN數(shù)據(jù)總線地實(shí)現(xiàn)，由此可以相互組合兩個(gè)總線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。初始點(diǎn)是具有相應(yīng)數(shù)據(jù)總線的PSI5接口的高帶寬的經(jīng)電流調(diào)制的傳輸。該傳輸率通過(guò)相應(yīng)的構(gòu)件設(shè)計(jì)進(jìn)一步提升超過(guò)可用的189千比特/秒到378千比特/秒。限于扭絞線的傳輸限制可以在超聲傳感器中消除，因?yàn)榫€路容量不影響超聲傳感器的測(cè)量結(jié)果。經(jīng)電壓調(diào)制的傳輸率可以提高到超過(guò)10千比特/秒、優(yōu)選20千比特/秒，因?yàn)榭梢岳肔IN數(shù)據(jù)總線的有利特征，由此LIN數(shù)據(jù)總線在較高電平下運(yùn)行并且因此可以確保這樣的傳輸率。有利地可以通過(guò)根據(jù)本發(fā)明提出的方法的實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)如下，即調(diào)制電流為了避免自身干擾可以足夠程度地被降低，優(yōu)選在10毫安之下的數(shù)量級(jí)。
[0025]借助根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案可以實(shí)現(xiàn)高的數(shù)據(jù)傳輸率。因此實(shí)現(xiàn)由控制裝置到至少一個(gè)超聲傳感器的以20千比特/秒的數(shù)據(jù)傳輸。命令一一例如超聲發(fā)送命令更快地實(shí)現(xiàn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)象的更快的首次檢測(cè)。由至少一個(gè)超聲傳感器到控制裝置的數(shù)據(jù)傳輸以378千比特/秒的傳輸率實(shí)現(xiàn)?；夭〝?shù)據(jù)的數(shù)量以及回波特征的數(shù)量可以大地選擇，從而產(chǎn)生更好且更快速的對(duì)象檢測(cè)。此外存在如下可能性，即可以擴(kuò)展在數(shù)據(jù)總線上的參與者的數(shù)量，因?yàn)榭梢詣?chuàng)建非常簡(jiǎn)單并因此成本有利的布線。盡管在電流調(diào)制中的小的自身干擾，但是測(cè)量運(yùn)行的可能發(fā)生的干擾以及在傳輸期間所測(cè)量的輸入電平可以位于正常放大噪聲水平之上。這當(dāng)所期望的回波信號(hào)僅僅稍微位于噪聲之上時(shí)是危險(xiǎn)的，這優(yōu)選在大的對(duì)象間距的情況下回波傳播時(shí)間>20毫秒時(shí)存在。然而在較小的對(duì)象間距的情況下，干擾基于回波顯著更高的信號(hào)水平是可容忍的。因此目標(biāo)在于，在時(shí)間〈20毫秒中對(duì)于數(shù)據(jù)總線的所有總線參與者實(shí)現(xiàn)傳輸。根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案避免電流零水平的昂貴的電流跟蹤，如這在PSI5數(shù)據(jù)總線中需要的那樣。不發(fā)生傳感器通過(guò)通信線路的供電，而是取而代之地實(shí)現(xiàn)具有相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸率的純數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)本發(fā)明提出的用于運(yùn)行傳感器系統(tǒng)、尤其超聲傳感器系統(tǒng)的方法的實(shí)現(xiàn)使用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，該數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn):在進(jìn)行的測(cè)量運(yùn)行中通過(guò)SYNC脈沖不發(fā)生測(cè)量運(yùn)行的干擾，因?yàn)樵揝YNC脈沖共同集成在超聲傳輸命令(發(fā)送命令)中。SYNC脈沖因此也在不規(guī)則的柵格(Raster)中發(fā)出，也即總是正好當(dāng)控制裝置期望超聲發(fā)射時(shí)。在PSI5數(shù)據(jù)總線如例如用于安全氣囊中，SYNC脈沖以明確規(guī)定的間隔是需要的并且因此不適用于在超聲系統(tǒng)中的應(yīng)用。發(fā)送命令用于在ASIC組件中RC振蕩器的校準(zhǔn)。因此要求針對(duì)短時(shí)穩(wěn)定性，由此〈0.2至0.5%的精度是可能的。因?yàn)椴恍枰叨染_的石英振蕩器，所以可以實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約。因?yàn)樵诳偩€參與者的各個(gè)通信間隙之間存在小的間歇，所以相比于LIN數(shù)據(jù)總線可以實(shí)現(xiàn)高的凈數(shù)據(jù)傳輸率，在LIN數(shù)據(jù)總線中間歇顯著更長(zhǎng)，因?yàn)樵贚IN總線中時(shí)間基礎(chǔ)是極其不準(zhǔn)確的。因此可以傳輸大的數(shù)據(jù)量，相比于PSI5協(xié)議實(shí)現(xiàn)通過(guò)8位數(shù)據(jù)安全方法(CRC:循環(huán)冗余校驗(yàn))對(duì)所有數(shù)據(jù)的保護(hù)并且不借助3位數(shù)據(jù)安全方法(CRC)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)字的保護(hù)。因此產(chǎn)生更小的成本，這反映在顯著更高的凈數(shù)據(jù)傳輸率上。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在根據(jù)本發(fā)明提出的方法中可以確保具有至少一個(gè)超聲傳感器和至少一個(gè)控制裝置的傳感器系統(tǒng)、尤其超聲傳感器系統(tǒng)的運(yùn)行。由控制裝置到至少一個(gè)超聲傳感器的數(shù)據(jù)傳輸率一方面足夠高，此外在測(cè)量運(yùn)行期間在同側(cè)通信時(shí)超聲傳感器的自身干擾可以基于相對(duì)低的調(diào)制電流被避免或至少大幅地抑制。
[0027]通過(guò)通信協(xié)議的修改、也即該通信協(xié)議與在傳感器系統(tǒng)如例如超聲傳感器系統(tǒng)中的給定條件的特定匹配，可以修改主題編址、發(fā)送命令、配置命令、傳輸間隙/SYNC脈沖以及到控制裝置上的回波數(shù)據(jù)傳輸。
[0028]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明提出的方法實(shí)現(xiàn)超聲傳感器系統(tǒng)的超聲傳感器中的一個(gè)超聲傳感器通過(guò)控制裝置的編址，例如已知的菊花鏈方法。通過(guò)在相應(yīng)車輛中實(shí)現(xiàn)的布線因此確定在相應(yīng)車輛的保險(xiǎn)杠中超聲傳感器的物理位置。對(duì)于菊花鏈方法的實(shí)現(xiàn)替代地，可以在多個(gè)步驟中實(shí)現(xiàn)邏輯和地理編址，其中，在初始化期間可以由控制裝置同時(shí)對(duì)話所有超聲傳感器。以上的前提是明確的傳感器序列號(hào)或傳感器ID(32_48比特)，所述傳感器序列號(hào)或傳感器ID保存在傳感器或EEPROM中。相應(yīng)超聲傳感器的邏輯和地理編址的基本構(gòu)思在于，編址序列通過(guò)總線仲裁的確定形式、借助并且有針對(duì)性地查詢?cè)趥鞲衅飨到y(tǒng)中安裝的序列號(hào)來(lái)實(shí)施。在第二步驟中實(shí)現(xiàn)所謂的“自動(dòng)定位”方法，例如通過(guò)特定的噪音算法，因?yàn)楦鱾€(gè)超聲傳感器相互間距是已知的，已知的對(duì)象環(huán)境以“傾斜壁”的形式存在或者通過(guò)借助分別在車輛中存在的轉(zhuǎn)向角信息的、直接回波的和/或交叉回波的統(tǒng)計(jì)分析處理。替代地，可以在車輛制造商或在保險(xiǎn)杠單元的供應(yīng)商處通過(guò)校準(zhǔn)裝置傳送傳感器的位置，該校準(zhǔn)裝置通過(guò)聲源給每個(gè)傳感器發(fā)送直接回波。此外也存在以下可能性:在該方法內(nèi)設(shè)置限定的安裝順序的遵循以及在相應(yīng)測(cè)試臺(tái)中的應(yīng)答裝置，從而傳感器系統(tǒng)的相應(yīng)超聲傳感器可以被明確識(shí)別和定位。
[0029]根據(jù)本發(fā)明修改的通信協(xié)議還包括發(fā)送命令。
[0030]通過(guò)由控制裝置傳送給至少一個(gè)超聲傳感器的發(fā)送命令激勵(lì)超聲傳感器進(jìn)行超聲脈沖的發(fā)射。發(fā)送命令一般由以下組成部分組成:起始位、命令I(lǐng)D、編址、發(fā)送信息、奇偶信息以及停止位。發(fā)送命令通常具有固定地預(yù)給定的位寬。通過(guò)相應(yīng)的傳輸率因此也確定一個(gè)固定時(shí)間，該固定時(shí)間在相應(yīng)發(fā)送命令的起始位與停止位之間流逝。發(fā)送命令的停止位在此用作用于模仿超聲脈沖的觸發(fā)器。發(fā)送命令的發(fā)射然后關(guān)于相應(yīng)停止位以固定延遲地發(fā)生。通過(guò)所述編址可以激勵(lì)不僅一個(gè)超聲傳感器而且多個(gè)通過(guò)相應(yīng)數(shù)據(jù)總線相互連接的超聲傳感器發(fā)出超聲脈沖。通信協(xié)議此外也包括如下信息，即超聲傳感器何時(shí)傳輸其數(shù)據(jù)。該時(shí)刻或者相應(yīng)時(shí)間間隙如此選擇，使得與之有關(guān)的自身干擾設(shè)置在具有高度背景噪音(地面雜波)的時(shí)間范圍中。
[0031 ]此外，通信協(xié)議包括配置命令，所述配置命令包括以下信息:起始位、命令I(lǐng)D、編址、配置數(shù)據(jù)以及奇偶/CRC。
[0032]相應(yīng)配置數(shù)據(jù)的保護(hù)針對(duì)為相應(yīng)命令I(lǐng)D確定的方案實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)奇偶位或者數(shù)據(jù)保護(hù)方法，例如CRC方法(CRC = Cyclic Redundancy Check)。
[0033]此外，通信協(xié)議包括關(guān)于同步總線(SYNC脈沖)或者關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸間隙的信息。通過(guò)所述配置命令給與數(shù)據(jù)總線通信的相應(yīng)超聲傳感器預(yù)給定固定的時(shí)間片段(Zeitscheibe)用于其相應(yīng)數(shù)據(jù)到控制裝置上的傳輸。這些時(shí)間片段或時(shí)間段涉及同步脈沖。同步脈沖基于測(cè)量運(yùn)行的可能的干擾不允許在各個(gè)超聲傳感器的測(cè)量窗也即測(cè)量時(shí)間間隔(Messzeitraum)中中斷。按照根據(jù)本發(fā)明提出的方法，該同步脈沖作為限定的比特限定在發(fā)送命令(優(yōu)選作為相應(yīng)的停止位)內(nèi)。在傳感器系統(tǒng)內(nèi)的超聲傳感器可以要求用于其數(shù)據(jù)要求的多個(gè)時(shí)間片段，然而優(yōu)選對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于每個(gè)超聲傳感器僅僅確定的時(shí)間片段可用。相應(yīng)時(shí)間片段的長(zhǎng)度或用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)某掷m(xù)時(shí)間是配置參數(shù)并且可以通過(guò)要分開(kāi)地中斷的命令在傳感器系統(tǒng)、尤其超聲傳感器系統(tǒng)的運(yùn)行期間也匹配。由此可以關(guān)于各個(gè)超聲傳感器的數(shù)據(jù)在傳感器系統(tǒng)的運(yùn)行期間改變傳輸量。這提供以下優(yōu)點(diǎn):根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)和需求，超聲傳感器中的一些可以變得未激活。
[0034]在超聲測(cè)量的相應(yīng)測(cè)量周期內(nèi)參與的超聲傳感器實(shí)施在相應(yīng)超聲傳感器內(nèi)超聲回波的傳播時(shí)間測(cè)量。該傳播時(shí)間測(cè)量是用于緊接著在控制裝置中發(fā)生的三邊測(cè)量的基礎(chǔ)。橫向誤差極大地取決于所實(shí)施的傳播時(shí)間測(cè)量的精度，在三邊測(cè)量期間在各個(gè)超聲傳感器之間信號(hào)的相對(duì)時(shí)間偏差尤其是重要的。
[0035]在傳播時(shí)間測(cè)量中優(yōu)選應(yīng)用高精度的振蕩器。所應(yīng)用的振蕩器可與傳感器系統(tǒng)的相應(yīng)超聲傳感器同步。這樣的同步在此通過(guò)固定地限定的時(shí)間間隔的、之前限定的命令的測(cè)量實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地在此應(yīng)用所述命令。此外，實(shí)現(xiàn)如下時(shí)間段的測(cè)量，該時(shí)間段在起始位與停止位之間流逝。這附加地具有以下優(yōu)點(diǎn):同步總是正好當(dāng)超聲回波的傳輸臨近時(shí)才發(fā)生。因此對(duì)振蕩器的要求對(duì)于超聲傳感器如下匹配，確保在分別短的測(cè)量時(shí)間間隔上的短時(shí)穩(wěn)定性，該測(cè)量時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間為10毫秒至50毫秒。振蕩器通過(guò)相應(yīng)的同步被再調(diào)整。因此可以確保和保證〈0.5%優(yōu)選〈0.2%的相對(duì)偏差?；谝虼藢?shí)現(xiàn)的高精度可以將在參與的超聲傳感器的各個(gè)時(shí)間片段(通信片段)之間的間歇保持得小，從而高的凈數(shù)據(jù)傳輸率對(duì)于通信可用。
[0036]此外，在通信協(xié)議中超聲回波數(shù)據(jù)也是感興趣的，所述超聲回波數(shù)據(jù)由超聲系統(tǒng)的相應(yīng)超聲傳感器傳輸?shù)娇刂蒲b置(ECU)上。超聲傳感器的超聲回波數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)先定義的方案構(gòu)建?；夭〝?shù)據(jù)具有限定的位寬并且對(duì)于每個(gè)超聲回波包含相應(yīng)的回波傳播時(shí)間以及回波的其他特征。優(yōu)選地為此限定每個(gè)超聲回波16、24或32位的位寬。如果預(yù)給定所述位寬，則所獲得的數(shù)據(jù)的解讀取決于相應(yīng)應(yīng)用。因此絕對(duì)可以在控制裝置中并且在相應(yīng)超聲信號(hào)傳感器中保存多個(gè)數(shù)據(jù)協(xié)議。在預(yù)先定義的時(shí)間片段中應(yīng)傳輸?shù)某暬夭ǖ臄?shù)量可以同樣以時(shí)間片段的配置確定并且相對(duì)傳播時(shí)間來(lái)改變。在超聲回波的傳輸?shù)慕Y(jié)束進(jìn)行另一數(shù)據(jù)塊的傳輸。該數(shù)據(jù)塊如下表征相應(yīng)超聲傳感器的測(cè)量狀態(tài):即考慮例如故障狀態(tài)、自診斷條件和/或測(cè)量條件。在由相應(yīng)超聲傳感器到上級(jí)控制單元的數(shù)據(jù)傳輸期間數(shù)據(jù)塊的結(jié)束形成數(shù)據(jù)保護(hù)位(CRC = Cyclic Redundancy Check)，該數(shù)據(jù)保護(hù)位通過(guò)在時(shí)間片段內(nèi)全部要傳輸?shù)娇刂蒲b置上的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算。
[0037]根據(jù)本發(fā)明提出的所述方法在同一數(shù)據(jù)總線上實(shí)現(xiàn)。該方法同樣可以應(yīng)用到具有僅僅一個(gè)參與者的數(shù)據(jù)總線、所謂的點(diǎn)連接上。編址在該情況下是不必要的并且因此可以取消。
[0038]本發(fā)明不限于在此描述的實(shí)施例和在其中突出的方面。相反地，在通過(guò)權(quán)利要求給出的范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)多種修改，所述多種修改處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于運(yùn)行傳感器系統(tǒng)的方法，所述傳感器系統(tǒng)具有至少一個(gè)超聲傳感器和至少一個(gè)控制裝置，其特征在于，經(jīng)電流調(diào)制地將數(shù)據(jù)由所述至少一個(gè)超聲傳感器傳輸?shù)剿隹刂蒲b置上，而經(jīng)電壓調(diào)制地將數(shù)據(jù)由所述控制裝置傳輸?shù)剿鲋辽僖粋€(gè)超聲傳感器上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述數(shù)據(jù)由所述至少一個(gè)超聲傳感器通過(guò)經(jīng)電壓和電流調(diào)制的雙向接口傳輸?shù)剿隹刂蒲b置上。3.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在單線路上以>189千比特的傳輸率實(shí)現(xiàn)所述數(shù)據(jù)到所述控制裝置上的傳輸，而以>10千比特、優(yōu)選20千比特的傳輸率實(shí)現(xiàn)所述數(shù)據(jù)由所述控制裝置到至少一個(gè)超聲傳感器的傳輸。4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了將數(shù)據(jù)由所述至少一個(gè)超聲傳感器傳輸?shù)剿隹刂蒲b置上，將發(fā)送電流調(diào)制到通信線路上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送電流的電流強(qiáng)度為<100毫安，優(yōu)選仝10暈安。6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，以不規(guī)則的和自由限定的間隔實(shí)現(xiàn)同步脈沖(SYNC)并且通過(guò)由所述控制裝置到所述至少一個(gè)超聲傳感器的發(fā)送命令、優(yōu)選作為超聲發(fā)送命令實(shí)現(xiàn)所述同步脈沖。7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述至少一個(gè)超聲傳感器的超聲回波數(shù)據(jù)經(jīng)電流調(diào)制地傳輸?shù)剿隹刂蒲b置上，如此使得對(duì)于每個(gè)超聲回波將所述超聲傳感器的回波傳播時(shí)間和/或幅度和/或其他回波特征以及測(cè)量狀態(tài)傳輸?shù)剿隹刂蒲b置上。8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在至少一個(gè)預(yù)先定義的數(shù)據(jù)協(xié)議中以每個(gè)超聲回波16、24、32位的位寬傳輸超聲回波數(shù)據(jù)。9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，由所述控制裝置到所述至少一個(gè)超聲傳感器的所述數(shù)據(jù)傳輸包括編址、發(fā)送命令、配置命令以及時(shí)間段限定的同步脈沖(SYNC)010.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述至少一個(gè)超聲傳感器中通過(guò)所測(cè)量的、專用通信命令的傳輸時(shí)間校正振蕩器頻率。11.一種超聲傳感器，其構(gòu)造用于按照根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法經(jīng)電流調(diào)制地傳輸數(shù)據(jù)到控制裝置上。12.—種控制裝置，其構(gòu)造用于按照根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法經(jīng)電壓調(diào)制地傳輸數(shù)據(jù)到至少一個(gè)超聲傳感器上。
【文檔編號(hào)】G01S7/52GK105849588SQ201480069734
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年11月4日
【發(fā)明人】D·施密德, M·魯?shù)婪? M·舒曼
【申請(qǐng)人】羅伯特·博世有限公司