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DE102008017903A1 - Schnittstellen- und Steuerschaltung für ein Sensor-Cluster zur Bereitstellung von Sensordaten für Fahrzeug-Applikationen - Google Patents

Schnittstellen- und Steuerschaltung für ein Sensor-Cluster zur Bereitstellung von Sensordaten für Fahrzeug-Applikationen Download PDF

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DE102008017903A1
DE102008017903A1 DE200810017903 DE102008017903A DE102008017903A1 DE 102008017903 A1 DE102008017903 A1 DE 102008017903A1 DE 200810017903 DE200810017903 DE 200810017903 DE 102008017903 A DE102008017903 A DE 102008017903A DE 102008017903 A1 DE102008017903 A1 DE 102008017903A1
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DE
Germany
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sensor
sensors
data
sensor cluster
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810017903
Other languages
English (en)
Inventor
Günter Fendt
Manfred Kulesch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority to DE200810017903 priority Critical patent/DE102008017903A1/de
Priority to PCT/DE2009/000208 priority patent/WO2009124518A1/de
Priority to DE112009001426T priority patent/DE112009001426A5/de
Publication of DE102008017903A1 publication Critical patent/DE102008017903A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R21/01Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/0104Communication circuits for data transmission
    • B60R2021/01047Architecture
    • B60R2021/01054Bus
    • B60R2021/01068Bus between different sensors and airbag control unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnittstellen- und Steuerschaltung (30, 32, 34) für ein Sensor-Cluster (10) zur Bereitstellung von Sensordaten für Fahrzeug-Applikationen (12, 14, 16), das eine Vielzahl von Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) aufweist, von diesen einer oder mehrere der Sensoren einstellbare Dynamikbereiche aufweisen, wobei die Schnittstellen- und Steuerschaltung (30, 32, 34) zum Empfangen und Verarbeiten von Steuerdaten von Fahrzeug-Applikationen (12, 14, 16) zum Einstellen von Dynamikbereichen der Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) des Sensor-Clusters (10) während des Betriebs des Sensor-Clusters (10) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schnittstellen- und Steuerschaltung für ein Sensor-Cluster zur Bereitstellung von Sensordaten für Fahrzeug-Applikationen gemäß Anspruch 1.
  • Zur Verbesserung des Komforts und der Sicherheit im Straßenverkehr werden zunehmend Fahrerassistenzsysteme und Insassenschutzsicherheits- bzw. -schutzsysteme in Fahrzeuge eingesetzt, um ein möglichst komfortables und sicheres Fahren sowie einen möglichst effektiven Schutz bei Unfällen zu gewährleisten. Eine Verbesserung der Schutzwirkung von Insassen wird hierbei insbesondere dadurch erreicht, indem die bekannten Insassenschutzsysteme wie Airbag und Gurtstrammereinrichtungen verstärkt um so genannte Überrollsysteme und Überrollschutzfunktionen ergänzt werden, die Insassen speziell bei Unfällen mit Überrollereignissen schützen sollen. Zunehmend werden auch ESP(Elektronisches Stabilitäts-Programm)-Assistenten in modernen Kraftfahrzeugen eingesetzt, um den Fahrzeugführer bei Schleudervorgängen seines Fahrzeugs aktiv zu unterstützen und Unfälle möglichst zu vermeiden. Zur Verbesserung des Fahrkomforts werden weiterhin Fahrer-Unterstützende Assistenzsysteme dafür eingesetzt, um ein möglichst ausgeglichenes Fahrgefühl zu gewährleisten. Alle vorgenannten Systeme basieren auf der Verarbeitung von Signalen einer Vielzahl von im Fahrzeug eingesetzten Sensoren. Einzelne Sensoren können auch für verschiedene Applikationen im Fahrzeug eingesetzt werden, beispielsweise ein Drehratensensor sowohl für eine Überrollschutzfunktion als auch für ein ESP-System.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schnittstellen- und Steuerschaltung für ein Sensor-Cluster vorzuschlagen, das Sensordaten für verschiedene Fahrzeug-Applikationen bereitstellen kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Schnittstellen- und Steuerschaltung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, ein Sensor-Cluster mit einer Vielzahl von Sensoren vorzusehen, von diesen einer oder mehrere der Sensoren einstellbare Dynamikbereiche aufweisen, um für verschiedene Fahrzeug-Applikationen anwendbar zu sein, und ferner eine Möglichkeit vorzusehen, die Sensor-Ausgangs-Charakteristiken, insbesondere Dynamikbereiche der einzelnen Sensoren bzw. Sensor-Kanäle des Sensor-Clusters auch im Betrieb des Sensor-Clusters, insbesondere im Echtzeitbetrieb einstellen zu können, vor allem (fortlaufend) frei konfigurieren zu können. Zur Erlangung einer applikationsbedingten idealen Sensor-Ausgangs-Charakteristik können zur Konfiguration aktuelle Betriebsparameter mitberücksichtigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft nun gemäß einer Ausführungsform eine Schnittstellen- und Steuerschaltung für ein Sensor-Cluster zur Bereitstellung von Sensordaten für Fahrzeug-Applikationen, das eine Vielzahl von Sensoren aufweist, von diesen einer oder mehrere der Sensoren einstellbare Dynamikbereiche aufweisen, wobei die Schnittstellen- und Steuerschaltung zum Empfangen und Verarbeiten von Steuerdaten von einer Fahrzeug-Applikation zum Einstellen eines oder mehrerer Dynamikbereiche der Sensoren des Sensor-Clusters während des Betriebs des Sensor-Clusters ausgebildet ist. Die Schnittstellen- und Steuerschaltung kann beispielsweise als eigenständiges Modul oder gar als integrierte Schaltung ausgebildet sein, das bzw. die in einen Sensor-Cluster oder ein Steuergerät für verschiedene Fahrzeug-Applikationen integriert werden kann. Unter Fahrzeug-Applikation werden insbesondere die eingangs erwähnten Sicherheitssysteme verstanden, die in modernen Kraftfahrzeugen zunehmend eingesetzt werden.
  • Die Schaltung kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Empfangen und Verarbeiten digitaler Sensordaten von Sensoren des Sensor-Clusters und zur digitalen bidirektionalen Kommunikation mit Fahrzeug-Applikationen ausgebildet sein. Die digitale Kommunikation besitzt im Fahrzeug den Vorteil einer geringeren Störempfindlichkeit, da übertragene digitale Daten durch geeignete Protokolle gegen Übertragungsfehler und -störungen besser als analoge Signale abgesichert werden können.
  • Weiterhin kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Schaltung zum sequentiellen Zusammenfassen empfangener digitaler Sensordaten in einem Übertragungsrahmen-Protokoll und zur Kommunikation mit Fahrzeug-Applikationen gemäß dem Übertragungsrahmen-Protokoll ausgebildet sein. Die Verwendung eines Übertragungsrahmenprotokolls besitzt den Vorteil, dass die Sensordaten seriell übertragen werden können, wodurch der Verdrahtungsaufwand im Fahrzeug im Vergleich zu einer parallelen Datenübertragung deutlich reduziert werden kann.
  • Die Schaltung kann ferner gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sein, jedem der Sensoren des Sensor-Clusters einen bestimmten Informationsblock eines Übertragungsrahmens des Übertragungsrahmen-Protokolls zuzuordnen. Dadurch ist es im Prinzip nicht erforderlich, spezielle Kennungen von Sensoren pro Rahmen zu übertragen, da ein Empfänger alleine anhand des Informationsblocks bzw. der Position des Informationsblocks im Übertragungsrahmen im Protokoll den Sensor identifizieren kann. Dadurch kann mehr Kapazität für die Übertragung von Sensordaten zur Verfügung gestellt werden oder die Rahmen können kürzer sein.
  • Ferner kann die Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sein, in jedem Informationsblock Sensordaten und Dynamikbereichsdaten des zugeordneten Sensors zu übertragen. Ein Empfänger von Rahmen kann dadurch feststellen, mit welchem Dynamikbereich der die im Informationsblock vorhandenen Sensordaten liefernde Sensor arbeitet, bzw. auf welchen Dynamikbereich er eingestellt ist. Dies ermöglicht es dem Empfänger, die Verarbeitung der empfangenen Sensordaten zu optimieren, insbesondere die Verarbeitung der Sensordaten an den eingestellten Dynamikbereich des Sensors anzupassen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Schaltung ausgebildet sein, an Sensoren des Sensor-Clusters Konfigurationsparameter mit Daten zum Einstellen der Dynamikbereiche der Sensoren zu senden. Diese Konfigurationsparameter können beispielsweise in digitaler Form an die Sensoren übertragen werden, beispielsweise als Art Befehle zum Einstellen der Dynamikbereiche. Die Konfigurationsparameter können auch als Konfigurationsparametersätze übermittelt werden, in denen geordnet verschieden Einstellkriterien für einen Sensor angegeben sind, beispielsweise ein Kriterium für die Einstellung des Dynamikbereichs des Sensors, ein weiteres Kriterium für die Gültigkeit des einzustellenden Dynamikbereichs, wodurch der Sensor den gewünschten Dynamikbereich nur für eine Zeitdauer entsprechend der übermittelten Gültigkeit einstellen kann, und nach Ablauf der Zeitdauer wieder in den ursprünglichen Dynamikbereich automatisch umschalten kann. Alternativ hierzu, kann vorgesehen sein, dass immer der zuletzt übermittelte Konfigurationsparametersatz solange Gültigkeit hat, bis ein neuer Konfigurationsparametersatz übermittelt wird.
  • Die Schaltung kann weiterhin gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sein, an Sensoren des Sensor-Clusters zyklisch unterschiedliche Konfigurationsparameter mit Daten zum Einstellen unterschiedlicher Dynamikbereiche der Sensor zu senden. Beispielsweise kann es erforderlich sein, dass ein bestimmter Sensor, der für verschiedene Fahrzeug-Applikationen benötigt wird, zyklisch zwischen verschiedenen Dynamikbereichen umschaltet, die jeweils an eine bestimmte Fahrzeug-Applikation angepasst sind. Denkbar ist beispielsweise, dass ein Drehratensensor von einer Fahrdynamikregelung und einem Überrollschutzsystem genutzt wird und für jede dieser beiden Fahrzeug-Applikationen unterschiedliche Dynamikbereiche (Sensor-Ausgangs-Charakteristiken) des Sensors erforderlich sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Schaltung auch ausgebildet sein, als Steuerdaten Kennungen zur Identifikation von Fahrzeug-Applikationen zu empfangen und die für die identifizierten Fahrzeug-Applikationen geeigneten Dynamikbereiche der für die identifizierten Fahrzeug-Applikationen benötigten Sensoren des Sensor-Clusters einzustellen. Beispielsweise können in der Schaltung die für verschiedene Fahrzeug-Applikationen erforderlichen Dynamikbereiche von Sensoren gespeichert sein zusammen mit entsprechenden Identifikationsdaten zur Fahrzeug-Applikation. Sobald die Schaltung als Steuerdatum eine Kennung einer bestimmten Fahrzeug-Applikation empfängt, kann sie die Dynamikbereiche aller für die Fahrzeug-Applikation benötigten Sensoren aus einem internen Speicher laden und die Sensoren entsprechend einstellen.
  • Die Erfindung betrifft ferner gemäß einer Ausführungsform einen Sensor-Cluster zur Bereitstellung von Sensordaten für Fahrzeug-Applikationen mit einer Vielzahl von Sensoren, von diesen einer oder mehrere der Sensoren einstellbare Dynamikbereiche aufweisen, und
    einer Schnittstellen- und Steuerschaltung nach der Erfindung und wie vorangehend beschreiben. Ein derartiger Sensor-Cluster kann als Fahrzeugkomponente ausgebildet sein, die zum Verbauen in Kraftfahrzeugen angeboten wird.
  • Schließlich betrifft die Erfindung in einer Ausführungsform die Verwendung einer Schnittstellen- und Steuerschaltung nach der Erfindung und wie vorangehend beschreiben in einem Fahrzeug, wobei die Schaltung zwischen ein Sensor-Cluster im Fahrzeug und verschiedene Fahrzeug-Applikationen geschaltet ist.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem/den in der/den Zeichnung(en) dargestellten Ausführungsbeispiel(en).
  • In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in der/den Zeichnung(en) werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
  • Die Zeichnung(en) zeigt/zeigen in
  • 1 eine Prinzipdarstellung eines Sensor-Clusters mit verschiedenen Sensoren und einer Schnittstellen- und Steuerschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • 2 ein Ausführungsbeispiel eines Protokoll-Frames bzw. Übertragungsrahmensprotokolls gemäß der Erfindung, wie es durch die in 1 gezeigte Schnittstellen- und Steuerschaltung implementiert sein kann.
  • Im Folgenden können gleiche und/oder funktional gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die im Folgenden angegebenen absoluten Werte und Maßangaben sind nur beispielhafte Werte und stellen keine Einschränkung der Erfindung auf derartige Dimensionen dar.
  • Wie bereits oben erwähnt, besteht ein wesentlicher Gedanke der Erfindung darin, dass die Sensor-Ausgangs-Charakteristiken eines oder mehrerer Sensor-Kanäle eines Sensor-Clusters auch im Echtzeitbetrieb (fortlaufend) frei konfigurierbar sind, wobei zur Erlangung einer applikationsbedingten idealen Sensor-Ausgangs-Charakteristik zur Konfiguration aktuelle Betriebsparameter mitberücksichtigt werden können. Um diese Sensor- Ausgangs-Charakteristiken realisieren zu können, können die Sensorsignale bzw. Sensordaten der einzelnen Sensorkanäle auch während des aktiven Betriebes (zyklische Messwerterfassung) mittels Programmierung an die aktuellen in Realität vorliegenden Gegebenheiten bzw. Applikationsanforderungen angepasst werden.
  • Unter dem Sachverhalt der „momentanen in Realität vorliegenden Gegebenheiten” sind die Parameter, wie Eigengeschwindigkeit, relative Differenzgeschwindigkeit zu einem vorausfahrenden Fahrzeug bzw. zu einem entgegenkommenden Fahrzeug, Hindernisobjekt, Hindernismasse, etc. zu verstehen.
  • Unter dem Sachverhalt der „Applikationsanforderung” ist beispielsweise bei einem Drehratensensor der Parameter Empfindlichkeit des Drehwinkels pro Sekunde bzw. der darzustellende Drehwinkel pro Sekunde zu verstehen, wobei beispielsweise eine Applikation zur Fahrwerksregelung bzw. Fahrdynamikregelung eine Dynamik von ca. 40 Grad/Sekunde, und eine Applikation zur Überroll-/Überschlagserkennung eine Dynamik von ca. 250 Grad/Sekunde erfordert.
  • 1 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel eines Sensor-Clusters 10 zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug für Fahrzeug-Applikationenen 12, 14 und 16, die sowohl Beschleunigungssensordaten als auch Drehratensensordaten verarbeiten. Der Sensor-Cluster 10 ermöglicht im Prinzip die Nutzung eines Sensors für mehrere Fahrzeug-Applikationen mit unterschiedlichen Anforderungen an den Dynamikbereich des Sensors, wie im Folgenden genauer erläutert wird.
  • Der Sensor-Cluster 10 weist einzelne Beschleunigungssensoren 18, 20, 22 („ax”, „ay”, „az”) auf, die zum Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeug in dessen Längs-(x), Quer-(y) und Hochachse (z) angeordnet sind. Ferner weist der Sensor-Cluster 10 Drehraten- oder Gierratensensoren 24, 26, 28 („ωx”, „ωy”, „ωz”) auf, die zum Erfassen einer Drehbewegung des Fahrzeugs um seine Längs-, Quer- und Hochachse angeordnet sind. Die Sensoren 18, 20, 22, 24, 26 und 28 liefern digitale Ausgangssignale, d. h. Sensordaten in digitaler Form. Hierzu weisen sie jeweils entsprechende digitale Schnittstellelogik auf, die ferner eine möglichst störungs- und fehlerfreie Übertragung der Sensordaten durch Verwendung von Checksummen wie beispielsweise Cyclic Redundancy Check (CRC) oder dergleichen in der Digitaltechnik übliche Fehlererkennungs- und -korrekturtechniken gewährleisten kann.
  • Die Sensordaten, die häufig auch als Sensorkanäle bezeichnet werden, werden mittels einer Logik (μC) 30 sequentiell zusammengefasst, d. h. in einem Protokoll mit Übertragungsrahmen hintereinander angeordnet. Hierzu werden die Sensordaten jedes Sensors jeweils bestimmten Informationsblöcken in den Rahmen des Protokolls zugeordnet, wie in 2 gezeigt ist und nachfolgend noch genauer erläutert wird.
  • Die Logik 30 übermittelt die derart sequentiell im Übertragungsrahmenprotokoll angeordneten Sensordaten an eine Schnittstelle 32, die beispielsweise in Form einer SPI(Serial Parallel Interface)-Schnittstelle ausgebildet sein kann und die eigentliche serielle Datenübertragung an die Fahrzeug-Applikationen 12, 14 und 16 übernimmt. Die Schnittstelle 32 kann ferner von den Fahrzeug-Applikationen 12, 14 und 16 Steuersignale empfangen und verarbeiten, mit denen die Dynamikbereiche der einzelnen Sensoren der jeweiligen Situation gesteuert von der einen Steuerbefehl sendenden Fahrzeug-Applikation entsprechend der Situation in Echtzeit angepasst werden. Die Anpassung erfolgt hierbei durch Dynamikbereichsanpassungsschaltungen 34, die von der Schnittstelle 32 entsprechend gesteuert die Dynamikbereiche der einzelnen Sensoren wie von einer Fahrzeug-Applikation benötigt und/oder angefordert einstellen können.
  • Beispielsweise kann bei jeder Datenanforderung durch eine Fahrzeug-Applikation ein Konfigurationsparametersatz an das Sensor-Cluster mit übermittelt werden, der von der Schnittstelle 32 derart verarbeitet wird, dass der Sensor-Cluster im darauf folgendem oder übernächstfolgendem bereitgestelltem „Datensatz” die einzelnen Sensorsignal-Informationen entsprechend dem angeforderten Konfigurationsparametersatz an der Schnittstelle bereitstellt. Je nach Fahrzeug-Applikation kann das Konfigurationsparametersatz-Management im Sensor-Cluster derart realisiert sein, dass, sofern kein neuer Konfigurationsparametersatz mitgeteilt wird, automatisch der zuletzt übermittelte Konfigurationsparametersatz gültig bleibt, und das Sensor-Cluster automatisch entsprechend diesem Konfigurationsparametersatz die „Datensätze” zyklisch an der Schnittstelle bereitstellt.
  • Während des aktiven Betriebs des Sensor-Clusters 10 können die Informationen von Drehratensensoren („ωx”, „ωy”, „ωz”) auch alternierend bezüglich der Sensor-Ausgangs-Charakteristik-Dynamik (40 Grad/Sekunde, 250 Grad/Sekunde) bereitgestellt werden. Eine daraus resultierende Halbierung der Datenübertragungsrate für die nach geschalteten Fahrzeug-Applikationen ist in der Regel nicht von Belang, da die Drehrateninformationen (von den Drehratensensoren stammende Sensordaten), gegenüber Beschleunigungsinformationen (von Beschleunigungssensoren stammende Sensordaten), im Regelfall mit einer geringeren Übertragungsrate erforderlich sind.
  • Vor allem bei Beschleunigungsinformationen ermöglicht das Sensor-Cluster-Konzept, dass in Echtzeit eine Sensor-Ausgangs-Charakteristik-Dynamik-Anpassung vorgenommen werden kann, wobei im Regelfall bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit, eine geringe Dynamik und eine große Empfindlichkeit (mV/g) zu wählen ist, da bei einem Unfall mit niedriger Geschwindigkeit mit einer starren Barriere (z. B. Baum) niedrigere Beschleunigungsamplituden zu erwarten sind, wohingegen bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit, eine hohe Dynamik und eine geringe Empfindlichkeit (mV/g) zu wählen ist, da bei einem Unfall mit hoher Geschwindigkeit mit einer starren Barriere (z. B. Baum) hohe Beschleunigungsamplituden zu erwarten sind.
  • Sofern anstelle eines starren Hindernisses mittels eines umgebungserfassenden Systems (c. B. Abstandswarnsystem) ein bewegliches Hindernis erkannt wird, kann analog hierzu, anstatt der Eigengeschwindigkeit die relative Geschwindigkeit zum vorausfahrenden Hindernis bzw. zum entgegenkommenden Hindernis als beeinflussender Parameter entsprechend berücksichtigt werden.
  • Ebenso können entsprechend hierzu die Massenverhältnisse des Hindernisses als beeinflussender Parameter berücksichtigt werden, da bei einem Hindernis mit großer Masse, große Beschleunigungsamplituden zu erwarten sind, wohingegen bei einem Hindernis mit geringer Masse, geringe Beschleunigungsamplituden zu erwarten sind.
  • Unter dem Begriff Dynamikbereich ist beispielsweise im einfachsten Fall der Messbereich eines A/D-Wandler-Eingangs (0 Volt–5 Volt) bzw. die Ausnutzung der Tiefe eines digitalen Protokolls der jeweiligen Applikation zu verstehen. Unter dem Begriff Dynamik-Auflösungsbereich bzw. Dynamik-Darstellungsbereich sind die Eigenschaften bzw. die spezifischen Daten eines Sensors zu verstehen, welche entsprechend auf den jeweiligen Ausgang abgebildet werden müssen. Als erläuterndes Beispiel sei hier ein Drehratensensor mit einem darstellenden Messbereich von 250 Grad/Sekunde erwähnt, bei dem der Ausgang bei einer entsprechenden 250 Grad Drehung (pro Sekunde) des Sensors entsprechend seinen maximalen darzustellenden Ausgangsdynamikbereich zur Darstellung (Abbildung) des Sensor-Messsignals aussteuert bzw. nutzt. Hierbei kann es sich je nach Sensorausgangssignal um eine analoge Größe oder um ein digitales Übertragungsprotokoll einer Schnittstelle, mit einer entsprechenden Tiefe des Schnittstellenprotokolls, handeln.
  • 2 zeigt die Realisierung eines Übertragungsrahmenprotokoll 36 bzw. Übertragungsrahmens 38, 40, wobei aus Gründen der Einfachheit, nur die „Signalkanalinformationsblöcke” 42 gezeigt sind, die einzelnen Sensoren zugeordnet sind, wie anhand der in den Blöcken eingetragenen Sensorkennungen dargestellt ist. Dem Protokoll können Start- & Synchronisationsbits vorangestellt oder Stop-, Parity-, CRC- oder sonstige zur Sicherung des Protokolls erforderlichen Prüfbits angehängt sein, wobei diese Bits in 2 wiederum aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt sein. Oben in 2 ist der Übertragungsrahmen 38 für den Zeitpunkt t und unten der Übertragungsrahmen 40 für den nachfolgenden Zeitpunkt t + 1 dargestellt, wobei zwischen beiden Rahmen eine Umschaltung der Dynamikbereiche aller Sensoren 18, 20, 22, 24, 26, 28 des Sensor-Clusters 10 erfolgt ist.
  • Jeder Übertragungsrahmen 38 umfasst mehrere Informationsblöcke. Einigen Informationsblöcken 42 ist ein bestimmter Sensor 18, 20, 22, 24, 26, 28 des Sensor-Clusters 10 zugeordnet, andere Informationsblöcke sind ungenutzt („–„). In einem einen Sensor zugeordneten Informationsblock 42 werden Sensordaten sowie Informationen zum Dynamikbereich des Sensors übertragen, angedeutet beispielsweise durch „ax – 100”, d. h. Sensordaten des Sensors 18 mit einem eingestellten Dynamikbereich 100. Die einzelnen Sensorsignal-Informationen in den beiden Übertragungsrahmen 38 und 40 können alternierend in ihren Dynamikbereichen an der Schnittstelle 32 bereitgestellt werden.
  • 10
    Sensor-Cluster
    12
    Fahrzeug-Applikation
    14
    Fahrzeug-Applikation
    16
    Fahrzeug-Applikation
    18
    Beschleunigungssensor „ax” in x-Richtung
    20
    Beschleunigungssensor „ay” in y-Richtung
    22
    Beschleunigungssensor „az” in z-Richtung
    24
    Drehratensensor „ωx” um die x-Achse
    26
    Drehratensensor „ωy” um die y-Achse
    28
    Drehratensensor „ωz” um die z-Achse
    30
    Logik (μC)
    32
    Schnittstelle
    34
    Sensor-Dynamikbereichsanpassungsschaltung
    36
    Übertragungsrahmenprotokoll
    38
    Übertragungsrahmen zum Zeitpunkt t
    40
    Übertragungsrahmen zum Zeitpunkt t + 1
    42
    Informationsblock im Übertragungsrahmen 38, 40

Claims (10)

  1. Schnittstellen- und Steuerschaltung (30, 32, 34) für ein Sensor-Cluster (10) zur Bereitstellung von Sensordaten für Fahrzeug-Applikationen (12, 14, 16), das eine Vielzahl von Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) aufweist, von diesen einer oder mehrere der Sensoren einstellbare Dynamikbereiche aufweisen, wobei die Schnittstellen- und Steuerschaltung (30, 32, 34) zum Empfangen und Verarbeiten von Steuerdaten von einer Fahrzeug-Applikation (12, 14, 16) zum Einstellen eines oder mehrerer Dynamikbereiche der Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) des Sensor-Clusters (10) während des Betriebs des Sensor-Clusters (10) ausgebildet ist.
  2. Schaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Empfangen und Verarbeiten digitaler Sensordaten von Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) des Sensor-Clusters (10) und zur digitalen bidirektionalen Kommunikation mit Fahrzeug-Applikationen (12, 14, 16) ausgebildet ist.
  3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum sequentiellen Zusammenfassen empfangener digitaler Sensordaten in einem Übertragungsrahmen-Protokoll (36) und zur Kommunikation mit Fahrzeug-Applikationen (12, 14, 16) gemäß dem Übertragungsrahmen-Protokoll (36) ausgebildet ist.
  4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist, jedem der Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) des Sensor-Clusters (10) einen bestimmten Informationsblock (42) eines Übertragungsrahmens (38, 40) des Übertragungsrahmen-Protokolls (36) zuzuordnen.
  5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist, in jedem Informationsblock (42) Sensordaten und Dynamikbereichsdaten des zugeordneten Sensors zu übertragen.
  6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist, an Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) des Sensor-Clusters (10) Konfigurationsparameter mit Daten zum Einstellen der Dynamikbereiche der Sensoren zu senden.
  7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist, an Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) des Sensor-Clusters (10) zyklisch unterschiedliche Konfigurationsparameter mit Daten zum Einstellen unterschiedlicher Dynamikbereiche der Sensoren zu senden.
  8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist, als Steuerdaten Kennungen zur Identifikation von Fahrzeug-Applikationen (12, 14, 16) zu empfangen und die für die identifizierten Fahrzeug-Applikationen geeigneten Dynamikbereiche der für die identifizierten Fahrzeug-Applikationen benötigten Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) des Sensor-Clusters (10) einzustellen.
  9. Sensor-Cluster (10) zur Bereitstellung von Sensordaten für Fahrzeug-Applikationen (12, 14, 16) mit einer Vielzahl von Sensoren (18, 20, 22, 24, 26, 28), von diesen einer oder mehrere der Sensoren einstellbare Dynamikbereiche aufweisen, und einer Schnittstellen- und Steuerschaltung (30, 32, 34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Verwendung einer Schnittstellen- und Steuerschaltung (30, 32, 34) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Fahrzeug, wobei die Schaltung zwischen ein Sensor-Cluster (10) im Fahrzeug und verschiedene Fahrzeug-Applikationen (12, 14, 16) geschaltet ist.
DE200810017903 2008-04-09 2008-04-09 Schnittstellen- und Steuerschaltung für ein Sensor-Cluster zur Bereitstellung von Sensordaten für Fahrzeug-Applikationen Withdrawn DE102008017903A1 (de)

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