DE102014107689A1

DE102014107689A1 - Sensorschnittstellen

Info

Publication number: DE102014107689A1
Application number: DE102014107689.3A
Authority: DE
Inventors: Dirk Hammerschmidt; Peter Hoffmann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2014-12-18
Also published as: US9292409B2; CN104216352A; CN104216352B; US20140358377A1

Abstract

Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf eine Kraftfahrzeugsteuerung (ACU), die in der Lage ist, mit Sensoren unter Benutzung einer Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle zu kommunizieren. Die ACU umfasst eine Steuerung, die ein Sensorschnittstellenmodul antreibt, selektiv eine Vielzahl von Steuersignalen zu erzeugen, die einer Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle entsprechen, wobei die betreffenden Steuersignale Charakteristika haben, die einem der Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle entsprechen. Eine Modulationseinheit empfängt eines der Steuersignale und erzeugt ein moduliertes Kommunikationssignal, das Charakteristika hat, die einem Kommunikationsprotokoll des einen der Steuersignale entsprechen. Ein Kommunikationsbus stellt das Kommunikationssignal einem Sensornetzwerk bereit, das einen Sensor oder mehrere Sensoren umfasst. Indem die Modulationseinheit so betrieben wird, dass sie entsprechend unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen funktioniert, kann die ACU so angetrieben werden, dass sie mit mehreren Sensoren kommuniziert, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle (z. B. PSI5- und DSI3-Kommunikationsprotokolle) benutzen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Moderne Fahrzeuge weisen ein breites Spektrum an Sensoren wie etwa Airbag-Sensoren, Reifendrucksensoren, Motorsensoren, Sicherheitsgurtsensoren und viele andere auf. Die Sensoren liefern Daten zum Fahrzeugbetrieb (z. B. Raddrehzahl, Verlangsamung, usw.) an eine Kraftfahrzeugsteuerung (Automotive Control Unit – ACU). Auf der Basis der von den Sensoren empfangenen Daten kann die ACU bestimmen, ob eine Maßnahme ergriffen werden sollte (z. B., zu welchem Zeitpunkt Airbags im Fahrzeug aktiviert werden sollten).
1 zeigt ein Fahrzeugsensoriksystem 100, einschließlich eines Sensorschnittstellenmoduls 102. Das Sensorschnittstellenmodul 102 hat eine Steuerungsschnittstelle 104, die mit einer Steuerung 106 und einer Sensorschnittstelle 108 gekoppelt ist, die wiederum an einen oder mehrere Sensoren 110 (z. B. 110a, ..., 110n) angeschlossen ist.
Um Informationen an die Sensoren 110 zu übertragen, weist das Sensorschnittstellenmodul 102 eine Modulationseinheit 112 auf, die eine Speisespannung moduliert (z. B. eine Änderung der Eingangsgleichspannung), um Informationen an mindestens einen der Sensoren 112 zu übertragen. Wenn keine Daten übertragen werden, legt die Modulationseinheit 112 häufig eine nicht modulierte Speisespannung (z. B. Gleichspannung) an die Sensoren 110 an. Um die Informationen von den Sensoren 110 zu empfangen, weist das Sensorschnittstellenmodul 102 eine Demodulationseinheit 114 auf, die ein moduliertes Sensorstromsignal demoduliert, um Informationen von mindestens einem der Sensoren 110 zu empfangen.
Dabei können verschiedene Protokolle zum Einsatz kommen, die teilweise nicht kompatibel zueinander sind. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Flexibilität im Umgang mit verschiedenen Protokollen bei der Kommunikation mit Sensoren u. dgl. zu erhöhen.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Es werden eine Kraftfahrzeugsteuerung nach Anspruch 1, ein Sensorsystem nach Anspruch 12 sowie Verfahren nach Anspruch 25 oder 28 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsensoriksystems.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsensoriksystems, das eine ACU umfasst, die für die Kommunikation mit Sensoren mit Hilfe einer Mehrzahl verschiedener Kommunikationsprotokolle konfiguriert ist.
3 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsensoriksystems, das eine Mehrzahl von Sensoren umfasst, die PSI5- und/oder DSI3-Kommunikationsprotokolle benutzen.
4 veranschaulicht ausführlicher eine Ausführungsform einer ACU, die für die Kommunikation mit Sensoren mit Hilfe einer Mehrzahl verschiedener Kommunikationsprotokolle konfiguriert ist.
5A und 5B veranschaulichen Taktdiagramme, welche die verschiedenen Ausführungsformen des Betriebs einer offenbarten ACU für verschiedene Kommunikationsprotokolle zeigen.
6 veranschaulicht ein Verfahren für den Betrieb einer ACU, um Kommunikationssignale bereitzustellen, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle haben.
7 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsensorsystems, das eine ACU hat, die eine Evaluierungseinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie ein Sensornetzwerk eines Kraftfahrzeugsystems charakterisiert.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einige Ausführungsformen eines Verfahrens zur automatischen Erfassung eines Kommunikationsprotokolls zeigt, das von Sensoren benutzt wird, die an die ACU angeschlossen sind.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einige Ausführungsformen eines Verfahrens zur Charakterisierung von Lastcharakteristika eines Sensornetzwerks zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm einiger zusätzlicher Ausführungsformen einer Kraftfahrzeugsteuerung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Impedanzlast eines Sensornetzwerks charakterisiert.
11A bis 11C veranschaulichen Taktdiagramme, die einige Ausführungsformen des Betriebs einer offenbarten Kraftfahrzeugsteuerung zeigen, die so konfiguriert ist, dass sie eine Impedanzlast eines Sensornetzwerks charakterisiert.
12A bis 12C veranschaulichen Blockdiagramme, die einige Ausführungsformen von Ersatzschaltungen zeigen, die verwendet werden können, um eine Impedanzlast zu charakterisieren.
13 ist ein Blockdiagramm einiger zusätzlicher Ausführungsformen einer offenbarten Kraftfahrzeugsteuerung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Impedanzlast eines Sensornetzwerks charakterisiert.
14 ist ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform einer offenbarten Kraftfahrzeugsteuerung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Impedanzlast eines Sensornetzwerks charakterisiert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Der beanspruchte Erfindungsgegenstand wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei in der Regel gleiche Bezugszeichen zur Bezugnahme auf gleiche Elemente benutzt werden. Zu Erläuterungszwecken werden in der nachstehenden Beschreibung zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis des Erfindungsgegenstands zu erhalten. Es lässt sich jedoch erkennen, dass der beanspruchte Erfindungsgegenstand ohne diese spezifischen Einzelheiten verwirklicht werden kann.
Kraftfahrzeugsteuerungen (z. B. Motorsteuerungen, Airbag-Steuerungen usw.) können in ein breites Spektrum von Kraftfahrzeugsystemen eingebaut werden. Jedes Kraftfahrzeugsystem kann eine andere Umgebung umfassen, in der eine Kraftfahrzeugsteuerung (ACU, vom englischen „Automotive Control Unit“) betrieben werden muss. Beispielsweise kann ein Kraftfahrzeugsystem entsprechend einer Reihe unterschiedlicher Sensorschnittstellen/-kommunikationsprotokolle (z. B. ein PSI5- oder ein DSI3-Kommunikationsprotokoll) betrieben werden oder eine durch eine Einrichtung des Kraftfahrzeugsystems definierte Lastimpedanz umfassen. Die verschiedenen Umgebungen von Kraftfahrzeugsystemen stellen Probleme für ACUs dar, die für die Integration in ein breites Spektrum von Kraftfahrzeugsystemen bestimmt sind.
Beispielsweise sind herkömmliche ACUs so konfiguriert, dass sie mit Sensoren gemäß einem einzigen Kommunikationsprotokoll kommunizieren. Dies kann auf Unterschiede zwischen den verschiedenen Kommunikationsprotokollen zurückzuführen sein. Beispielsweise ist ein DSI2-Protokoll inkompatibel mit einem PSI5-Protokoll, da die Leistungsmerkmale der beiden Protokolle nicht mit den gleichen Hardware-Komponenten angesprochen werden können. Wenn eine ACU nicht mit einem Kommunikationsprotokoll betrieben wird, das der Sensorschnittstelle/dem Sensorprotokoll entspricht, ist die ACU nicht in der Lage, mit Sensoren im Kraftfahrzeugsystem zu kommunizieren.
In gleicher Weise können Kraftfahrzeugsysteme mit verschiedenen Impedanzlasten betrieben werden. Beispielsweise können Busdrähte, die eine ACU und einen Sensor oder mehrere Sensoren miteinander verbinden, unterschiedliche Längen haben (z. B. zwischen ca. 0 und 12 Metern) und eine Last von mehreren Sensoren haben, die über die Länge der Busdrähte verteilt sind. Die verschiedenen Drahtlängen und Sensorkonfigurationen resultieren in einem LC-Netzwerk, das serielle und parallele Resonanzfrequenzen mit Verteilungen hat, die um Größenordnungen variieren können (z. B. zwischen 100kHz und 50MHz).
Um akzeptable Ergebnisse zu erzielen, werden Koeffizienten eines Steueralgorithmus, der von einem Spannungsregler innerhalb einer ACU benutzt wird, gemäß der Lastkonfiguration gewählt. Leider hängt die Lastkonfiguration eines Kraftfahrzeugsystems von der Konfiguration des Kraftfahrzeugsystems ab und ist bei der Herstellung einer ACU nicht bekannt. Daher verwenden herkömmliche ACUs eine Spannungsreglereinrichtung mit standardisierten Koeffizienten, die bei den meisten Lasteinrichtungen funktionieren. Derartige standardisierte Koeffizienten verursachen jedoch einen Leistungsabfall des Spannungsreglers.
Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Kraftfahrzeugsteuerung, die für den Betrieb entsprechend einer Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle konfiguriert ist. Indem die Modulationseinheit so betrieben wird, dass sie entsprechend unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen funktioniert, kann die ACU so betrieben werden, dass sie mit mehreren Sensoren kommuniziert, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle (z. B. PSI5- und DSI3-Kommunikationsprotokolle) benutzen. In einigen Ausführungsformen kann die ACU zusätzlich oder alternativ so konfiguriert sein, dass sie ein Testsignal erzeugt, das benutzt wird, um die an eine ACU angeschlossenen Sensoren zu charakterisieren (um z. B. eine Lastimpedanz oder ein Kommunikationsprotokoll von Sensoren zu charakterisieren) und um selektiv den Betrieb des Kraftfahrzeugsystems zu modifizieren, um die Leistung des Sensornetzwerks zu verbessern.
2 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsensoriksystems 200, das eine ACU 202 umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem Sensornetzwerk 212 kommuniziert, das einen Sensor oder mehrere Sensoren 212a bis 212n hat, die mit Hilfe verschiedener Kommunikationsprotokolle betrieben werden können.
Die ACU 202 ist so konfiguriert, dass sie ein und dasselbe physische Sensorschnittstellenmodul 206 benutzt, um die unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle (z. B. PSI5, DSI3, usw.) zu erzeugen und zu empfangen. Unter Benutzung desselben physischen Sensorschnittstellenmoduls 206 kann die ACU 202 die verschiedenen Kommunikationsprotokolle für ein Sensornetzwerk 212 bereitstellen, indem sie die Konfiguration des Sensorschnittstellenmoduls 206 ändert.
In einigen Ausführungsformen umfasst die ACU 202 eine Steuerung 204, die in Kommunikation mit dem Sensorschnittstellenmodul 206 steht, das eine Modulationseinheit 208 hat. Um Informationen von einem Sensornetzwerk 212 zu empfangen, weist die Steuerung 202 weiterhin eine Demodulationseinheit 214 auf, die ein moduliertes Signal demoduliert, um die Informationen von mindestens einem der Sensoren 110 zu empfangen. Die Steuerung 204 ist so konfiguriert, dass sie Steuersignale S_CTRL erzeugt, die einen Wert haben, der mit einem Kommunikationsprotokoll (z. B. PSI5, DSI3, usw.) zusammenhängt. Beispielsweise kann die Steuerung 204 z.B. wahlweise ein Steuersignal S_CTRL erzeugen, das einen ersten Wert hat, der einem ersten Kommunikationsprotokoll entspricht, oder ein Steuersignal S_CTRL, das einen zweiten Wert hat, der einem zweiten Kommunikationsprotokoll entspricht.
Die Modulationseinheit 208 ist so konfiguriert, dass sie das Steuersignal S_CTRL empfängt und auf seiner Basis ein Kommunikationssignal erzeugt, das Merkmale (Eigenschaften) hat, die einem durch das Steuersignal S_CTRL definierten Kommunikationsprotokoll entsprechen. Das Kommunikationssignal, das so konfiguriert ist, dass es Informationen an den einen Sensor oder die mehreren Sensoren 212a bis 212n überträgt, wird für den einen Sensor oder die mehreren Sensoren 212a bis 212n über einen Kommunikationsbus 210 bereitgestellt.
Die von der ACU 202 erzeugten Kommunikationsprotokolle haben auf physischer Ebene Gemeinsamkeiten. In einigen Ausführungsformen werden die verschiedenen Kommunikationsprotokolle mit Hilfe des Kommunikationsbusses 210 übertragen, der ein und dieselbe Anzahl von Busdrähten hat. Beispielsweise kann der Kommunikationsbus 210 einen Zweidraht-Sensorbus umfassen, der einen ersten Draht 210a und einen zweiten Draht 210b hat. In anderen Ausführungsformen können die verschiedenen Kommunikationsprotokolle Datenübertragungssignale mittels Spannungsmodulation übertragen und Sensordaten mittels Strommodulation (z. B. eine Änderung des vom Sensor gezogenen Speisestroms) empfangen oder umgekehrt. Beispielsweise kann die Modulationseinheit 208 so konfiguriert sein, dass sie ein Kommunikationssignal erzeugt, das eine modulierte Speisespannung (z. B. eine Änderung der Eingangsgleichspannung) oder einen modulierten Strom umfasst.
ACU 202 kann einen Kommunikationsprotokolltyp bestimmen, der von einem Sensor oder mehreren Sensoren 212a bis 212n in vielfältiger Weise benutzt wird. In einigen Ausführungsformen kann ein Kommunikationsprotokoll durch einen Mikroregler eingestellt werden, der bewirkt, dass die ACU 202 gemäß dem Kommunikationsprotokoll betrieben wird. Nachdem die ACU 202 beispielsweise in ein Kraftfahrzeugsystem integriert worden ist, kann ein Mikroregler einen Befehl an die Steuerung 204 senden, der ein Kommunikationsprotokoll des Kraftfahrzeugsystems definiert. In anderen Ausführungsformen kann die ACU 202 anfangs Kommunikationssignale erzeugen, die ein erstes Kommunikationsprotokoll benutzen, und wenn die ACU 202 ein Fehlersignal von einem Sensor oder mehreren Sensoren 212a bis 212n empfängt, stellt sie so um, dass sie Kommunikationssignale mit Hilfe eines anderen, zweiten Kommunikationsprotokolls erzeugt.
Da die ACU 202 in der Lage ist, Kommunikationssignale zu erzeugen, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle haben, ist die ACU 202 in der Lage, mit einem Sensor oder mehreren Sensoren 212a bis 212n mit Hilfe unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle zu kommunizieren, so dass die ACU 202 in eine Mehrzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeug-Sensorsysteme integriert werden kann, ohne dass das Kommunikationsprotokoll eines bestimmten Systems vorher festgelegt werden muss. Beispielsweise kann die ACU 202 in einigen Ausführungsformen in ein Airbag-Sensorsystem integriert werden, das gemäß einem PSI5-Kommunikationsprotokoll betrieben wird. In alternativen Ausführungsformen kann die ACU 202 in das Sensorsystem einer Servolenkung integriert werden, die gemäß einem DSI3-Protokoll betrieben wird. In einer alternativen Ausführungsform kann die ACU 202 verschiedene Sendeempfänger haben, wobei jeder Sendeempfänger durch ein gesondertes Steuersignal (S_ctrl1 .... S_ctrlN) gesteuert wird. Mit Hilfe gesonderter Steuersignale weist die ACU 202 einem Teil der Sendeempfänger ein erstes Protokoll (z. B. PSI5) und den übrigen Sendeempfängern ein anderes Protokoll (z. B. DSI3) zu.
3 veranschaulicht ein Fahrzeugsensorsystem 300, das eine Mehrzahl von Sensoren 314 bis 318 umfasst, welche das standardisierte Peripheral Sensor Interface 5-Protokoll (PSI5-Protokoll) und/oder das standardisierte Distributed System Interface3-Protokoll (DSI3-Protokoll) für ein Airbag-Sensorsystem benutzen, das eine Airbag-Steuerung hat, die so konfiguriert ist, dass sie den Betrieb der Airbags in einem Kraftfahrzeug steuert.
Im Fahrzeugsensorsystem 300 umfasst eine Airbag-Steuerung 302 eine Steuerung 304, die so konfiguriert ist, dass sie den Betrieb eines Sensorschnittstellenmoduls 304 steuert, das eine Spannungsmodulationseinheit 306 und eine Stromdemodulationseinheit 308 umfasst. Die Spannungsmodulationseinheit 306 ist so konfiguriert, dass sie ein Kommunikationssignal erzeugt, das eine modulierte Spannung umfasst. Die Stromdemodulationseinheit 308 ist so konfiguriert, dass sie einen modulierten Strom demoduliert, den sie von einer Mehrzahl von Sensoren 314 bis 318 empfangen hat.
Die ACU 302 ist mit einer Mehrzahl von Sensoren 314 bis 318 über einen Kommunikationsbus 210 (z. B. einen Zweidraht-Kommunikationsbus) verbunden. In einigen Ausführungsformen kann die Mehrzahl von Sensoren 314 bis 318 ein einziges Kommunikationsprotokoll benutzen. Beispielsweise kann die Mehrzahl von Sensoren 314 bis 318 in einigen Ausführungsformen ein PSI5-Kommunikationsprotokoll oder ein DSI3-Kommunikationsprotokoll benutzen. In anderen Ausführungsformen kann die Mehrzahl von Sensoren 314 bis 318 unterschiedliche Kommunikationsprotokolle benutzen. Beispielsweise kann der Kommunikationsbus 210 die Airbag-Steuerung 302 mit einem ersten Sensor 314 und einem zweiten Sensor 316 verbinden, die so konfiguriert sind, dass sie das PSI5-Kommunikationsprotokoll benutzen, und mit einem dritten Sensor 318, der so konfiguriert ist, dass er das DSI3-Kommunikationsprotokoll benutzt.
Da die PSI5- und DSI3-Kommunikationsprotokolle auf physischer Ebene eine Mehrzahl von Charakteristika gemeinsam haben, ist die Airbag-Steuerung 302 in der Lage, Kommunikationssignale sowohl für das PSI5- als auch das DSI3-Kommunikationsprotokoll zu erzeugen, die ein und dieselbe Hardware benutzen. Beispielsweise sind sowohl das PSI5- als auch das DSI3-Kommunikationsprotokoll an die Mehrzahl von Sensoren 314 bis 318 über einen Zweidraht-Kommunikationsbus 210 angeschlossen. Weiterhin kommunizieren sowohl das PSI5- als auch das DSI3-Kommunikationsprotokoll mit einer Mehrzahl von Sensoren 314 bis 318 mittels Spannungsmodulation (die durch die Modulationseinheit 306 bewerkstelligt wird) und empfangen Informationen von Sensoren mittels Stromdemodulation (die durch die Demodulationseinheit 308 bewerkstelligt wird).
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 310 so konfiguriert sein, dass sie unterschiedliche Software-Befehle ausführt, die im Speicher 312 gespeichert sind, um ein Steuersignal S_CTRL zu erzeugen, das dem PSI5- und dem DSI3-Kommunikationsprotokoll entspricht. Beispielsweise kann die Steuerung 310 einen ersten Software-Befehlssatz ausführen, der ein Steuersignal S_CTRL definiert, das einen Wert hat, der die Spannungsmodulationseinheit 306 antreibt, ein PSI5-Kommunikationssignal zu erzeugen, oder die Steuerung 310 kann einen zweiten Software-Befehlssatz ausführen, der ein Steuersignal S_CTRL definiert, das einen Wert hat, der die Spannungsmodulationseinheit 306 antreibt, ein DSI3-Kommunikationssignal zu erzeugen. Die Steuersignale S_CTRL können auch dazu dienen, einige Zeitfenster zu konfigurieren, in denen das Sensorschnittstellenmodul 304 als Empfänger fungiert, um ein strommoduliertes Sensorsignal gemäß einem PSI5-Protokoll zu dekodieren, und andere Zeitfenster, in denen das Sensorschnittstellenmodul 304 als Empfänger fungiert, um kommende Meldungen gemäß dem DSI3-Protokoll zu dekodieren.
4 veranschaulicht ein Fahrzeugsensorsystem 400, das eine ausführlichere Ausführungsform einer offenbarten Kraftfahrzeugsteuerung (ACU) 402 aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß verschiedenen Kommunikationsprotokollen betrieben wird. Die ACU 402 umfasst ein Sensorschnittstellenmodul 404, das eine erste Referenzspannungsquelle 408 hat, die so konfiguriert ist, dass sie ein Steuersignal S_CTRL von der Steuerung 406 empfängt und auf dessen Basis ein variables Referenzsignal V_ref erzeugt. Die Referenzspannungsquelle 408 ist mit einem geschlossenen Regelkreis 410 gekoppelt, der ein digitales Steuersignal D_CTRL erzeugt, das auf der variablen Referenzspannung V_ref basiert. Das digitale Steuersignal D_CTRL wird an eine Ausgangstreiberstufe 412 gelegt, welche eine Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 414 regelt.
Die Ausgangstreiberstufe 412 umfasst eine High-Side-Stromquelle 412a und eine Low-Side-Stromquelle 412b. Um die Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 414 zu erhöhen, kann der von der High-Side-Stromquelle 412a erzeugte Strom erhöht werden. Um alternativ die Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 414 zu reduzieren, kann der von der High-Side-Stromquelle 412a erzeugte Strom reduziert und/oder der von der Low-Side-Stromquelle 412b erzeugte Strom erhöht werden. In einigen Ausführungsformen kann ein RLC-Netzwerk 416 an das Sensorschnittstellenmodul 404 gekoppelt werden, um das Rauschen zu begrenzen und die Leitungsresonanz zu dämpfen.
Die Steuerung 402 ist so konfiguriert, dass sie selektiv das Sensorschnittstellenmodul 404 antreibt, Kommunikationssignale S_com gemäß einer Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle zu erzeugen. Die Kommunikationssignale S_com werden anschließend einem Sensornetzwerk 212 bereitgestellt, das einen Sensor oder mehrere Sensoren umfasst. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 406 so konfiguriert, dass sie die Ausgangstreiberstufe 412 antreibt, ein Kommunikationssignal S_com durch Verändern der Referenzspannung V_ref, die von der Referenzspannungsquelle 408 ausgegeben wird, zu erzeugen. Das Verändern der Referenzspannung V_ref führt dazu, dass die Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 414 in einer Weise verändert wird, die konsistent mit einem Kommunikationsprotokoll ist. In anderen Ausführungsformen ist die Steuerung 402 so konfiguriert, dass die Ausgangstreiberstufe 412 angetrieben wird, ein Kommunikationssignal S_com durch Erzeugen eines ergänzenden Steuersignals S_CTRL´ zu erzeugen, das direkt in den geschlossenen Regelkreis 410 eingespeist wird. Das ergänzende Steuersignal S_CTRL´ ist so konfiguriert, dass der Wert des Steuersignals D_CTRL so verändert wird, dass die Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 414 in einer Weise geändert wird, die konsistent mit einem Kommunikationsprotokoll ist. In einigen Ausführungsformen kann das Steuersignal S_CTRL´ einen digitalen Wert des Steuersignals S_CTRL verändern.
In einigen Ausführungsformen können die unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle unterschiedliche Synchronisationsimpulse haben. Beispielsweise kann in Airbag-Systemen ein PSI5-Kommunikationsprotokoll einen Synchronisationsimpuls umfassen, der eine anfängliche Spannungsmodulation mit einer positiven Flanke hat, während ein DSI3-Kommunikationsprotokoll einen Synchronisationsimpuls umfassen kann, der eine anfängliche Spannungsmodulation mit einer negativen Flanke hat. Um daher mit Hilfe eines PSI5-Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren, kann die Steuerung 406 die Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 414 so verändern, dass das Kommunikationssignal Synchronisationsimpulse umfasst, die eine Spannung haben, die anfangs ansteigt. Um mit Hilfe eines DSI3-Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren, kann die Steuerung 406 alternativ die Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 414 so verändern, dass das Kommunikationssignal Synchronisationsimpulse umfasst, die eine Spannung haben, die anfangs fällt.
In anderen Ausführungsformen können die unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle unterschiedliche Datenraten haben. Beispielsweise kann ein PSI5- oder ein DSI3-Kommunikationsprotokoll in einem Servolenkungssystem durch eine Synchronisationsimpulsbreite und eine Lückenweite zwischen Synchronisationsimpulsen definiert werden. Daher kann die Steuerung 406 die Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 414 so verändern, dass das Kommunikationssignal Synchronisationsimpulse hat, die eine kommunikationsprotokollspezifische Impulsbreite oder Lückenweite haben.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 406 ein Speicherelement 418 umfassen, dass so konfiguriert ist, dass es verschiedene Gruppen von Modulationscharakteristika (z. B. Taktung von Synchronisationsimpulsen, Breite von Synchronisationsimpulsen usw.) speichert, die jeweils unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen entsprechen. Die Steuerung 402 ist so konfiguriert, dass ein Steuersignal S_CTRL auf der Basis einer Gruppe von Modulationscharakteristika erzeugt wird, die im Speicherelement 418 gespeichert sind, das einem Kommunikationsprotokoll entspricht. Beispielsweise kann die Steuerung 402 ein erstes Steuersignal (das z. B. einen ersten digitalen Wert hat, der einem PSI3-Kommunikationsprotokoll entspricht) auf der Basis einer ersten Gruppe von Modulationscharakteristika erzeugen, die im Speicherelement 418 gespeichert sind, oder ein zweites Steuersignal (das z. B. einen zweiten digitalen Wert hat, der einem DSI5-Kommunikationsprotokoll entspricht) auf der Basis einer ersten Gruppe von Modulationscharakteristika erzeugen, die im Speicherelement 418 gespeichert sind. 5A bis 5B veranschaulichen Taktdiagramme, die beispielhafte Betriebe einer offenbarten ACU (z. B. entsprechend ACU 202) zeigen. Die Taktdiagramme veranschaulichen, wie eine offenbarte Steuerung den Betrieb einer ACU so verändern kann, dass Kommunikationssignale gemäß unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen erzeugt werden.
5A veranschaulicht Taktdiagramme 500 und 506, die einige Beispiele für den Betrieb einer ACU für ein PSI5-Kommunikationsprotokoll zeigen.
Taktdiagramm 500 veranschaulicht ein Kommunikationssignal, das ein PSI5-Protokoll benutzt und von einer offenbarten ACU erzeugt wird. Zum Zeitpunkt t₀ wird die ACU eingeschaltet, und die ACU beginnt ein Kommunikationssignal 502, das eine modulierte Spannung umfasst, an einen oder mehrere Sensoren zu übertragen. Zum Zeitpunkt t₁ wird ein erster Synchronisationsimpuls 504a erzeugt. Der erste Synchronisationsimpuls 504a umfasst eine modulierte Spannung, die um einen Spannungswert größer V_th1 ansteigt. Der Spannungsanstieg um einen Spannungswert größer V_th1 gibt an, dass das PSI5-Kommunikationsprotokoll benutzt wird. Der erste Synchronisationsimpuls 504a hat auch eine Länge l₁, die gemäß dem PSI5-Kommunikationsprotokoll definiert ist.
Zum Zeitpunkt t₂, wird eine erste Antwort 510a (z. B. ein Datenpaket), die einen modulierten Strom 508 umfasst, von einem Sensor kommend empfangen. Die erste Antwort 510a zeigt an, dass der Sensor das PSI5-Kommunikationsprotokoll benutzt, da der Sensor – wenn er das PSI5-Kommunikationsprotokoll nicht benutzen würde – nicht auf den ersten Synchronisationsimpuls 504a reagieren und somit keine Antwort eingehen würde. Zum Zeitpunkt t₃ wird ein zweiter Synchronisationsimpuls 504b übertragen. Die zeitliche Lücke g₁ zwischen dem ersten Synchronisationsimpuls 504a und dem zweiten Synchronisationsimpuls 504b (d. h. g₁ = t₃–t₁) ist so definiert, dass sie einen Wert gemäß dem PSI5-Kommunikationsprotokoll hat.
5B veranschaulicht Taktdiagramme 512 und 518, die einige Beispiele für den Betrieb einer ACU für ein DSI3-Kommunikationsprotokoll zeigen.
Taktdiagramm 512 veranschaulicht ein Kommunikationssignal, das ein DSI3-Protokoll benutzt und von einer offenbarten ACU erzeugt wird. Zum Zeitpunkt t₀ wird die ACU eingeschaltet, und die ACU beginnt ein Kommunikationssignal 514, das eine modulierte Spannung umfasst, an einen oder mehrere Sensoren zu übertragen. Zum Zeitpunkt t₂ wird ein erster Synchronisationsimpuls 516a erzeugt. Der erste Synchronisationsimpuls 516a umfasst eine modulierte Spannung, die um einen Spannungswert größer V_th2 abfällt. Der Spannungsabfall um einen Spannungswert größer V_th2 gibt an, dass das DSI3-Kommunikationsprotokoll benutzt wird. Der erste Synchronisationsimpuls 516a hat eine Länge l₂, die gemäß dem DSI3-Kommunikationsprotokoll definiert ist.
Zum Zeitpunkt t₅, wird eine erste Antwort 522a, die einen modulierten Strom 520 umfasst, von einem Sensor kommend empfangen. Die erste Antwort 522a zeigt an, dass der Sensor ein DSI3-Kommunikationsprotokoll benutzt, da der Sensor – wenn er das DSI3-Kommunikationsprotokoll nicht benutzen würde – nicht auf den ersten Synchronisationsimpuls 516a reagieren und somit keine Antwort eingehen würde. Zum Zeitpunkt t₅ wird ein zweiter Synchronisationsimpuls 516b übertragen. Die zeitliche Lücke g₂ zwischen dem ersten Synchronisationsimpuls 516a und dem zweiten Synchronisationsimpuls 516b (d. h. g₂ = t₁–t₃) ist so definiert, dass sie einen Wert gemäß dem DSI3-Kommunikationsprotokoll hat.
6 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 600 für den Betrieb einer Steuerung, um Kommunikationssignale bereitzustellen, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle haben.
Obwohl die offenbarten Verfahren (z. B. Verfahren 600, 800 und 900) unten durch eine Reihe von Handlungen oder Ereignissen veranschaulicht und beschrieben werden, ist einzusehen, dass die veranschaulichte Reihenfolge dieser Handlungen oder Ereignisse nicht in begrenzendem Sinne auszulegen ist. Einige Handlungen können beispielsweise in unterschiedlichen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Handlungen oder Ereignissen neben denen eintreten, die in diesem Dokument veranschaulicht und/oder beschrieben werden. Darüber hinaus ist es möglich, dass nicht alle veranschaulichten Handlungen erforderlich sind, um einen oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen der in diesem Dokument enthaltenen Beschreibung zu implementieren. Weiterhin ist es möglich, dass eine oder mehrere der in diesem Dokument dargestellten Handlungen in einer oder mehreren gesonderten Handlungen und/oder Phasen ausgeführt werden.
Bei 602 wird eine Kraftfahrzeugsteuerung (ACU) bereitgestellt, die eine Steuerung hat, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß einer Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle betrieben wird. Beispielsweise kann die ACU so konfiguriert sein, dass sie gemäß einem ersten Kommunikationsprotokoll und/oder einem zweiten Kommunikationsprotokoll betrieben wird.
Bei 604 wird die Steuerung so betrieben, dass sie Steuersignale gemäß einer Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle erzeugt. Die Steuersignale haben Werte, die jeweils mit einem einer Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle zusammenhängen. Beispielsweise kann die Steuerung so betrieben werden, dass sie ein Steuersignal erzeugt, dass einen ersten Wert hat, der einem ersten Kommunikationsprotokoll entspricht, und ein zweites Steuersignal, das einen zweiten Wert hat, der einem zweiten Kommunikationsprotokoll entspricht. Durch Erzeugen von Steuersignalen, die unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen entsprechen, ist die ACU in der Lage, mit Sensoren verbunden zu werden, die mit unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen betrieben werden.
Bei 606 wird ein Kommunikationssignal erzeugt, das ein Protokoll hat, das einem Wert des Steuersignals entspricht. Für einen ersten Wert des Steuersignals kann ein Kommunikationssignal erzeugt werden, das ein erstes Kommunikationsprotokoll hat, während für einen zweiten Wert des Steuersignals ein Kommunikationssignal erzeugt werden kann, das ein zweites Kommunikationsprotokoll hat.
7 veranschaulicht ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen eines Fahrzeugsensorsystems, das eine ACU 702 hat, die eine Evaluierungseinheit 704 umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie ein Sensornetzwerk 212 eines Kraftfahrzeugsystems charakterisiert.
Obwohl 7 die Evaluierungseinheit 704 als mit einer Steuerung 714 integriert beschreibt, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß einer Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle betrieben wird, ist einzusehen, dass die Evaluierungseinheit 704 auch mit einer Steuerung 714 integriert werden kann, die nicht gemäß einer Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle betrieben wird.
Die Evaluierungseinheit 704 steht in Kommunikation mit dem geschlossenen Regelkreis 708. Die Evaluierungseinheit 704 ist so konfiguriert, dass sie das Sensorschnittstellenmodul 706 (z. B. über eine Steuerung 716) antreibt, um ein Testsignal s_test zu erzeugen, das dem Sensornetzwerk 212 bereitgestellt wird. Die Evaluierungseinheit 704 kann so konfiguriert sein, dass sie das Sensornetzwerk charakterisiert, welches das Testsignal s_test benutzt, um automatisch ein Kommunikationsprotokoll nachzuweisen, das von einem oder mehreren Sensoren des Sensornetzwerks 212 benutzt wird, und/oder um ein elektrisches Verhalten (z. B. Lastmerkmale) des einen Sensors oder der mehreren Sensoren zu bestimmen.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Evaluierungseinheit 704 eine Lastcharakterisierungseinheit 710, die so konfiguriert ist, dass ein Testsignal s_test erzeugt wird, das so konfiguriert ist, dass es das Sensornetzwerk 212 charakterisiert. In derartigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 704 das Testsignal s_test, das eine modulierte Spannung oder einen modulierten Strom umfasst, während der Zeitfenster senden, in denen Daten vom Sensornetzwerk 212 nicht empfangen werden. Das Sensornetzwerk 212 ist so konfiguriert, dass es eine Antwort s_res auf das Testsignal s_test hin induziert, die der Evaluierungseinheit 704 bereitgestellt wird. Die Antwort s_res ist indikativ für die Charakteristika des Sensornetzwerks 212.
Die Evaluierungseinheit 704 ist so konfiguriert, dass sie das elektrische Verhalten des Sensornetzwerks 212 auf der Basis der Antwort s_res charakterisiert. In einigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 704 die Antwort s_res messen und aus der gemessenen Antwort einen oder mehrere Parameter erzeugen, die das Sensornetzwerk 212 beschreiben. Beispielsweise kann die Evaluierungseinheit 704 einen Kapazitätswert, einen Induktionswert und/oder einen Widerstandswert des Sensornetzwerks 212 erzeugen.
Die Evaluierungseinheit 704 kann weiterhin so konfiguriert sein, dass der Betrieb des geschlossenen Regelkreises 708 auf der Basis der Charakterisierung justiert wird. In einigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 704 den Betrieb des geschlossenen Regelkreises 708 justieren, indem die Charakterisierung mit Gleichungen oder Lookup-Tabellen verglichen wird, um einen oder mehrere Steuerparameter c_par zu erzeugen, die eine optimierte Reglereinrichtung definieren. Der eine Steuerparameter oder die mehreren Steuerparameter c_par werden anschließend dem geschlossenen Regelkreis 708 bereitgestellt, um den Betrieb zu optimieren. In anderen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 704 so betrieben werden, dass sie die Betriebsbedingungen gemäß einem iterativen Prozess verbessert. In einer derartigen Ausführungsform kann die Evaluierungseinheit 704 iterativ einen oder mehrere Steuerparameter c_par ändern, um nach Grenzen in den Steuerparametern c_par zu suchen, wo die Schwingungen beginnen. Sobald ein stabiler Bereich ermittelt worden ist, könnten die endgültigen Betriebseinstellungen mit ausreichend Spielraum in Relation zu den Grenzen gewählt werden.
In anderen Ausführungsformen umfasst die Evaluierungseinheit 704 eine automatische Protokolldetektoreinheit 712, die so konfiguriert ist, dass sie automatisch ein Kommunikationsprotokoll bestimmt, das vom Sensornetzwerk 212 benutzt wird. Die automatische Protokolldetektoreinheit 712 ist so konfiguriert, dass sie das Sensorschnittstellenmodul 706 (z. B. über die Steuerung 716) antreibt, eine Mehrzahl von Testsignalen S_test (z. B. einen Synchronisationsimpuls oder einen Befehl/eine Meldung) bzw. entsprechende unterschiedliche Protokolle (z. B. PSI5, DSI3, usw.) zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann die automatische Protokolldetektoreinheit 712 so programmiert sein, dass sie eine Sequenz bekannter Kommunikationsprotokolle ausführt. In derartigen Ausführungsformen können die Taktung und/oder die Länge der Testsignale S_test durch die Programmierung eingestellt werden.
Wenn das Testsignal s_test zu einem Kommunikationsprotokoll passt, das von einem Sensor oder mehreren Sensoren innerhalb des Sensornetzwerks 212 benutzt wird, reagieren der eine Sensor oder die mehreren Sensoren auf die Testsignale. Wenn daher das Sensornetzwerk 212 auf den Stimulus reagiert, kann die Evaluierungseinheit 704 schlussfolgern, dass ein Sensor oder mehrere Sensoren innerhalb des angeschlossenen Sensornetzwerks 212 das bekannte Protokoll benutzen. Beispielsweise reagiert ein Sensor, der ein PSI5-Kommunikationsprotokoll benutzt, wenn er einen Synchronisationsimpuls empfängt, der eine anfänglich ansteigende Spannung hat, reagiert jedoch nicht, wenn er einen Synchronisationsimpuls empfängt, der eine anfänglich fallende Spannung hat. In gleicher Weise reagiert ein Sensor, der ein DSI3-Kommunikationsprotokoll benutzt, wenn er einen Synchronisationsimpuls empfängt, der eine anfänglich fallende Spannung hat, reagiert jedoch nicht, wenn er einen Synchronisationsimpuls empfängt, der eine anfänglich ansteigende Spannung hat.
In einer Ausführungsform kann die Evaluierungseinheit 704 das Sensorschnittstellenmodul 706 antreiben, ein Testsignal S_test auszugeben, das Synchronisationssignale umfasst, die einem ersten einer Mehrzahl bekannter Protokolle entsprechen. Wenn die Evaluierungseinheit 704 eine Antwort vom Sensornetzwerk 212 empfängt, kann sie bestimmen, dass das erste einer Mehrzahl bekannter Kommunikationsprotokolle vom Sensornetzwerk 212 benutzt wird. Wenn die Evaluierungseinheit 704 innerhalb eines vorher definierten Zeitraums keine Antwort vom Sensornetzwerk 212 empfängt, kann sie ein Testsignal S_test erzeugen, das Synchronisationssignale hat, die einem zweiten einer Mehrzahl bekannter Kommunikationsprotokolle entsprechen. Wenn die Evaluierungseinheit 704 eine Antwort vom Sensornetzwerk 212 empfängt, kann sie bestimmen, dass das zweite einer Mehrzahl bekannter Kommunikationsprotokolle vom Sensornetzwerk 212 benutzt wird. Wenn die Evaluierungseinheit 704 innerhalb eines vorher definierten Zeitraums keine Antwort vom Sensornetzwerk 212 empfängt, kann sie weiter zusätzliche Testsignale senden, bis ein Kommunikationsprotokoll des Sensornetzwerks 212 identifiziert wird.
In einigen Ausführungsformen ist die Evaluierungseinheit 704 so konfiguriert, dass sie anfangs ein Testsignal S_test sendet, das einen Synchronisationsimpuls mit einer fallenden Spannung hat, da ein Testsignal S_test, das einen Synchronisationsimpuls mit einer ansteigenden Spannung hat, DSI3-Sensoren, die nicht für die Verarbeitung von PSI5-Impulsen konfiguriert sind, schaden könnte. Die Evaluierungseinheit 704 wartet auf eine Antwort vom Sensornetzwerk 212. Wenn das Sensornetzwerk PSI5-Sensoren umfasst, wird keine Antwort gesendet, und die Evaluierungseinheit 704 ist so konfiguriert, dass sie ein nachfolgendes Testsignal S_test sendet, das einen Synchronisationsimpuls mit einer ansteigenden Spannung hat.
8 veranschaulicht ein Verfahren 800 für den Betrieb einer ACU, die so konfiguriert ist, dass sie automatisch ein Kommunikationsprotokoll erkennt, dass von Sensoren benutzt wird, die an die ACU angeschlossen sind.
Bei 802 wird eine Kraftfahrzeugsteuerung (ACU) bereitgestellt, die eine Steuerung hat, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß einer Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle betrieben wird. Bei 804 wird die Steuerung so angetrieben, dass sie ein Kommunikationssignal gemäß einem ersten Kommunikationsprotokoll erzeugt. In einigen Ausführungsformen kann das Kommunikationsprotokoll ein DSI3-Kommunikationsprotokoll umfassen.
Bei 806 wird das Kommunikationssignal einem Sensor oder mehreren Sensoren bereitgestellt, die an die ACU angeschlossen sind.
Für den Fall, dass Sensornetzwerke gleichförmig mit Sensoren mit ein und demselben Protokoll ausgestattet sind, wird die ACU – wenn von einem Sensor oder mehreren Sensoren (bei 808) eine Antwort empfangen wird – bei 810 weiter gemäß dem Kommunikationsprotokoll betrieben, und das Verfahren 800 endet dann. Wenn jedoch von einem Sensor oder mehreren Sensoren (bei 808) keine Antwort empfangen wird, wird das Kommunikationsprotokoll so umgeschaltet, dass es bei 812 ein moduliertes Kommunikationssignal gemäß einem anderen Kommunikationsprotokoll erzeugt. Das Verfahren 800 kehrt dann zu 806 zurück, wo das andere Kommunikationssignal einem Sensor oder mehreren Sensoren bereitgestellt wird.
Alternativ würde das Verfahren 800 für den Fall, dass die Sensornetzwerke gleichförmig mit Sensoren mit ein und demselben Protokoll ausgestattet sind (z. B. wie in 3 dargestellt) iterativ die Schritte 804 bis 810 durchführen, um Tests in Bezug auf eine Reihe möglicher Kommunikationsprotokolle durchzuführen, die innerhalb einer Steuerung definiert sind. Beispielsweise würde das Verfahren testweise die Schritte 804 bis 810 durchführen, um Tests in Bezug auf eine Reihe möglicher Kommunikationsprotokolle durchzuführen, die ein erstes Kommunikationsprotokoll, ein zweites Kommunikationsprotokoll usw. umfassen.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einige Ausführungsformen eines Verfahrens 900 zur Charakterisierung eines Sensornetzwerks zeigt, um Lastmerkmale eines an eine Steuerung angeschlossenen Sensornetzwerks zu bestimmen.
Bei 902 wird eine Kraftfahrzeugsteuerung (ACU) bereitgestellt, die ein Sensorschnittstellenmodul hat, das an ein Sensornetzwerk angeschlossen ist, das einen Sensor oder mehrere Sensoren umfasst. In einigen Ausführungsformen kann die ACU eine Steuerung umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß einer Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle betrieben wird. In einigen Ausführungsformen kann die ACU eine Steuerung umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß einem einzelnen Kommunikationsprotokoll betrieben wird.
Bei 904 wird eine Netzwerkcharakterisierung durchgeführt, um das Sensornetzwerk zu charakterisieren. Die Netzwerkcharakterisierung umfasst die Charakterisierung des Sensornetzwerks, indem ein Parameter oder mehrere Parameter bestimmt werden, die die Impedanzlast beschreiben. In verschiedenen Ausführungsformen kann der eine Parameter oder können die mehreren Parameter eine komplexe Impedanz der Last, eine Komponente oder mehrere Komponenten einer Ersatzschaltung, die die Impedanzlast beschreibt, oder eine Komponente oder mehrere Komponenten einer Übertragungsfunktion umfassen, die die Impedanzlast beschreibt. In einigen Ausführungsformen wird die Netzwerkcharakterisierung durch die Schritte 906 bis 912 durchgeführt. In einigen Ausführungsformen kann die Charakterisierungsphase auf mehrere Charakterisierungszeitschlitze aufgeteilt werden, die eine Mehrzahl von Iterationen aufweisen und unterschiedliche Signaltypen verwenden können.
Bei 906 wird ein Testsignal erzeugt. In einigen Ausführungsformen kann das Testsignal ein Testsignal umfassen, das so konfiguriert ist, dass es eine Lastimpedanz des Sensornetzwerks charakterisiert. Die Testsignale können Änderungen des Speisestroms (z. B. eine Strommodulation) oder Änderungen der Speisespannung (z. B. eine Spannungsmodulation) sein. Im Fall eines Teststroms ist die Netzwerkantwort eine Änderung der Speisespannung, und im Fall einer Änderung der Speisespannung ist die Antwort eine Veränderung des vom Sensornetzwerk gezogenen Stroms.
Bei 908 wird das Testsignal während eines offenen Zeitfensters gesendet, in dem keine Datenkommunikation stattfindet. In einigen Ausführungsformen wird zwecks Erzeugung eines Testsignals eine Speisespannung über das Ausgangssignal gelegt, sobald ein offenes Zeitfenster identifiziert worden ist.
Bei 910 wird eine Antwort der Netzwerkcharakterisierung gemessen. Die Antwort kann eine Antwort umfassen, die vom Sensornetzwerk in Reaktion auf das Testsignal induziert wird. In einigen Ausführungsformen kann das Sensornetzwerk während der Netzwerkcharakterisierung aktiv sein, so dass Betriebspunkte der Sensoren Einfluss auf Dämpfungseffekte im Netzwerk haben.
Bei 912 wird ein Charakterisierungsparameter oder werden mehrere Charakterisierungsparameter auf der Basis der gemessenen Antwort des Testsignals bestimmt. In einigen Ausführungsformen können die Charakterisierungsparameter bestimmt werden, indem eine Ersatzschaltung an die gemessene Antwort angepasst wird.
Bei 914 wird das Sensorschnittstellenmodul auf der Basis der Charakterisierungsparameter aktualisiert. In einigen Ausführungsformen kann das Sensorschnittstellenmodul aktualisiert werden, um den Betrieb des Sensorschnittstellenmoduls auf der Basis der bestimmten Charakterisierungsparameter zu optimieren.
10 veranschaulicht ein Blockdiagram einiger zusätzlicher Ausführungsformen eines Fahrzeugsensorsystems 1000, das eine Kraftfahrzeugsteuerung (ACU) 1002 hat, die so konfiguriert ist, dass sie eine Impedanzlast eines Sensornetzwerks 212 charakterisiert.
Die ACU 1002 umfasst das Sensorschnittstellenmodul 1004, das eine Evaluierungseinheit 1006 hat, die so konfiguriert ist, dass sie selektiv den Betrieb des geschlossenen Regelkreises 1008 modifiziert, um einen Wert des zweiten Steuersignals s_CTRL2 in einer Art und Weise zu steuern, dass er die Ausgangstreiberstufe 412 antreibt, ein Testsignal s_test zu erzeugen. Auf der Basis einer Antwort s_res auf das Testsignal s_test kann die Evaluierungseinheit 1006 das Sensornetzwerk 212 charakterisieren, um Informationen über die tatsächlichen Lasteinstellungen des Sensornetzwerks 212 zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1006 so konfiguriert sein, dass sie den Speisespannungsausgang von der Ausgangstreiberstufe 412 ändern kann. Da die Änderung der Speisespannung eine Änderung eines Stroms erzwingt, der vom Sensornetzwerk 212 zurückfließt, kann eine Übertragungsfunktion des Sensornetzwerks 212 errechnet werden, indem eine Änderung des Antwortstroms, die einer Änderung der Spannung entspricht, charakterisiert wird. In anderen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1006 so konfiguriert sein, dass sie den Stromausgang von der ACU 1002 ändert und eine Lastspannung misst, die vom Sensornetzwerk 212 induziert wird. Aus den Spannungs- und Strominformationen kann die Impedanz errechnet werden (z. B. durch Dividieren der Spannung durch den Strom).
In einigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1006 selektiv den Betrieb des geschlossenen Regelkreises 1008 modifizieren, indem dem geschlossenen Regelkreis 1008 ein Steuerparameter oder mehrere Steuerparameter c_par so bereitgestellt werden, dass der geschlossene Regelkreis 1008 ein zweites Steuersignal s_CTRL2 erzeugt, das die Ausgangstreiberstufe 412 veranlasst, das Testsignal s_test zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1006 dynamisch die Steuerparameter c_par so variieren, dass der geschlossene Regelkreis 1008 zu unterschiedlichen Zeiten unter Benutzung unterschiedlicher Steuerparameter betrieben wird. Beispielsweise kann der geschlossene Regelkreis 1008 gemäß einer ersten Reihe von Steuerparametern betrieben werden, um das Testsignal s_test zu erzeugen. Nach der Durchführung einer Charakterisierung kann der geschlossene Regelkreis 1008 gemäß einer zweiten Reihe von Steuerparametern betrieben werden, die so konfiguriert sind, dass sie ein Ausgangssignal bereitstellen, das optimierte Einstellungen auf der Basis des erlangten Buswissens hat.
In einigen Ausführungsformen ist die Evaluierungseinheit 1006 so konfiguriert, dass sie dynamisch das Sensornetzwerk 212 charakterisiert. Beispielsweise kann die Evaluierungseinheit 1006 eine erste Charakterisierung (z. B. ein erstes Testsignal senden und eine erste Antwort empfangen) während eines ersten Zeitfensters zwischen den Synchronisationssignalen durchführen und den Betrieb des geschlossenen Regelkreises 1008 auf der Basis der Charakterisierung justieren. Die Evaluierungseinheit 1006 kann später eine zweite Charakterisierung während eines zweiten Zeitfensters nach dem ersten Zeitfenster durchführen und den Betrieb des geschlossenen Regelkreises 1008 auf der Basis der ersten und der zweiten Charakterisierung justieren. Durch dynamisches Charakterisieren des Sensornetzwerks 212 kann sich die Evaluierungseinheit 1006 Änderungen des Sensornetzwerks 212 (z. B. aufgrund von Temperaturänderungen, Sensorbeschädigung usw.) anpassen.
In einigen Ausführungsformen kann das Testsignal s_test eine modulierte Spannung umfassen, die einen Spannungsänderungswert hat, der kleiner als der eines Synchronisationsimpulses ist, so dass die modulierte Spannung unzureichend ist, um eine Reaktion seitens des Sensornetzwerks 212 zu induzieren (d. h., so dass der Sensor in einem statischen Betriebszustand bleibt). Beispielsweise kann die Evaluierungseinheit 1006 den geschlossenen Regelkreis 1008 so antreiben, dass er den Speisestrom der High-Side- oder Low-Side-Stromquellen 412a oder 412b ändert, um eine modulierte Spannung zu erzeugen. Die Antwort des Sensornetzwerks 212 auf die modulierte Spannung ist eine Änderung des vom Sensornetzwerk 212 gezogenen Stroms. In anderen Ausführungsformen kann das Testsignal s_test einen modulierten Strom umfassen. Die Antwort des Sensornetzwerks 212 auf den modulierten Strom ist eine Änderung der Speisespannung.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1006 eine Lastantwort des Sensornetzwerks 212 gemäß einem Charakterisierungsparameter oder mehreren Charakterisierungsparametern charakterisieren. In einigen Ausführungsformen kann der eine Charakterisierungsparameter oder können die mehreren Charakterisierungsparameter eine komplexe Impedanz des Sensornetzwerks 212 umfassen. In anderen Ausführungsformen kann der eine Charakterisierungsparameter oder können die mehreren Charakterisierungsparameter elektrische Parameter einer Ersatzschaltung des Sensornetzwerks 212 umfassen. Beispielsweise kann eine gemessene Antwort auf eine Ersatzschaltung angewendet werden, und der eine Charakterisierungsparameter oder die mehreren Charakterisierungsparameter (z. B. Kapazität, Induktivität, Widerstand usw.) der Ersatzschaltung können extrahiert werden, um das Sensornetzwerk 212 zu charakterisieren. In noch anderen Ausführungsformen kann der eine Charakterisierungsparameter oder können die mehreren Charakterisierungsparameter einer Übertragungsfunktion entsprechen, die so konfiguriert ist, dass sie den Betrieb des Sensornetzwerks 212 modelliert.
Auf der Basis der Charakterisierung kann die Evaluierungseinheit 1006 einen Reglerparameter oder mehrere Reglerparameter c_par justieren, um den geschlossenen Regelkreis 1008 so anzupassen, dass das tatsächlich angeschlossene Sensornetzwerk charakterisiert wird (d. h., den geschlossenen Regelkreis 1008 vom Betrieb mit standardisierten Koeffizienten, die mit den meisten Lasteinrichtungen funktionieren, in den Betrieb mit spezifischen Koeffizienten zu ändern, die eine verbesserte Leistung des Spannungsreglers berücksichtigen). 11A bis 11C veranschaulichen Taktdiagramme, die den Betrieb einer offenbarten Kraftfahrzeugsteuerung für unterschiedliche Busmodi (z. B. für synchrone und asynchrone Busmodi) darstellen.
11A veranschaulicht die Taktdiagramme 1100 und 1108, die den Betrieb der offenbarten Kraftfahrzeugsteuerung darstellen, die so konfiguriert ist, dass eine Impedanzlast eines Sensornetzwerks bestimmt wird, das einen synchronen Busmodus verwendet. Taktdiagramm 1100 veranschaulicht ein Kommunikationssignal, das eine modulierte Spannung umfasst und von einer offenbarten ACU erzeugt wird. Das Taktdiagramm 1108 veranschaulicht eine Antwort, die einen modulierten Strom umfasst und von einem Sensornetzwerk in Reaktion auf eine modulierte Spannung induziert wird.
Es ist wünschenswert, dass das in einem synchronen Busmodus eine Spannung ohne eine Antwort von einem Sensornetzwerk variiert werden kann (d. h., während ein Sensor passiv gehalten wird), solange die Spannungsänderung nicht eine Mindestamplitude einer Spezifikation eines Synchronisationsimpulses übersteigt. Daher kann das Sensorschnittstellenmodul ein Testsignal 1104 innerhalb eines Zeitfensters zwischen den Synchronisationsimpulsen 1106 senden, ohne eine Antwort von einem Sensor zu induzieren (d. h., während Zeitfenstern, in denen keine Datenkommunikation stattfindet).
Zum Zeitpunkt t₀ wird die ACU eingeschaltet, und die ACU beginnt ein Kommunikationssignal 1102, das eine modulierte Spannung umfasst, an einen oder mehrere Sensoren zu übertragen. In einigen Ausführungsformen kann – bevor ein erster Synchronisationsimpuls 1106a gesendet wird – eine anfängliche Charakterisierung durchgeführt werden, indem zum Zeitpunkt t₁ ein erstes Testsignal 1104a gesendet wird, das eine modulierte Spannung umfasst. Das erste Testsignal 1104a induziert eine erste Antwort 1112a, die indikativ für die Last des Sensornetzwerks ist.
Zum Zeitpunkt t₂ wird ein erster Synchronisationsimpuls 1106a erzeugt. Der erste Synchronisationsimpuls 1106a umfasst eine modulierte Spannung, die um einen Spannungswert erhöht wird, der größer als eine Mindestamplitude einer Spezifikation eines Synchronisationsimpulses ist. Nach dem Senden des ersten Synchronisationsimpulses 1106a wird ein erstes Datenpaket 1114a von einem ersten Sensor zum Zeitpunkt t₃ empfangen. Das erste Datenpaket 1114a umfasst ein Stromsignal, das ein Sensorschnittstellenmodul von einem Sensor empfängt. Wenn die ACU an mehrere Sensoren angeschlossen ist, werden mehrere Datenpakete empfangen (z. B. eines von jedem Sensor). Beispielsweise würde eine an zwei Sensoren angeschlossene ACU auch ein zweites Datenpaket 1114b empfangen, das von einem zweiten Sensor zum Zeitpunkt t₄ empfangen wird.
Vor dem Senden eines zweiten Synchronisationsimpulses 1106b ist der Kommunikationsbus ruhig. Während der ruhigen Zeit kann ein zweites Testsignal 1104b von der ACU zum Zeitpunkt t₅ ausgegeben werden. Das zweite Testsignal 1104b induziert eine zweite Antwort 1112b, die indikativ für die Last des Sensornetzwerks ist. Während der nachfolgenden Zeitfenster (zwischen Synchronisationsimpulsen) können zusätzliche Testsignale gesendet werden, um das Sensornetzwerk weiter zu charakterisieren.
Wenn ein Zeitfenster nicht groß genug ist, um eine komplette Buscharakterisierungsprozedur durchzuführen, kann die Buscharakterisierungsprozedur auf mehrere Zeitfenster verteilt stattfinden. Beispielsweise können Informationen für die Neukonfiguration der ACU aus einer Kombination des ersten Testsignals 1104a, eines zweiten Testsignals 1104b, das nach dem ersten Synchronisationsimpuls 1106a gesendet wird, eines dritten Testsignals 1104c, das nach dem zweiten Synchronisationsimpuls 1106b gesendet wird, usw. gewonnen werden. In einigen Ausführungsformen können Sensoren während der Netzwerkcharakterisierung aktiv sein, da angenommen werden kann, dass die Betriebspunkte der Sensoren einen Einfluss auf die Dämpfungseffekte im Sensornetzwerk haben.
11B veranschaulicht die Taktdiagramme 1116 und 1122, die den Betrieb der offenbarten Kraftfahrzeugsteuerung darstellen, die so konfiguriert ist, dass eine Impedanzlastantwort eines Sensornetzwerks bestimmt wird, das ein asynchrones Protokoll verwendet. Taktdiagramm 1116 veranschaulicht ein Kommunikationssignal, das eine modulierte Spannung umfasst und von einer offenbarten ACU erzeugt wird. Das Taktdiagramm 1122 veranschaulicht eine Antwort, die einen modulierten Strom umfasst und von einem Sensornetzwerk in Reaktion auf eine modulierte Spannung induziert wird.
Zum Zeitpunkt t₀ wird die ACU eingeschaltet, und die ACU beginnt ein Kommunikationssignal 1118, das eine modulierte Spannung umfasst, an einen oder mehrere Sensoren zu übertragen. Wie in 11B veranschaulicht, wartet ein Sensor eine bestimmte Zeit Δt (z. B. definiert ab Zeitpunkt t₀) lang nach dem Empfang einer Speisespannung und überträgt dann automatisch ein erstes Datenpaket 1128a. Das erste Datenpaket 1128a hat eine definierte Datenrate (z. B. eine Datenrahmenlänge, eine Lückenweite usw.). In einigen Ausführungsformen kann eine anfängliche Charakterisierung durchgeführt werden, bevor das erste Datenpaket 1128a gesendet wird, indem ein erstes Testsignal 1120a als modulierte Spannung zum Zeitpunkt t₁ erzeugt wird. In Reaktion auf das erste Testsignal 1120a wird eine erste Antwort 1126a, die einen modulierten Strom umfasst, durch die Sensoren induziert.
Zum Zeitpunkt t₂ wird das erste Datenpaket 1128a von den Sensoren empfangen. Nachdem das erste Datenpaket 1128a empfangen worden ist, gibt es eine erste zeitliche Lücke t_gap 1130a, bevor ein zweites Datenpaket 1128b empfangen wird. In einigen Ausführungsformen kann die ACU – da die Sensordatenrate und die Taktung nicht präzise sind – eine Länge der ersten zeitlichen Lücke t_gap 1130a messen, ohne ein Testsignal innerhalb der ersten zeitlichen Lücke t_gap 1130a zu platzieren.
Zum Zeitpunkt t₃ wird ein zweites Datenpaket 1128b von den Sensoren empfangen. Nachdem das zweite Datenpaket 1128b empfangen worden ist, sendet die ACU ein zweites Testsignal 1120b zum Zeitpunkt t₄. Das zweite Testsignal 1120b induziert eine zweite Antwort 1126b, die eine Größe hat, die in eine zweite zeitliche Lücke t_gap 1130b passt, die gleich der ersten Lücke ist. In einigen Ausführungsformen kann die Größe der zeitlichen Lücken (z. B. 1130a, 1130b, usw.) laufend gemessen werden, und die Länge eines nachfolgenden Testsignals kann auf die Größe der zeitlichen Lücken gestützt werden, die im Verlauf von einem oder mehreren der vorhergehenden Datenpaket-Übertragungszeiträume gemessen wurden.
11C veranschaulicht die Taktdiagramme 1132 und 1138, die den Betrieb der offenbarten Kraftfahrzeugsteuerung darstellen, die so konfiguriert ist, dass eine Lastantwort eines Sensornetzwerks bestimmt wird, das ein asynchrones Protokoll für ein ABS (automatisches Bremssystem) verwendet. Zum Zeitpunkt t₀ wird die ACU eingeschaltet, und die ACU beginnt ein Kommunikationssignal 1134, das eine modulierte Spannung umfasst, an einen oder mehrere Sensoren zu übertragen. In einigen Ausführungsformen kann eine anfängliche Buscharakterisierung durchgeführt werden, indem ein erstes Testsignal 1136a, das eine modulierte Spannung umfasst, zum Zeitpunkt t₁ erzeugt wird. In Reaktion auf das erste Testsignal 1136a wird eine erste Antwort 1142a, die einen modulierten Strom umfasst, durch die Sensoren induziert.
Ein Sensor wartet eine bestimmte Zeit Δt lang nach dem Empfang einer Speisespannung und überträgt dann automatisch einen ersten Datenimpuls 1144a. Zum Zeitpunkt t₂ wird das erste Datenpaket 1144a von den Sensoren empfangen. Nachdem ein erster Datenimpuls 1144a empfangen worden ist, gibt es eine zeitliche Lücke t_gap1 1146a, bevor ein nächster Datenimpuls empfangen wird. Es ist wünschenswert, dass die ABS-Sensoren Datenimpulse senden, die die Kanten eines Magnetpolrades bezeichnen, die Nulldurchgänge durchlaufen. Wenn sich die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs ändert, ändert sich daher auch die Lücke zwischen Datenimpulsen (Beispiel: Je schneller das Fahrzeug fährt, desto schneller ist das Polrad, so dass der Abstand zwischen den Nulldurchgängen geringer wird). Da der Abstand zwischen den Datenimpulsen variabel ist, kann die ACU eine Länge einer ersten zeitlichen Lücke t_gap1 1146a messen, ohne ein Testsignal innerhalb der ersten zeitlichen Lücke zu platzieren.
Zum Zeitpunkt t₃ wird ein zweiter Datenimpuls 1144b von den Sensoren empfangen. Nachdem der zweite Datenpuls 1144b empfangen worden ist, sendet die ACU ein zweites Testsignal 1136b, das eine zweite Antwort 1142b induziert, die eine Größe hat, die in eine zweite zeitliche Lücke t_gap2 1146b passt. Da die Größe der zweiten zeitlichen Lücke t_gap2 1146b von der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs abhängt, kann das zweite Testsignal 1136b innerhalb der zweiten zeitlichen Lücke t_gap2 1146b zusammen mit einem zusätzlichen Spielraum t_th platziert werden, der sicherstellt, dass das zweite Testsignal 1136b und die zweite Antwort 1142b nicht einen dritten Datenimpuls 1144c stören, selbst wenn das Kraftfahrzeug mit maximaler Beschleunigung fährt. In einigen Ausführungsformen kann die ACU – wenn das Kraftfahrzeug zu schnell fährt – gezwungen sein, die Charakterisierung aufzuschieben, bis das Kraftfahrzeug wieder langsamer fährt.
12A veranschaulicht ein Blockdiagramm 1200, das die Anwendung einer Ersatzschaltung veranschaulicht, die ein Übertragungsleitungsmodell 1204 umfasst, um einen oder mehrere Charakterisierungsparameter zu erzeugen.
Wie in Blockdiagramm 1200 dargestellt, ist eine Evaluierungseinheit 1202 so konfiguriert, dass sie ein Testsignal s_test erzeugt und eine Antwort misst, die durch das Testsignal s_test induziert wird. Die Evaluierungseinheit 1202 evaluiert dann die gemessene Antwort, indem sie ein Übertragungsleitungsmodell 1204, das zwischen einer ACU 1206 und einem Sensornetzwerk 212 konfiguriert ist, an die gemessene Antwort anpasst. Das Anpassen des Übertragungsleitungsmodells 1204 an die gemessene Antwort ermöglicht es, Werte der Komponenten der Übertragungsleitung zu bestimmen und als Charakterisierungsparameter zu benutzen, die das Sensornetzwerk charakterisieren. In einigen Ausführungsformen kann das Übertragungsleitungsmodell 1204 in einem Speicherelement innerhalb der Evaluierungseinheit 1202 gespeichert werden.
In einigen Ausführungsformen werden – um Komponenten der Ersatzschaltung zu bestimmen – Messungen bei unterschiedlichen Frequenzen, Sprungantworten usw. durchgeführt, um genügend Daten zur Charakterisierung des Sensornetzwerks zu gewinnen. Beispielsweise erhält die Busevaluierungseinheit bei jeder Frequenz eine Amplitude der Antwort und die Phasenverschiebung der Antwort zurück. Um eine Ersatzschaltung, die 6 unbekannte Komponenten hat, zu charakterisieren, muss daher bei drei (3) unterschiedlichen Frequenzen gemessen werden, um sechs (6) Messungen zu erhalten.
12B und 12C veranschaulichen einige Beispiele für Ersatzschaltungen, die verwendet werden können, um eine empfangene Antwort charakterisieren. 12B veranschaulicht ein Blockdiagramm 1208 einer Ersatzschaltung, die ein Low-Pass-Modellnetzwerk 1212 mit konzentrierten Schaltelementen umfasst.
Die Ersatzschaltung umfasst eine ACU 1210, die eine Spannung an ein Sensornetzwerk 1214 legt. In diesem Fall umfasst die ACU 1210 eine geregelte Stromquelle, die den Speisestrom je nach von einer Steuerung stammenden Informationen ändert und die den Speisestrom in Reaktion auf eine Rückmeldung vom Ausgang des Systems ändert, um die Spannung stabil zu halten.
Das Netzwerk 1212 umfasst die Leitungsinduktivität L, einen Leitungswiderstand R und eine Leitungskapazität C. Unterschiedliche Werte der Komponenten des Low-Pass-Modells modellieren Abweichungen der Kommunikationsbuslänge (z. B. zwischen wenigen Zentimetern und 12 Metern). In einigen Ausführungsformen können auch Sperrkondensatoren C_b innerhalb der ACU 1210 und des Sensornetzwerks 1214 sowie ein in Reihe mit dem Sperrkondensator geschalteter Widerstand im Sensornetzwerk 1214 berücksichtigt werden.
Das Netzwerk 1212 ist präzise genug für den ABS-Sensor, da ABS-Systeme Punkt-zu-Punkt-Sensorverbindungen benutzen. Das Netzwerk 1212 kann auch für PSI5- sowie DSI3-Kommunikationsprotokolle verwendet werden. Der Grund, warum eine Annäherung an diese komplexen Busse mit einfachen Modellen möglich ist, besteht darin, dass Busse, die bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedliche Resonanzmodi haben, keine hohen Q-Faktoren für jede Resonanz erreichen, da die anderen Netzwerkzweige, die bei gleicher Frequenz keine Resonanz aufweisen, für zusätzliche Dämpfung sorgen. Weiterhin können Resonanzfrequenzen, die über der Eins-Verstärkungsfrequenz des Regelkreises liegen, vernachlässigt werden, da sie nicht mehr relevant für das Verhalten des Regelkreises sind.
12C veranschaulicht ein Blockdiagramm einer alternativen Ersatzschaltung 1216, die ein alternatives Übertragungsleitungsmodell umfasst, das ein pi-Netzwerk 1220 umfasst.
Die alternative Ersatzschaltung 1216 umfasst eine ACU 1218, die eine Spannung an ein Sensornetzwerk 1214 legt. Das pi-Netzwerk 1220 umfasst eine Leitungsinduktivität L, einen Leitungswiderstand R und eine Leitungskapazität, die auf die Kondensatoren C_L2 und C_L3 verteilt ist. Unterschiedliche Werte der Übertragung in der Länge einer Kommunikationsbuskomponente modellieren Abweichungen der Leitungslänge. In einigen Ausführungsformen werden ein Sperrkondensator C_b innerhalb der ACU 1210 und des Sensornetzwerks 1222 sowie ein in Reihe mit dem Sperrkondensator geschalteter Widerstand im Sensornetzwerk 1214 berücksichtigt.
Es ist wünschenswert, dass die offenbarte Charakterisierung nicht auf die in 12B und 12C veranschaulichten Ersatzschaltkreise beschränkt wird. Vielmehr sind die veranschaulichten Übertragungsleitungsmodelle nicht beschränkende Modelle, und für den Kommunikationsbus können auch unterschiedliche Ersatzschaltungsmodelle verwendet werden. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen ein Ersatzschaltungsmodell ein T-Netzwerk umfassen oder für präzisere Detailliertheit Implementierungen wie ein Übertragungsrealleitungsmodell auf der Basis der Telegrafendifferentialgleichung.
In einigen Ausführungsformen kann ein und dieselbe Funktionalität wie eine Ersatzschaltung durch Verwendung eines Übertragungsfunktionsmodells erzielt werden, das die Last eines Sensornetzwerks mit Polen und Nullstellen beschreibt. Grund hierfür ist, dass eine ACU mit Hilfe von Informationen über die Pol- und Nullstellenverteilung eingerichtet werden kann. Wenn die Evaluierungseinheit beispielsweise eine Übertragungsfunktion oder eine Impedanzfunktion mit einem periodischen Signal misst, kann sie auch direkt Pol- und Nullstellenverteilungen aus der Antwort gewinnen.
In einigen Ausführungsformen kann die Funktionalität eines Sensornetzwerks durch Einbeziehung interner Übertragungsfunktionen (z. B. des Regelkreises, der Ausgangstreiberstufe usw.) in das Modell bestimmt werden. Derartige Ausführungsformen ermöglichen eine präzise Charakterisierung der Last, wenn die internen analogen Bauteile des Regelkreises einen Fertigungsstreubereich, eine Temperaturabhängigkeit oder Alterungseffekte aufweisen, die einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Leistung des Regelkreises haben.
13 ist ein Blockdiagramm einiger zusätzlicher Ausführungsformen eines Fahrzeugsensorsystems 1300, das ein Sensorschnittstellenmodul 1302 umfasst, das so konfiguriert ist, dass ein Sensornetzwerk 212 charakterisiert und der Betrieb des Sensorschnittstellenmoduls 1302 auf der Basis der Charakterisierung selektiv justiert wird.
Das Sensorschnittstellenmodul 1302 hat eine Steuerungsschnittstelle 1304, die die Vernetzung mit der Steuerung 204 sicherstellt, sowie eine Sensorschnittstelle 1306, die die Vernetzung mit dem Drahtpaar 1308, 1310 sicherstellt, das mit dem Sensornetzwerk 212 gekoppelt ist. Weiterhin umfasst das Sensorschnittstellenmodul 1302 eine Referenzspannungsquelle 408, die so konfiguriert ist, dass sie ein Steuersignal S_CTRL von der Steuerung 204 empfängt, um auf dessen Basis ein variables Referenzsignal V_ref zu erzeugen.
Die Referenzspannungsquelle 408 ist mit einem geschlossenen Regelkreis 1312 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen umfasst der geschlossene Regelkreis 1312 ein Vergleichsglied 1314 und einen PID-Regler (Proportional-Integral-Derivative Controller) 1316. Das Vergleichsglied 1314 (z. B. ein Komparator, ein Analog-Digital-Wandler) hat einen ersten Eingang, der an die Referenzspannungsquelle 408 angeschlossen ist, und einen zweiten Eingang, der so konfiguriert ist, dass er ein Rückmeldungssignal vom Ausgangsknoten 1320 empfängt. Ein Ausgangssignal des Vergleichsglieds 1314 ist mit dem Eingang des PID-Reglers 1316 gekoppelt, der so konfiguriert ist, dass er ein digitales Steuersignal D_PID erzeugt, das die Ausgangstreiberstufe 1322 antreibt, eine Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 1320 so zu regeln, dass sie zur variablen Referenzspannung V_ref passt.
Eine Evaluierungseinheit 1326 ist so konfiguriert, dass sie Zugang zum Ausgangsknoten 1320, zum Ausgang des Komparators 1314 und zum Steuersignalausgang des PID-Reglers 1316 hat. Da der PID-Regler 1316 den Speisestrom mittels digital geregelter Stromquellen regelt, kann der PID-Reglerausgang als Messung dieses Stroms angesehen werden.
Es ist wünschenswert, dass die Evaluierungseinheit 1326 das Testsignal _Stest auf vielfache Weise regelt. In einigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1326 Stromsignale durch Verändern der Betriebsparameter S_par des PID-Reglers 1316 erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1326 Stromsignale (Stromsprünge, periodische Stromsignale, Zufallsstrom) durch direktes Hinzufügen eines digitalen Signals s_dig zum digitalen Steuersignal D_PID über Addierglied 1318 erzeugen (z. B., um den Strom der High-Side-Quelle zu erhöhen, so dass der abgegebene Strom höher als der vom Sensor gezogene Strom ist).
Die Evaluierungseinheit 1326 kann so konfiguriert sein, dass sie die Antwort anderer Komponenten des Sensorschnittstellenmoduls 1302 berücksichtigt, wenn das Sensornetzwerk 212 charakterisiert wird. Beispielsweise kann die Ausgangstreiberstufe 1322 in einigen Ausführungsformen einen oder mehrere Tiefpassfilter 1324 umfassen, die sich zwischen dem geschlossenen Regelkreis 1312 und den Stromquellen 412 in der Ausgangstreiberstufe 1322 befinden. Die Pole der Tiefpassfilter 1324 haben ein Verhalten, das von den Parametern der MOS-Transistoren abhängt, die einen signifikanten Fertigungsstreubereich und eine signifikante Temperaturabhängigkeit aufweisen. Um daher das Sensornetzwerk präzise zu charakterisieren, kann die Übertragungsfunktion der Ausgangstreiberstufe 1322 nebst der Antwort des Sensornetzwerks 212 ebenfalls charakterisiert werden.
Um beispielsweise die Evaluierung der internen und externen Übertragungsfunktionen zu trennen, kann die Evaluierungseinheit 1326 die Übertragungsfunktion des Tiefpassfilters 1324 charakterisieren, bevor der normale Busbetrieb beginnt. Die Übertragungsfunktion des Tiefpassfilters 1324 kann auf konstruktiver Basis oder durch Vornehmen zusätzlicher Systemmessungen bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Sensorschnittstellenmodul 1302 einen Regelwiderstand R_v umfassen, der einen bekannten Widerstand hat. Durch Ändern des Wertes des Regelwiderstands R_v können Messungen genommen werden, die zunächst der Charakterisierung der Tiefpassfilter-Übertragungsfunktion dienen; anschließend kann die Evaluierungseinheit 1326 die Lastimpedanz des Sensornetzwerks 212 charakterisieren. Alternativ können Änderungen des Wertes des Regelwiderstands R_v durchgeführt werden, um das Resonanzverhalten des externen Netzwerks zu beeinflussen (z. B., um die kapazitive Last mit einem höheren Widerstand zu charakterisieren und dann den Widerstand zu reduzieren, um den Q-Faktor einer Resonanz zu erhöhen, um die Induktivität aus der Resonanzfrequenz zu extrahieren). In anderen Ausführungsformen kann das Sensorschnittstellenmodul 1302 Parameter bei unterschiedlichen Frequenzen messen, um zunächst interne Komponenten zu charakterisieren und dann die Lastimpedanz des Sensornetzwerks 212 auf der Basis des Wissens über die interne Komponente zu charakterisieren. 14 ist ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform eines offenbarten Sensorschnittstellenmoduls 1400.
Das Sensorschnittstellenmodul 1400 umfasst eine Evaluierungseinheit 1402, die so konfiguriert sein kann, dass sie eine Netzwerkcharakterisierung gemäß einer Reihe unterschiedlicher Ausführungsformen durchführt. Es ist wünschenswert, dass die folgenden Ausführungsformen nicht beschränkende Ausführungsformen sind, die benutzt werden können, um eine Netzwerkcharakterisierung durchzuführen, und dass zusätzliche Ausführungsformen oder Kombinationen der folgenden Ausführungsformen benutzt werden können.
In einigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1402 so konfiguriert sein, dass sie eine Antwort einer Speisespannung auf eine geringfügige Erhöhung des Speisestroms misst. Da der Stromverbrauch von Sensoren bei geringen Speisespannungsveränderungen als konstant angenommen werden kann, verursacht ein abgegebener Strom, der höher als der von den Sensoren verbrauchte Strom ist, einen Spannungsanstieg am Ausgangsknoten. Daher können durch Evaluieren der Anstiegsgeschwindigkeit (z. B. der Flanke der Anstiegsgeschwindigkeit) Informationen über die Resonanz (z. B. Kapazität und Induktivität) gewonnen werden, indem der Überschuss des abgegebenen Stroms charakterisiert wird, der über dem tatsächlichen Stromverbrauch der Sensoren liegt. Beispielsweise verhält sich die Flanke des Speisespannungsanstiegs nach einer ersten Einschwingzeit reziprok zur Summe der Kondensatoren im Sensornetzwerk. Die anfänglichen Schwingungen, die direkt nach der Beaufschlagung mit dem Stromsprung zu beobachten sind, liefern weitere Informationen über die Induktivität und die Verteilung der Kondensatoren.
In einigen alternativen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1402 so konfiguriert sein, dass ein Spannungssprung auf die Referenzspannung beaufschlagt wird und die Sprungantwort des Regelkreises gemessen wird, der den Strom und/oder die Spannung aufzeichnet. Aus der Spannung und dem Strom können Informationen über die Sensoren (z. B. Kapazität und Induktivität) gewonnen werden.
In anderen alternativen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1402 so konfiguriert sein, dass sie das Sensornetzwerk mit einem periodischen Signal stimuliert und eine Verstärkung und/oder eine Phasenverschiebung der Antwort misst. Beispielsweise kann die Evaluierungseinheit 1402 einen periodischen Signalgenerator 1404 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er ein Testsignal erzeugt, das ein periodisches Signal (z. B. ein periodisches sinusförmiges Signal) umfasst. Die Evaluierungseinheit 1402 ist so konfiguriert, dass die Antwort bei verschiedenen Frequenzen charakterisiert wird. Bei jeder Frequenz erhält die Evaluierungseinheit 1402 eine Amplitude und eine Phasenverschiebung einer Antwort zurück. Daher liefert jede Frequenzmessung Informationen, die dazu dienen können, eine Ersatzschaltung anzupassen.
In einigen Ausführungsformen kann das periodische Signal ein sinusförmiges Signal umfassen. In derartigen Ausführungsformen kann die Übertragungsfunktion des Lastnetzwerks direkt aus der Antwort bestimmt werden. In anderen Ausführungsformen kann das periodische Signal vereinfachte Näherungen eines sinusförmigen Signals umfassen, die dreieck- oder rechteckförmige Signale umfassen. In einigen Ausführungsformen können die vereinfachten Näherungen durch Filter angepasst werden, die so konfiguriert sind, dass sie unerwünschte Oberschwingungen entfernen.
In anderen alternativen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1402 so konfiguriert sein, dass sie die Sensoren mit Rauschen stimuliert. Beispielsweise kann die Evaluierungseinheit 1402 einen Rauschgenerator 1406 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er ein Testsignal erzeugt, das ein Rauschen (z. B. zufällige oder pseudozufällige Signale) umfasst. Die Evaluierungseinheit 1402 ist so konfiguriert, dass das Rauschen und die Antwort aufgezeichnet werden (z. B. der eingespeiste Störstrom und die daraus resultierende Spannungsantwort oder in der Speisespannung erzeugtes Rauschen und so induzierte Stromänderungen). Weiterhin ist die Evaluierungseinheit 1402 so konfiguriert, dass sie eine Spektralanalyse sowohl des Rauschens als auch der Antwort durchführt, indem ein FFT-Block 1408 dazu gebracht wird, eine schnelle Fourier-Transformation des Rauschens und der Antwort auszuführen. Die Übertragungsfunktion kann als Quotient beider Spektren errechnet werden.
In anderen alternativen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1402 so konfiguriert werden, dass sie eine systemeigene Schwingung des Spannungsreglers hervorruft und die Schwingungsdauer misst, um die dominante Parallelresonanzfrequenz der Last zu bestimmen. Die systemeigenen Schwingungen rufen eine Steuerungsinstabilität hervor, wodurch eine Steuerungsstabilität reduziert wird (z. B. durch Erhöhen der Frequenz des dominanten Pols). Wenn die Stabilität schrittweise reduziert wird, tritt die Schwingung bei der Resonanzfrequenz auf.
In einigen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1402 so konfiguriert sein, dass systemeigene Schwingungen erzeugt werden, indem der Wert reduziert wird oder sogar das Vorzeichen eines emulierten Widerstands R_v von „positiv“ in „negativ“ geändert wird. In anderen Ausführungsformen kann die Evaluierungseinheit 1402 so konfiguriert sein, dass sie systemeigene Schwingungen hervorruft, indem der Phasenspielraum des geschlossenen Regelkreises mit Hilfe der Betriebsparameter S_par geändert wird. Um eine Fehlinterpretation der Schwingungen durch die Sensoren zu vermeiden, kann die Schwingungsamplitude begrenzt werden, indem die Betriebsparameter S_par geregelt werden, die die Schwingung auf der Basis von Strom- oder Spannungsrückmeldungssignalen initiieren. Es ist einzusehen, dass Fachleute auf diesem Gebiet äquivalente Abänderungen und/oder Modifikationen auf der Basis der Lektüre und/oder des Verständnisses der Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen erkennen werden.
Die vorliegende Offenbarung schließt alle derartigen Modifikationen und Abänderungen mit ein und soll dadurch grundsätzlich nicht begrenzt werden. Darüber hinaus gilt, dass – wenn möglicherweise ein besonderes Merkmal oder ein besonderer Aspekt in Bezug auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart wurde – dieses Merkmal oder dieser Aspekt wahlweise mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten anderer Implementierungen kombiniert werden kann. In dem Maße, wie „schließt ein“, „hat“, „mit“ und/oder Varianten dieser Begriffe im vorliegenden Dokument benutzt werden, gilt weiterhin, dass diese Begriffe sinngemäß auch Begriffe wie „umfasst“ mit einschließen. Auch der Begriff „beispielhaft“ meint lediglich ein Beispiel und nicht das Beste. Weiterhin ist einzusehen, dass in diesem Dokument abgebildete Merkmale, Schichten und/oder Elemente mit spezifischen Abmessungen und/oder Ausrichtungen in Relation zueinander zum Zweck der Vereinfachung und der leichteren Verständlichkeit dargestellt werden und dass die tatsächlichen Abmessungen und/oder Ausrichtungen erheblich von den in diesem Dokument veranschaulichten abweichen können.

Claims

Kraftfahrzeugsteuerung, umfassend: eine Steuerung, die eingerichtet ist, wahlweise eine Vielzahl von Steuersignalen zu erzeugen, die einer Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle entsprechen, wobei die betreffenden Steuersignale Eigenschaften aufweisen, die einem der Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle entsprechen; eine Modulationseinheit, die eingerichtet ist, eines der Steuersignale zu empfangen und ein moduliertes Kommunikationssignal zu erzeugen, das Eigenschaften aufweist, die einem Kommunikationsprotokoll des einen der Steuersignale entsprechen; und einen Kommunikationsbus, der eingerichtet ist, das Kommunikationssignal einem Sensornetzwerk bereitzustellen, das einen Sensor oder mehrere Sensoren umfasst.
Kraftfahrzeugsteuerung nach Anspruch 1, wobei ein und dasselbe Sensorschnittstellenmodul, das die Steuerung und die Modulationseinheit umfasst, eingerichtet ist, wahlweise die Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle zu erzeugen, die ein Peripheral-Sensor-Interface-5-Protokoll (PSI5-Protokoll) und ein Distributed-System-Interface-3-Protokoll (DSI3-Protokoll) umfassen.
Kraftfahrzeugsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kraftfahrzeugsteuerung eine Airbag-Steuerung umfasst, die eingerichtet ist, den Betrieb eines oder mehrerer Airbags innerhalb eines Kraftfahrzeugs zu steuern.
Kraftfahrzeugsteuerung nach Anspruch 3, wobei der Kommunikationsbus einen Zweidraht-Kommunikationsbus umfasst, der einen ersten zwischen der Modulationseinheit und dem Sensornetzwerk angeschlossenen Busdraht und einen zweiten zwischen der Modulationseinheit und dem Sensornetzwerk angeschlossenen Busdraht aufweist.
Kraftfahrzeugsteuerung nach einem der Ansprüche 1–4, wobei das Kommunikationssignal eine Spannungsmodulation umfasst.
Kraftfahrzeugsteuerung nach einem der Ansprüche 1–5, die weiterhin Folgendes umfasst: eine Evaluierungseinheit, die eingerichtet ist, ein Testsignal an das Sensornetzwerk zu senden, eine Antwort des Testsignals, die vom Sensornetzwerk induziert wird, zu messen und einen oder mehrere Charakterisierungsparameter des Sensornetzwerks auf der Basis der gemessenen Antwort zu bestimmen.
Kraftfahrzeugsteuerung nach Anspruch 6, wobei das Testsignal eine Spannungsmodulation umfasst, die einen Spannungsänderungswert aufweist, der kleiner als ein Spannungsänderungswert eines Synchronisationsimpulses ist, so dass das Testsignal eine Impedanzlast des Sensornetzwerks charakterisieren kann, ohne eine Datenpaketantwort zu empfangen.
Kraftfahrzeugsteuerung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, das Testsignal während eines Zeitfensters zu senden, in dem keine Datenkommunikation zwischen dem Sensornetzwerk und der Kraftfahrzeugsteuerung stattfindet.
Kraftfahrzeugsteuerung nach einem der Ansprüche 6–8, wobei das Testsignal eine Spannungsmodulation umfasst, die einen Synchronisationsimpuls mit Eigenschaften aufweist, die einem ersten Kommunikationsprotokoll entsprechen, so dass das Testsignal benutzbar ist, um zu bestimmen, ob das erste Kommunikationsprotokoll von dem Sensornetzwerk benutzt wird.
Kraftfahrzeugsteuerung nach Anspruch 9, wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, zu bestimmen, dass das Sensornetzwerk das erste Kommunikationsprotokoll benutzt, wenn eine Antwort auf das erste Kommunikationsprotokoll vom Sensornetzwerk empfangen wird; und wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, zu bestimmen, dass das Sensornetzwerk das erste Kommunikationsprotokoll nicht benutzt, wenn die Antwort auf das erste Kommunikationsprotokoll vom Sensornetzwerk nicht empfangen wird.
Kraftfahrzeugsteuerung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, anfänglich ein erstes Testsignal zu senden, das einen DSI3-Synchronisationsimpuls mit einer anfänglich fallenden Spannung hat, und anschließend ein zweites Testsignal zu senden, das einen PSI5-Synchronisationsimpuls mit einer anfänglich steigenden Spannung hat.
Sensorsystem, umfassend: ein Sensorschnittstellenmodul, das eingerichtet ist, ein Kommunikationssignal zu erzeugen, das einem Sensornetzwerk bereitgestellt wird, das einen oder mehrere Sensoren umfasst; und eine Evaluierungseinheit, die eingerichtet ist, ein elektrisches Verhalten des Sensornetzwerks zu charakterisieren, indem das Sensorschnittstellenmodul so betrieben wird, dass es das Kommunikationssignal als Testsignal an das Sensornetzwerk sendet, eine Antwort auf das Testsignal misst, die durch das Sensornetzwerk verursacht wird, und einen oder mehrere Charakterisierungsparameter bestimmt, die das elektrische Verhalten des Sensornetzwerks auf der Basis der gemessenen Antwort beschreiben.
Sensorsystem nach Anspruch 12, wobei das Bestimmen des einen Charakterisierungsparameters oder der mehreren Charakterisierungsparameter erfolgt, indem eine Ersatzschaltung, die eingerichtet ist, das Sensornetzwerk zu modellieren, an die gemessene Antwort angepasst wird.
Sensorsystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, das elektrische Verhalten des Sensornetzwerks mit Hilfe eines synchronen Busmodus zu charakterisieren, indem ein offenes Zeitfenster bestimmt wird, in dem keine Datenkommunikation zwischen dem Sensorschnittstellenmodul und dem Sensornetzwerk stattfindet, und das Testsignal innerhalb dieses offenen Zeitfensters gesendet wird.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 12–14, wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, das Sensorschnittstellenmodul zu betreiben, das Testsignal als modulierte Spannung zu erzeugen, die sich um einen Spannungswert verändert, der kleiner als eine Mindestamplitude eines Synchronisationsimpulses eines damit zusammenhängenden Kommunikationsprotokolls ist.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 12–14, wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, das Sensorschnittstellenmodul zu betreiben, das Testsignal als modulierten Strom zu erzeugen, indem ein Versorgungsstrom des Sensorschnittstellenmoduls verändert wird.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 12–16, wobei das Sensorschnittstellenmodul eingerichtet ist, das Kommunikationssignal gemäß einem Peripheral-Sensor-Interface 5-Kommunikationsprotokoll (PSI5-Protokoll) zu erzeugen.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 12–17, wobei der eine oder die mehreren Charakterisierungsparameter eine komplexe Impedanz einer Impedanzlast des Sensornetzwerks, eine oder mehrere Komponenten einer Ersatzschaltung, welche die Impedanzlast beschreiben, oder eine oder mehrere Komponenten einer Übertragungsfunktion, die die Impedanzlast beschreiben, umfassen.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 12–18, wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, den Betrieb des Sensorschnittstellenmoduls auf der Basis des bestimmten einen Charakterisierungsparameters oder der bestimmten mehreren Charakterisierungsparameter justiert, um eine Leistung des Sensorschnittstellenmoduls zu verbessern.
Sensorsystem nach Anspruch 19, wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, den Betrieb des Sensorschnittstellenmoduls auf der Basis eines Charakterisierungsparameters oder mehrerer Charakterisierungsparameter anzupassen, die aus einer Vielzahl von zeitlich getrennten Charakterisierungshandlungen gewonnen werden.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 12–20, das weiterhin Folgendes umfasst: eine Steuerung, die eingerichtet ist, das Sensorschnittstellenmodul zu betreiben, wahlweise eine Vielzahl von Steuersignalen zu erzeugen, die einer Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle entsprechen, wobei die betreffenden Steuersignale Eigenschaften aufweisen, die einem der Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle entsprechen; und wobei das Sensorschnittstellenmodul eingerichtet ist, eines der Steuersignale zu empfangen und das Testsignal zu erzeugen, um Eigenschaften zu haben, die einem Kommunikationsprotokoll des einen der Steuersignale entsprechen.
Sensorsystem nach Anspruch 21, wobei das Testsignal eine Spannungsmodulation umfasst, die einen Synchronisationsimpuls mit Eigenschaften aufweist, die einem ersten Kommunikationsprotokoll entsprechen, so dass das Testsignal benutzt werden kann, um zu bestimmen, ob das erste Kommunikationsprotokoll vom Sensornetzwerk benutzt wird.
Sensorsystem nach Anspruch 22, wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, zu bestimmen, dass das Sensornetzwerk das erste Kommunikationsprotokoll benutzt, wenn eine Antwort auf das erste Kommunikationsprotokoll vom Sensornetzwerk empfangen wird; und wobei die Evaluierungseinheit eingerichtet ist, zu bestimmen, dass das Sensornetzwerk das erste Kommunikationsprotokoll nicht benutzt, wenn die Antwort auf das erste Kommunikationsprotokoll vom Sensornetzwerk nicht empfangen wird.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 21–23, wobei die Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle ein Peripheral-Sensor-Interface 5-Protokoll (PSI5-Protokoll) und ein Distributed-System-Interface 3-Protokoll (DSI3-Protokoll) umfasst.
Verfahren zum Nachweis eines Kommunikationsprotokolls, das von Sensoren benutzt wird, die an eine Kraftfahrzeugsteuerung angeschlossen sind, wobei das Verfahren umfasst: wahlweises Erzeugen einer Vielzahl von Steuersignalen, die einer Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle entsprechen, wobei die betreffenden Steuersignale Eigenschaften aufweisen, die einem der Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle entsprechen; Erzeugen eines Testsignals, das ein moduliertes Kommunikationssignal umfasst, das Eigenschaften aufweist, die einem Kommunikationsprotokoll eines der Steuersignale entsprechen; und Bereitstellen des Kommunikationssignals für ein Sensornetzwerk, das einen Sensor oder mehrere Sensoren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle ein Peripheral-Sensor-Interface 5-Protokoll (PSI5-Protokoll) und ein Distributed-System-Interface 3-Protokoll (DSI3-Protokoll) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, wobei das Testsignal eine Spannungsmodulation umfasst, die einen Synchronisationsimpuls mit Eigenschaften aufweist, die einem ersten Kommunikationsprotokoll entsprechen, so dass das Testsignal benutzt werden kann, um zu bestimmen, ob das erste Kommunikationsprotokoll vom Sensornetzwerk benutzt wird.
Verfahren zur Charakterisierung eines elektrischen Verhaltens eines Sensornetzwerks, umfassend: Bereitstellen einer Kraftfahrzeugsteuerung, die ein Sensorschnittstellenmodul umfasst, das an ein Sensornetzwerk angeschlossen ist, das einen Sensor oder mehrere Sensoren umfasst; Erzeugen eines Testsignals auf der Basis eines Reglerparameters oder mehrerer Reglerparameter; Senden des Testsignals an das Sensornetzwerk; Messen einer Antwort des Testsignals, die durch das Sensornetzwerk verursacht wird; und Bestimmen eines Charakterisierungsparameters oder mehrerer Charakterisierungsparameter auf der Basis der gemessenen Antwort, die ein elektrisches Verhalten des Sensornetzwerks beschreiben.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Testsignal eine modulierte Spannung umfasst, die sich um einen Spannungswert verändert, der kleiner als eine Mindestamplitude eines Synchronisationsimpulses eines damit verbundenen Kommunikationsprotokolls ist.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Testsignal einen modulierten Strom umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28–30, weiterhin umfassend: Anpassen des Betriebs des Sensorschnittstellenmoduls auf der Basis eines Charakterisierungsparameters oder mehrerer Charakterisierungsparameter, um eine Leistung des Sensorschnittstellenmoduls zu verbessern.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Betrieb des Sensorschnittstellenmoduls auf der Basis eines Charakterisierungsparameters oder mehrerer Charakterisierungsparameter angepasst wird, die aus einer Vielzahl von zeitlich getrennten Charakterisierungshandlungen gewonnen werden.