EP2374232A2 - Intelligent sensor for a motor vehicle, recording system and method for transmitting a sensor signal - Google Patents

Intelligent sensor for a motor vehicle, recording system and method for transmitting a sensor signal

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Publication number
EP2374232A2
EP2374232A2 EP09748080A EP09748080A EP2374232A2 EP 2374232 A2 EP2374232 A2 EP 2374232A2 EP 09748080 A EP09748080 A EP 09748080A EP 09748080 A EP09748080 A EP 09748080A EP 2374232 A2 EP2374232 A2 EP 2374232A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
clock
master
signal
time
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Withdrawn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
EP09748080A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Walker
Albrecht Klotz
Michael Hering
Dirk Schmid
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2374232A2 publication Critical patent/EP2374232A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
    • H04L7/044—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal using a single bit, e.g. start stop bit
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/06—Speed or phase control by synchronisation signals the synchronisation signals differing from the information signals in amplitude, polarity or frequency or length
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/08—Speed or phase control by synchronisation signals the synchronisation signals recurring cyclically

Definitions

  • the invention relates to an intelligent sensor for a motor vehicle.
  • the sensor is designed to detect at least one parameter, in particular an acceleration, a speed or a distance, and to generate a data record which represents the parameter.
  • the sensor also includes a sensor clock, wherein the sensor clock is configured to generate a clock signal representing a clock for transmitting the data set.
  • the sensor also has a processing unit connected to the sensor clock. The processing unit is configured according to a
  • a device which has a primary and a secondary control unit.
  • the primary and secondary controllers may each communicate with each other and synchronize a time clock for communicating using a time server.
  • the sensor clock generator is adapted to change the clock frequency of the clock for transmitting the data set in response to a control signal representing the clock frequency of the clock.
  • the sensor has a clock controller for this, which is designed to detect a master signal transmitted by the master in accordance with the communication protocol, generated by means of a master time clock, at least in sections, and to determine a clock frequency of the master time clock with which the master signal has been generated.
  • the clock regulator is designed to generate the carrier signal such that the clock frequency of the
  • Sensor clock corresponds to the determined clock frequency of the master time clock. This advantageously achieves that the sensor clock can be provided inexpensively and / or cost-effectively.
  • a master in the sense of the teaching according to the invention may be a receiver or transceiver designed to communicate according to a communication protocol, a control device of a motor vehicle, a control device of a fieldbus or a host of a communication system of a motor vehicle.
  • the sensor clock generator for generating the timing clock, an RC element comprising at least one resistor and at least one capacitor.
  • the sensor clock generator can advantageously be provided at low cost in comparison to a quartz oscillator.
  • the sensor clock generator for generating the timing has an LC element comprising at least one inductor and a capacitor.
  • the sensor clock can advantageously be made available at low cost compared to a quartz oscillator.
  • the senor has an interface designed for connection to a data bus.
  • the sensor is designed to transmit the data record to the master via the interface and the data bus.
  • the clock regulator has a frequency divider, wherein the frequency divider is designed to divide the clock frequency of the master time clock and / or the clock frequency of the sensor clock respectively according to a clock ratio and to generate the control signal as a function of a difference of the division result ,
  • the clock control can be advantageously carried out with high accuracy.
  • the senor is a distance sensor which is designed to detect a distance as a parameter, in particular by means of Doppler interferometry or pulse-echo transit time detection.
  • the distance sensor can detect the distance by means of ultrasound or electromagnetic radiation.
  • the sensor is, for example, an acceleration sensor for an airbag, which is designed to detect an acceleration as a parameter, in particular by means of at least one piezoelectric element.
  • the senor is a current sensor, which is designed to detect an electric current as a parameter.
  • the current sensor may be part of an electric window lift and detect a current increase of a window lift motor.
  • a sensor is a temperature sensor, a voltage sensor or a pressure sensor.
  • the invention also relates to a detection system for a motor vehicle.
  • the detection system comprises at least one sensor of the aforementioned kind.
  • the detection system also has a master configured to communicate with the at least one sensor, the master having a processing unit.
  • the processing unit is designed to generate the master signal according to the communication protocol and to receive a data record representing the parameter.
  • the master also has a clock which is configured to generate the master time clock.
  • the detection system may be part of a motor vehicle.
  • the invention also relates to a method for transmitting a sensor signal to a master in a motor vehicle. In the method, by means of at least one sensor, preferably a plurality of sensors, at least one parameter, in particular an acceleration, a speed or a distance or a
  • the senor generates a clock signal representative of a timing for transmitting the data set, the sensor communicating with a master according to a communication protocol, and the data set using the communication protocol in response to a time clock generated by the sensor during a time window formed by a period of time the master is transmitted.
  • a master signal sent by the master in accordance with the communication protocol is detected at least in sections and, by means of the sensor, a clock frequency of a master time clock is determined with which the master signal has been generated.
  • a clock frequency of the clock for transmitting the data set is changed as a function of a control signal representing the clock frequency of the clock for transmitting the data set, wherein the control signal is generated such that the clock frequency of the clock of the sensor of the determined clock frequency of the master clock equivalent.
  • Figure 1 shows an embodiment of a detection system for detecting at least one parameter by means of at least one sensor
  • Figure 2 shows an embodiment of a processing unit with a frequency divider for the detection system shown in Figure 1;
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a signal sequence that has been generated according to a communication protocol
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a signal sequence, which according to FIG.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a method for transmitting a sensor signal to a master in a motor vehicle.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of a detection system 2 with a sensor 1.
  • the sensor 1 is an ultrasonic sensor which is designed to detect a distance 19 by means of a transmitted ultrasound 15 and a back-reflected ultrasound 17.
  • the sensor 1 has a processing unit 3.
  • the processing unit 3 has a sensor clock 5, a clock controller 7 and a clock detection device 9.
  • the clock detection device 9 has an input 18 for a master signal.
  • the processing unit 3 also has an interface 10, which in this embodiment is an interface for connection to a fieldbus.
  • the interface 10 is connected on the input side to an input 12 for a distance signal.
  • the input 12 is connected via a connecting line 42 to an ultrasonic sensor 14 of the sensor 1.
  • the ultrasonic sensor 14 is configured to emit ultrasonic waves 15 and to receive back reflected ultrasonic waves 17 from an object, for example a vehicle 30, and to generate a distance signal representing the distance 19 between the ultrasonic sensor 14 and the vehicle 30.
  • the ultrasound sensor 14 can generate, for example, the distance signal by means of Doppler interferometry or pulse-echo transit time detection.
  • Detecting the pulse-echo transit time can be formed by a generated by the sensor clock generator 5 clock signal.
  • the ultrasonic sensor 14 is connected on the input side via a connecting line 36 to the sensor clock 5 and can receive the clock signal for forming the time base via the connecting line.
  • the detection device 2 also has a master 20.
  • the master 20 has a processing unit 22 and a clock 25 connected to the processing unit 22.
  • the master 20 is designed to communicate with the sensor 1 and from the sensor 1 according to a communication protocol, for example a communication protocol of a fieldbus Receive record which represents a parameter, in this embodiment, the distance 19.
  • the master 20 is connected via a data bus 23 to an output 21 of the sensor 1.
  • the data bus can be formed, for example, by the field bus, in particular a LIN bus, a CAN bus or a MOST bus.
  • the output 21 is connected via a connection 16 to the interface 10.
  • the interface 10 is connected on the input side via the connecting line 36 to the sensor clock generator 5.
  • the sensor clock 5 has, for example, an RC element.
  • the sensor clock is configured to generate a clock signal 8 and to output this via the connection line 36.
  • the clock signal 8 represents a timing for transmitting the data set to the master 20.
  • the clock 25 of the master 20 can generate a clock for transmitting the aforementioned master signal according to the communication protocol and the master 20 can do this via the data bus 23, the output 21 and the connection 16 to the interface 10 send.
  • the interface 10 may receive the master signal via the connection 16 and send it via the input 18 to the detection device 9.
  • the detection device 9 is designed to detect the master signal at least in sections and to determine a clock frequency of the master time clock with which the master signal has been generated. In this embodiment, the master signal has been generated by means of the master time clock of the clock 25.
  • the detection device 9 may be formed, for example, as a bit-time detection device, wherein the bit-time detection device is adapted to detect a bit rate and / or a bit duration corresponding to the master time clock generated by the clock generator 25.
  • the detection device 9 is designed to generate an output signal which corresponds to the master time clock of the clock generator 25 determined on the basis of the master signal and to output this on the output side via a connecting line 40.
  • the clock regulator 7 is connected on the input side via the connecting line 40 to the detection device 9.
  • the clock regulator 7 is connected on the output side via a connecting line 38 to the sensor clock 5.
  • the clock regulator 7 has its input side via a connecting line 39 to the output of the sensor Sor clock 5 and can thus receive the clock signal 8 via the connecting line 39.
  • the clock regulator 7 is designed to form a difference from the signals received on the input side via the connecting lines 40 and 39, and depending on the difference - which a frequency difference between the received over the connecting lines 39 and 40
  • Signals corresponds to - to generate a control signal, and to send this output side via the connecting line 38 to the sensor clock generator 5.
  • the sensor clock 5 can thus change a clock frequency of the clock signal 8 as a function of the control signal.
  • the control signal can be formed for example by a voltage.
  • the sensor clock 5 may comprise a resistor and a capacitor formed by a capacitance diode for generating the clock signal.
  • the capacitance diode is designed to change its capacitance as a function of the control signal, in particular of a voltage.
  • the interface 10 is connected on the input side to the connecting line 36 and can receive the clock signal 8 changed by the controller 7 and to communicate with the master 20 as a function of the clock signal 8. In this way, advantageously, a frequency difference, between the time clock generated by the clock 25 and the timing clock generated by the clock 5 can be at least partially or completely compensated.
  • FIG. 2 schematically shows an exemplary embodiment of a processing unit 4 for the sensor 1 shown in FIG. 1.
  • the processing unit 4 may be used instead of the processing unit 3.
  • the processing unit 4 has a sensor clock 50, a clock controller 6, a bit time detection device 9 and an interface 10.
  • the interface 10 is connected on the output side to an input 18 of the bit time detection device 9.
  • the bit time detection device 9 is connected on the output side via a connection line 48 to the clock regulator 6.
  • the clock regulator 6 is connected on the output side via a connecting line 46 to a frequency divider 32.
  • the frequency divider 32 is connected on the input side via a connecting line 44 to the sensor clock 50, and can receive via the connecting line 44 a generated by the sensor clock 50 clock signal 8.
  • the frequency divider 32 is designed to divide the clock signal 8 according to a predetermined division ratio and to output on the output side a clock signal 33 having a clock frequency which corresponds to the division result.
  • the frequency divider 32 is connected on the input side via a connecting line 46 to the clock controller 6.
  • the frequency divider 32 is configured to change the division ratio depending on a control signal received via the connection line 46, generated by the clock regulator 6.
  • the division ratio can be changed, for example, in steps N, for example according to the rule 1 / (900 + N), where N is between 0 and 200.
  • the frequency divider 32 is connected on the output side via a connecting line 52 to a frequency multiplier 34.
  • the frequency multiplier 34 is configured to multiply a clock signal 33 received on the input side via the connection line 52 according to a predetermined ratio, for example 1000: 1, and to generate an output signal having a frequency corresponding to the multiplication result.
  • the frequency of the clock signal 8 may be, for example, 1 megahertz.
  • the frequency of the clock signal generated by the frequency multiplier 34 is then also 1 megahertz.
  • the sensor clock 50 may have a frequency tolerance of +/- 5 percent.
  • the interface 10 is connected via the connection 16 to the output 21.
  • the interface 10 can receive the master signal via the connection 16 and, for example, in response to a synchronization signal, send the master signal to the input 18 of the bit time detection device 9.
  • the clock regulator 6 can receive the output signal generated by the bit time detection device 9 via the connection line 48, representing the clock frequency of the master time clock.
  • the clock regulator 6 is also connected on the input side via a connecting line 51 to the frequency multiplier 34 and can thus receive the output signal of the frequency multiplier 34.
  • the clock regulator 6 is designed to form a frequency difference from the signal received via the connecting line 51 and the signal received via the connecting line 48, and in the case of a frequency difference
  • the clock regulator 6 may be, for example, a proportional-integral rule.
  • a data set received at the input 12 for a sensor signal can be sent to the output 21 at a clock frequency which corresponds to the clock frequency of the master time clock.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a signal sequence that has been generated according to a LIN communication protocol.
  • the signal sequence is sent within a time interval 63 and comprises a header 59 and a response 61.
  • the header 59 comprises a signal burst 60 which has a bit sequence.
  • the signal burst 60 is followed by a time interval 62 representing a time interval between two bytes.
  • an identification data record 64 is sent, with which a sensor to be read is addressed.
  • the response of the sensor addressed by the identification data record 64 begins.
  • the response 61 initially has a time interval 69 after data sets transmitted by the sensor are sent, each followed by a time interval of the length of the time interval 62.
  • the response 61 comprises a data record 65, a data record 66 and a data record 67.
  • the data records 65, 66 and 67 each have the time duration 68 and are completed by a data record 70 representing a checksum.
  • the data records 65, 66 and 67 each represent a parameter which has been detected by the sensor addressed by the data record 64.
  • the time period 68 forms a time window in which a data record can be transmitted.
  • the time interval 61 forms a time window in which the data sets 65, 66, and 67 can be transmitted.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a signal sequence 72 which has been transmitted on a data bus. Shown is a time axis 74 and an amplitude axis 76.
  • the signal sequence 72 has periodically and alternately successive data sets and synchronization pulses.
  • a synchronization pulse 82 follows a data record 81.
  • the synchronization pulse 82 is followed by a data record 83.
  • the data record 83 is followed by a synchronization pulse 84, followed by a data record 85.
  • the synchronization pulses of the signal sequence 72 are clocked by a clock generator are transmitted and each have a signal amplitude 78.
  • the data sets each have a maximum amplitude 80.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a method for transmitting a sensor signal to a master in a motor vehicle, for example by means of the detection system illustrated in FIG.
  • a parameter in particular an acceleration or a distance
  • a data record representing the parameter is generated.
  • a clock signal representative of a timing for transmitting the data set is generated by the sensor and the sensor communicates according to a communication protocol with a master and using the communication protocol in response to a time clock generated by the sensor, the data set during a by a Time segment formed time frame is transmitted to the master.
  • a master signal sent by the master in accordance with the communication protocol is detected by the sensor at least in sections, and a clock frequency of a master time clock is determined by means of the sensor, with which the master signal has been generated.
  • the sensor changes a clock frequency of the clock for transmitting the data set as a function of a clock frequency representing a control signal, wherein the control signal is generated by the sensor such that the clock frequency of the clock of the sensor corresponds to the determined clock frequency of the master clock.

Abstract

The invention relates to an intelligent sensor for a motor vehicle, which is designed to record a parameter, particularly an acceleration or a distance, and to generate a data record representing the parameter. The sensor also has a sensor clock generator that is designed to generate a cycle signal which represents a clock pulse for transmitting the data record. The sensor is also designed to communicate with a master according to a communication protocol and to transmit the data record to the master during a time window formed by a time segment while applying the communication protocol, depending on a clock pulse generated by the sensor clock generator. According to the invention, the sensor clock generator is designed to alter the clock frequency of the clock pulse for transmitting the data record depending on a control signal representing a clock frequency of the clock pulse. The sensor additionally comprises a clock controller, which is designed to generate the carrier signal such that the clock frequency of the sensor clock generator corresponds to the determined clock frequency of the master clock pulse.

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Intelligenter Sensor für ein Kraftfahrzeug, Erfassungssystem und Verfahren zum Übertragen eines SensorsignalsIntelligent sensor for a motor vehicle, detection system and method for transmitting a sensor signal
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen intelligenten Sensor für ein Kraftfahrzeug. Der Sensor ist ausgebildet, wenigstens einen Parameter, insbesondere eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeit oder einen Abstand zu erfassen und einen Datensatz zu erzeugen, welcher den Parameter repräsentiert. Der Sensor weist auch einen Sensor-Taktgeber auf, wobei der Sensor-Taktgeber ausgebildet ist, ein Taktsignal zu erzeugen, welches einen Zeittakt zum Übertragen des Datensatzes repräsentiert. Der Sensor weist auch eine mit dem Sensor-Taktgeber verbundene Verarbeitungseinheit auf. Die Verarbeitungseinheit ist ausgebildet, gemäß einemThe invention relates to an intelligent sensor for a motor vehicle. The sensor is designed to detect at least one parameter, in particular an acceleration, a speed or a distance, and to generate a data record which represents the parameter. The sensor also includes a sensor clock, wherein the sensor clock is configured to generate a clock signal representing a clock for transmitting the data set. The sensor also has a processing unit connected to the sensor clock. The processing unit is configured according to a
Kommunikationsprotokoll mit einem Master zu kommunizieren und unter Anwendung des Kommunikationsprotokolls in Abhängigkeit von einem von dem Sensor- Taktgeber erzeugten Zeittakt den Datensatz während eines durch einen Zeitabschnitt gebildeten Zeitfensters an dem Master zu übertragen.Communicate communication protocol with a master and to transmit using the communication protocol in response to a time clock generated by the sensor clock the record during a time slot formed by a period of time on the master.
Aus der US 2007 0239 950 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, welche eine primäre und eine sekundäre Kontrolleinheit aufweist. Die primäre und die sekundäre Kontrolleinheit können jeweils miteinander kommunizieren und einen Zeittakt zum Kommunizieren mittels eines Zeitservers synchronisieren.From US 2007 0239 950 A1 a device is known, which has a primary and a secondary control unit. The primary and secondary controllers may each communicate with each other and synchronize a time clock for communicating using a time server.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß ist bei dem Sensor der eingangsgenannten Art der Sensor- Taktgeber ausgebildet, die Taktfrequenz des Zeittaktes zum Übertragen des Da- tensatzes in Abhängigkeit von einem die Taktfrequenz des Zeittaktes repräsentierenden Regelsignal zu ändern. Der Sensor weist dazu einen Taktregler auf, welcher ausgebildet ist, ein von dem Master gemäß des Kommunikationsprotokolls gesendetes, mittels eines Masterzeittaktes erzeugtes Mastersignal wenigstens zeitabschnittsweise zu erfassen und eine Taktfrequenz des Masterzeittaktes zu ermitteln, mit dem das Mastersignal erzeugt worden ist. Der Taktregler ist ausgebildet, das Trägersignal derart zu erzeugen, dass die Taktfrequenz desAccording to the sensor sensor of the type mentioned above, the sensor clock generator is adapted to change the clock frequency of the clock for transmitting the data set in response to a control signal representing the clock frequency of the clock. The sensor has a clock controller for this, which is designed to detect a master signal transmitted by the master in accordance with the communication protocol, generated by means of a master time clock, at least in sections, and to determine a clock frequency of the master time clock with which the master signal has been generated. The clock regulator is designed to generate the carrier signal such that the clock frequency of the
Sensor-Taktgebers der ermittelten Taktfrequenz des Masterzeittaktes entspricht. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass der Sensor-Taktgeber preiswert und/oder aufwandsgünstig bereitgestellt werden kann.Sensor clock corresponds to the determined clock frequency of the master time clock. This advantageously achieves that the sensor clock can be provided inexpensively and / or cost-effectively.
Ein Master im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre kann ein zum Kommunizieren gemäß einem Kommunikationsprotokoll ausgebildeter Empfänger oder Transceiver, ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, eine Steuervorrichtung eines Feldbusses oder ein Host eines Kommunikationssystems eines Kraftfahrzeugs sein.A master in the sense of the teaching according to the invention may be a receiver or transceiver designed to communicate according to a communication protocol, a control device of a motor vehicle, a control device of a fieldbus or a host of a communication system of a motor vehicle.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Sensor-Taktgeber zum erzeugen des Zeittaktes ein RC-Glied umfassend wenigstens einen Widerstand und wenigstens eine Kapazität auf. Durch das RC-Glied kann der Sensor-Taktgeber im Vergleich zu einem Quarz-Oszillator vorteilhaft aufwandsgünstig bereitgestellt werden.In a preferred embodiment, the sensor clock generator for generating the timing clock, an RC element comprising at least one resistor and at least one capacitor. By means of the RC element, the sensor clock generator can advantageously be provided at low cost in comparison to a quartz oscillator.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist der Sensor-Taktgeber zum Erzeugen des Zeittaktes ein LC-Glied umfassend wenigstens eine Induktivität und eine Kapazität auf. Durch das LC-Glied kann der Sensor-Taktgeber im Vergleich zu einem Quarz-Oszillator vorteilhaft aufwandsgünstig bereitgestellt werden.In a preferred embodiment variant, the sensor clock generator for generating the timing has an LC element comprising at least one inductor and a capacitor. By means of the LC element, the sensor clock can advantageously be made available at low cost compared to a quartz oscillator.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Sensor eine zum Verbinden mit einem Datenbus ausgebildete Schnittstelle auf. Der Sensor ist ausgebildet, den Datensatz über die Schnittstelle und den Datenbus an den Master zu übertragen. Beispielhafte Ausführungsformen für eine Schnittstelle zum Verbinden mit einemIn a preferred embodiment, the sensor has an interface designed for connection to a data bus. The sensor is designed to transmit the data record to the master via the interface and the data bus. Exemplary embodiments for an interface for connection to a
Datenbus sind eine Schnittstelle zum Verbinden mit einem Feldbus, oder eine PSI5-Schnittstelle (PSI5 = Peripheral-Sensor-Interface 5) in Bus-Konfiguration. Ein Feldbus ist beispielsweise ein LIN-Bus (LIN = Local-Interconnect-Network), CAN-Bus (CAN = Controller-Area-Network), MOST-Bus (MOST = Media- Oriented-Systems-Transport), Flex-RayTM-Bus, TTP-Bus (TTP = Triggered-Data bus is an interface for connection to a fieldbus, or a PSI5 interface (PSI5 = Peripheral Sensor Interface 5) in bus configuration. A fieldbus is, for example, a LIN bus (LIN = local interconnect network), CAN bus (CAN = controller area network), MOST bus (MOST = media-oriented system transport), Flex-Ray ™ Bus, TTP bus (TTP = Triggered
Time-Protocol) oder ein Interbus. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist der Taktregler einen Frequenzteiler auf, wobei der Frequenzteiler ausgebildet ist, die Taktfrequenz des Masterzeittaktes und/oder die Taktfrequenz des Sensor-Taktgebers jeweils gemäß ei- nem Taktverhältnis zu teilen und das Regelsignal in Abhängigkeit von einer Differenz des Teilungsergebnisses zu erzeugen.Time Protocol) or an Interbus. In an advantageous embodiment variant, the clock regulator has a frequency divider, wherein the frequency divider is designed to divide the clock frequency of the master time clock and / or the clock frequency of the sensor clock respectively according to a clock ratio and to generate the control signal as a function of a difference of the division result ,
Dadurch kann vorteilhaft die Taktregelung mit einer hohen Genauigkeit erfolgen.As a result, the clock control can be advantageously carried out with high accuracy.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor ein Abstandssensor, welcher ausgebildet ist, als Parameter insbesondere mittels Doppler-Interferometrie oder Puls-Echo-Laufzeiterfassung einen Abstand zu erfassen. Beispielsweise kann der Abstandssensor den Abstand mittels Ultraschall oder elektromagnetischen Strahlen erfassen.In a preferred embodiment, the sensor is a distance sensor which is designed to detect a distance as a parameter, in particular by means of Doppler interferometry or pulse-echo transit time detection. For example, the distance sensor can detect the distance by means of ultrasound or electromagnetic radiation.
Der Sensor ist beispielsweise ein Beschleunigungssensor für einen Airbag, welcher ausgebildet ist, als Parameter insbesondere mittels wenigstens eines Piezo- Elementes eine Beschleunigung zu erfassen.The sensor is, for example, an acceleration sensor for an airbag, which is designed to detect an acceleration as a parameter, in particular by means of at least one piezoelectric element.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Sensor ein Stromsensor, welcher ausgebildet ist, als Parameter einen elektrischen Strom zu erfassen. Beispielsweise kann der Stromsensor Bestandteil eines elektrischen Fensterhebers sein und einen Stromanstieg eines Fensterhebermotors erfassen.In an advantageous embodiment, the sensor is a current sensor, which is designed to detect an electric current as a parameter. For example, the current sensor may be part of an electric window lift and detect a current increase of a window lift motor.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen für einen Sensor sind ein Temperatursensor, ein Spannungssensor oder einen Drucksensor.Further advantageous embodiments for a sensor are a temperature sensor, a voltage sensor or a pressure sensor.
Die Erfindung betrifft auch ein Erfassungssystem für ein Kraftfahrzeug. Das Erfassungssystem umfasst wenigstens einen Sensor der vorbezeichneten Art. Das Erfassungssystem weist auch einen zum Kommunizieren mit dem wenigstens einen Sensor ausgebildeten Master auf, wobei der Master eine Verarbeitungseinheit aufweist. Die Verarbeitungseinheit ist ausgebildet, gemäß dem Kommunikationsprotokoll das Mastersignal zu erzeugen und einen den Parameter repräsentierenden Datensatz zu empfangen. Der Master weist auch einen Taktgeber auf, welcher ausgebildet ist, den Masterzeittakt zu erzeugen. Vorteilhaft kann das Erfassungssystem Bestandteil eines Kraftfahrzeugs sein. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Übertragen eines Sensorsignals an einen Master in einem Kraftfahrzeug. Bei dem Verfahren wird mittels wenigstens eines Sensors, bevorzugt mehreren Sensoren, wenigstens ein Parameter, insbe- sondere eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeit oder ein Abstand oder eineThe invention also relates to a detection system for a motor vehicle. The detection system comprises at least one sensor of the aforementioned kind. The detection system also has a master configured to communicate with the at least one sensor, the master having a processing unit. The processing unit is designed to generate the master signal according to the communication protocol and to receive a data record representing the parameter. The master also has a clock which is configured to generate the master time clock. Advantageously, the detection system may be part of a motor vehicle. The invention also relates to a method for transmitting a sensor signal to a master in a motor vehicle. In the method, by means of at least one sensor, preferably a plurality of sensors, at least one parameter, in particular an acceleration, a speed or a distance or a
Kombination aus diesen erfasst und ein den Parameter repräsentierender Datensatz erzeugt.Combination of these detected and generates a parameter representing record.
Weiter wird mittels des Sensors ein einen Zeittakt zum Übertragen des Datensatzes repräsentierendes Taktsignal erzeugt, wobei der Sensor gemäß einem Kommunikationsprotokoll mit einem Master kommuniziert und der Datensatz unter Anwendung des Kommunikationsprotokolls in Abhängigkeit von einem von dem Sensor erzeugten Zeittakt während eines durch einen Zeitabschnitt gebildeten Zeitfensters an den Master übertragen wird. Mittels des Sensors wird ein von dem Master gemäß des Kommunikationsprotokolls gesendetes Mastersignal we- nigstens Zeitabschnittsweise erfasst und mittels des Sensors eine Taktfrequenz eines Masterzeittaktes ermittelt, mit dem das Mastersignal erzeugt worden ist. Weiter wird mittels des Sensors eine Taktfrequenz des Zeittaktes zum Übertragen des Datensatzes in Abhängigkeit von einem die Taktfrequenz des Zeittaktes zum Übertragen des Datensatzes repräsentierenden Regelsignal geändert, wo- bei das Regelsignal derart erzeugt wird, dass die Taktfrequenz des Zeittaktes des Sensors der ermittelten Taktfrequenz des Masterzeittaktes entspricht.Further, the sensor generates a clock signal representative of a timing for transmitting the data set, the sensor communicating with a master according to a communication protocol, and the data set using the communication protocol in response to a time clock generated by the sensor during a time window formed by a period of time the master is transmitted. By means of the sensor, a master signal sent by the master in accordance with the communication protocol is detected at least in sections and, by means of the sensor, a clock frequency of a master time clock is determined with which the master signal has been generated. Furthermore, by means of the sensor, a clock frequency of the clock for transmitting the data set is changed as a function of a control signal representing the clock frequency of the clock for transmitting the data set, wherein the control signal is generated such that the clock frequency of the clock of the sensor of the determined clock frequency of the master clock equivalent.
Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention will now be described below with reference to figures and further embodiments.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Erfassungssystem zum Erfassen wenigstens eines Parameters mittels wenigstens eines Sensors;Figure 1 shows an embodiment of a detection system for detecting at least one parameter by means of at least one sensor;
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Verarbeitungseinheit mit einem Frequenzteiler für das in Figur 1 dargestellte Erfassungssystem;Figure 2 shows an embodiment of a processing unit with a frequency divider for the detection system shown in Figure 1;
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Signalfolge, welche gemäß einem Kommunikationsprotokoll erzeugt worden ist;FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a signal sequence that has been generated according to a communication protocol;
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Signalfolge, welche gemäß einemFIG. 4 shows an exemplary embodiment of a signal sequence, which according to FIG
Kommunikationsprotokoll eines PSI5-Busses erzeugt worden ist; Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Übertragen eines Sensorsignals an einen Master in einem Kraftfahrzeug.Communication protocol of a PSI5 bus has been generated; FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a method for transmitting a sensor signal to a master in a motor vehicle.
Figur 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein Erfassungssystem 2 mit einem Sensor 1. Der Sensor 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Ultraschallsensor, welcher ausgebildet ist, einen Abstand 19 mittels eines gesendeten Ultraschalls 15 und eines zurückreflektierten Ultraschalls 17 zu erfassen.FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of a detection system 2 with a sensor 1. In this embodiment, the sensor 1 is an ultrasonic sensor which is designed to detect a distance 19 by means of a transmitted ultrasound 15 and a back-reflected ultrasound 17.
Der Sensor 1 weist eine Verarbeitungseinheit 3 auf. Die Verarbeitungseinheit 3 weist einen Sensor-Taktgeber 5, einen Taktregler 7 und eine Takterfassungsvorrichtung 9 auf. Die Takterfassungsvorrichtung 9 weist einen Eingang 18 für ein Mastersignal auf. Die Verarbeitungseinheit 3 weist auch eine Schnittstelle 10 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine Schnittstelle zum Verbinden mit ei- nem Feldbus ist.The sensor 1 has a processing unit 3. The processing unit 3 has a sensor clock 5, a clock controller 7 and a clock detection device 9. The clock detection device 9 has an input 18 for a master signal. The processing unit 3 also has an interface 10, which in this embodiment is an interface for connection to a fieldbus.
Die Schnittstelle 10 ist eingangsseitig mit einem Eingang 12 für ein Abstandssignal verbunden. Der Eingang 12 ist über eine Verbindungsleitung 42 mit einem Ultraschallsensor 14 des Sensors 1 verbunden. Der Ultraschallsensor 14 ist aus- gebildet, Ultraschallwellen 15 auszusenden, und von einem Objekt, beispielsweise einem Fahrzeug 30, zurückreflektierte Ultraschallwellen 17 zu empfangen und ein Abstandssignal zu erzeugen, welches den Abstand 19 zwischen dem Ultraschallsensor 14 und dem Fahrzeug 30 repräsentiert. Der Ultraschallsensor 14 kann dazu beispielsweise das Abstandssignal mittels Doppler-Interferometrie o- der Puls-Echo-Laufzeiterfassung erzeugen. Vorteilhaft kann eine Zeitbasis zumThe interface 10 is connected on the input side to an input 12 for a distance signal. The input 12 is connected via a connecting line 42 to an ultrasonic sensor 14 of the sensor 1. The ultrasonic sensor 14 is configured to emit ultrasonic waves 15 and to receive back reflected ultrasonic waves 17 from an object, for example a vehicle 30, and to generate a distance signal representing the distance 19 between the ultrasonic sensor 14 and the vehicle 30. For this purpose, the ultrasound sensor 14 can generate, for example, the distance signal by means of Doppler interferometry or pulse-echo transit time detection. Advantageously, a time base for
Erfassen der Puls-Echo-Laufzeit durch ein von dem Sensor-Taktgeber 5 erzeugtes Taktsignal gebildet sein. Der Ultraschallsensor 14 ist eingangseitig über eine Verbindungsleitung 36 mit dem Sensor-Taktgeber 5 verbunden und kann über die Verbindungsleitung das Taktsignal zum Bilden der Zeitbasis empfangen.Detecting the pulse-echo transit time can be formed by a generated by the sensor clock generator 5 clock signal. The ultrasonic sensor 14 is connected on the input side via a connecting line 36 to the sensor clock 5 and can receive the clock signal for forming the time base via the connecting line.
Die Erfassungsvorrichtung 2 weist auch einen Master 20 auf. Der Master 20 weist eine Verarbeitungseinheit 22 und einen mit der Verarbeitungseinheit 22 verbundenen Taktgeber 25 auf. Der Master 20 ist ausgebildet, gemäß einem Kommunikationsprotokoll - beispielsweise einem Kommunikationsprotokoll eines Feldbusses - mit dem Sensor 1 zu kommunizieren und von dem Sensor 1 einen Datensatz zu empfangen, welcher einen Parameter, in diesem Ausführungsbeispiel den Abstand 19 repräsentiert.The detection device 2 also has a master 20. The master 20 has a processing unit 22 and a clock 25 connected to the processing unit 22. The master 20 is designed to communicate with the sensor 1 and from the sensor 1 according to a communication protocol, for example a communication protocol of a fieldbus Receive record which represents a parameter, in this embodiment, the distance 19.
Der Master 20 ist über einen Datenbus 23 mit einem Ausgang 21 des Sensors 1 verbunden. Der Datenbus kann beispielsweise durch den Feldbus, insbesondere einen LIN-Bus, einen CAN-Bus oder einen MOST-Bus gebildet sein. Der Ausgang 21 ist über eine Verbindung 16 mit der Schnittstelle 10 verbunden. Die Schnittstelle 10 ist eingangsseitig über die Verbindungsleitung 36 mit dem Sensor-Taktgeber 5 verbunden. Der Sensor-Taktgeber 5 weist beispielsweise ein RC-Glied auf. Der Sensor-Taktgeber ist ausgebildet, ein Taktsignal 8 zu erzeugen, und dieses über die Verbindungsleitung 36 auszugeben. Das Taktsignal 8 repräsentiert einen Zeittakt zum Übertragen des Datensatzes an den Master 20.The master 20 is connected via a data bus 23 to an output 21 of the sensor 1. The data bus can be formed, for example, by the field bus, in particular a LIN bus, a CAN bus or a MOST bus. The output 21 is connected via a connection 16 to the interface 10. The interface 10 is connected on the input side via the connecting line 36 to the sensor clock generator 5. The sensor clock 5 has, for example, an RC element. The sensor clock is configured to generate a clock signal 8 and to output this via the connection line 36. The clock signal 8 represents a timing for transmitting the data set to the master 20.
Zu Beginn einer Übertragung des Datensatzes von dem Sensor 1 an den Master 20 kann der Taktgeber 25 des Masters 20 einen Zeittakt zum Übertragen des vorab erwähnten Mastersignals gemäß dem Kommunikationsprotokoll erzeugen und der Master 20 kann dieses über den Datenbus 23, den Ausgang 21 und die Verbindung 16 an die Schnittstelle 10 senden. Die Schnittstelle 10 kann das Mastersignal über die Verbindung 16 empfangen und über den Eingang 18 an die Erfassungsvorrichtung 9 senden. Die Erfassungsvorrichtung 9 ist ausgebildet, das Mastersignal wenigstens zeitabschnittsweise zu erfassen und eine Taktfrequenz des Masterzeittaktes zu ermitteln, mit der das Mastersignal erzeugt worden ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Mastersignal mittels des Masterzeittaktes des Taktgebers 25 erzeugt worden.At the beginning of a transmission of the data set from the sensor 1 to the master 20, the clock 25 of the master 20 can generate a clock for transmitting the aforementioned master signal according to the communication protocol and the master 20 can do this via the data bus 23, the output 21 and the connection 16 to the interface 10 send. The interface 10 may receive the master signal via the connection 16 and send it via the input 18 to the detection device 9. The detection device 9 is designed to detect the master signal at least in sections and to determine a clock frequency of the master time clock with which the master signal has been generated. In this embodiment, the master signal has been generated by means of the master time clock of the clock 25.
Die Erfassungsvorrichtung 9 kann beispielsweise als Bitzeit- Erfassungsvorrichtung ausgebildet sein, wobei die Bitzeit-Erfassungsvorrichtung ausgebildet ist, eine Bitfolgefrequenz und/oder eine Bitdauer zu erfassen, welche dem von dem Taktgeber 25 erzeugten Masterzeittakt entspricht. Die Erfassungs- Vorrichtung 9 ist ausgebildet, ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches dem anhand des Mastersignals ermittelten Masterzeittakt des Taktgebers 25 entspricht und dieses ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 40 auszugeben. Der Taktregler 7 ist eingangsseitig über die Verbindungsleitung 40 mit der Erfassungsvorrichtung 9 verbunden. Der Taktregler 7 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 38 mit dem Sensor-Taktgeber 5 verbunden. Der Taktregler 7 ist eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 39 mit dem Ausgang des Sen- sor-Taktgebers 5 verbunden und kann so über die Verbindungsleitung 39 das Taktsignal 8 empfangen. Der Taktregler 7 ist ausgebildet, aus den eingangsseitig über die Verbindungsleitungen 40 und 39 empfangenen Signalen eine Differenz zu bilden, und in Abhängigkeit von der Differenz - welche einen Frequenzunter- schied zwischen den über die Verbindungsleitungen 39 und 40 empfangenenThe detection device 9 may be formed, for example, as a bit-time detection device, wherein the bit-time detection device is adapted to detect a bit rate and / or a bit duration corresponding to the master time clock generated by the clock generator 25. The detection device 9 is designed to generate an output signal which corresponds to the master time clock of the clock generator 25 determined on the basis of the master signal and to output this on the output side via a connecting line 40. The clock regulator 7 is connected on the input side via the connecting line 40 to the detection device 9. The clock regulator 7 is connected on the output side via a connecting line 38 to the sensor clock 5. The clock regulator 7 has its input side via a connecting line 39 to the output of the sensor Sor clock 5 and can thus receive the clock signal 8 via the connecting line 39. The clock regulator 7 is designed to form a difference from the signals received on the input side via the connecting lines 40 and 39, and depending on the difference - which a frequency difference between the received over the connecting lines 39 and 40
Signalen entspricht - ein Regelsignal zu erzeugen, und dieses ausgangsseitig über die Verbindungsleitung 38 an den Sensor-Taktgeber 5 zu senden. Der Sensor-Taktgeber 5 kann so in Abhängigkeit von dem Regelsignal eine Taktfrequenz des Taktsignals 8 ändern. Das Regelsignal kann beispielsweise durch eine Spannung gebildet sein. Der Sensor-Taktgeber 5 kann beispielsweise zum Erzeugen des Taktsignals einen Widerstand und eine Kapazität, gebildet durch eine Kapazitätsdiode aufweisen. Die Kapazitätsdiode ist ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Regelsignal, insbesondere einer Spannung, ihre Kapazität zu ändern.Signals corresponds to - to generate a control signal, and to send this output side via the connecting line 38 to the sensor clock generator 5. The sensor clock 5 can thus change a clock frequency of the clock signal 8 as a function of the control signal. The control signal can be formed for example by a voltage. For example, the sensor clock 5 may comprise a resistor and a capacitor formed by a capacitance diode for generating the clock signal. The capacitance diode is designed to change its capacitance as a function of the control signal, in particular of a voltage.
Die Schnittstelle 10 ist eingangsseitig mit der Verbindungsleitung 36 verbunden und kann das von dem Regler 7 geänderte Taktsignal 8 empfangen, und in Abhängigkeit des Taktsignals 8 mit dem Master 20 zu kommunizieren. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine Frequenzdifferenz, zwischen dem von dem Taktge- ber 25 erzeugten Zeittakt und dem von dem Taktgeber 5 erzeugten Zeittakt wenigstens teilweise oder ganz kompensiert werden.The interface 10 is connected on the input side to the connecting line 36 and can receive the clock signal 8 changed by the controller 7 and to communicate with the master 20 as a function of the clock signal 8. In this way, advantageously, a frequency difference, between the time clock generated by the clock 25 and the timing clock generated by the clock 5 can be at least partially or completely compensated.
Figur 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Verarbeitungseinheit 4 für den in Figur 1 dargestellten Sensor 1. Die Verarbeitungseinheit 4 kann an Stelle der Verarbeitungseinheit 3 eingesetzt sein. Die Verarbeitungseinheit 4 weist einen Sensor-Taktgeber 50, einen Taktregler 6, eine Bitzeit- Erfassungsvorrichtung 9 und eine Schnittstelle 10 auf. Die Schnittstelle 10 ist ausgangsseitig mit einem Eingang 18 der Bitzeit-Erfassungsvorrichtung 9 verbunden. Die Bitzeit-Erfassungsvorrichtung 9 ist ausgangsseitig über eine Verbin- dungsleitung 48 mit dem Taktregler 6 verbunden. Der Taktregler 6 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 46 mit einem Frequenzteiler 32 verbunden. Der Frequenzteiler 32 ist eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 44 mit dem Sensor-Taktgeber 50 verbunden, und kann über die Verbindungsleitung 44 ein von dem Sensor-Taktgeber 50 erzeugtes Taktsignal 8 empfangen. Der Frequenzteiler 32 ist ausgebildet, das Taktsignal 8 gemäß einem vorbestimmten Teilungsverhältnis zu teilen und ausgangsseitig ein Taktsignal 33 mit einer Taktfrequenz auszugeben, welche dem Teilungsergebnis entspricht. Der Frequenzteiler 32 ist eingangsseitig auch über eine Verbindungsleitung 46 mit dem Taktregler 6 verbunden. Der Frequenzteiler 32 ist ausgebildet, das Teilungsverhältnis in Abhängigkeit von einem über die Verbindungsleitung 46 empfangenen Regelsignal, erzeugt von dem Taktregler 6, zu ändern. Das Teilungsverhältnis kann beispielsweise in Stufen N geändert werden, beispielsweise gemäß der Vorschrift 1/(900+N), wobei N zwischen 0 und 200 beträgt.FIG. 2 schematically shows an exemplary embodiment of a processing unit 4 for the sensor 1 shown in FIG. 1. The processing unit 4 may be used instead of the processing unit 3. The processing unit 4 has a sensor clock 50, a clock controller 6, a bit time detection device 9 and an interface 10. The interface 10 is connected on the output side to an input 18 of the bit time detection device 9. The bit time detection device 9 is connected on the output side via a connection line 48 to the clock regulator 6. The clock regulator 6 is connected on the output side via a connecting line 46 to a frequency divider 32. The frequency divider 32 is connected on the input side via a connecting line 44 to the sensor clock 50, and can receive via the connecting line 44 a generated by the sensor clock 50 clock signal 8. The frequency divider 32 is designed to divide the clock signal 8 according to a predetermined division ratio and to output on the output side a clock signal 33 having a clock frequency which corresponds to the division result. The frequency divider 32 is connected on the input side via a connecting line 46 to the clock controller 6. The frequency divider 32 is configured to change the division ratio depending on a control signal received via the connection line 46, generated by the clock regulator 6. The division ratio can be changed, for example, in steps N, for example according to the rule 1 / (900 + N), where N is between 0 and 200.
Der Frequenzteiler 32 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 52 mit einem Frequenzvervielfacher 34 verbunden. Der Frequenzvervielfacher 34 ist ausgebildet, ein über die Verbindungsleitung 52 eingangsseitig empfangenes Taktsignal 33 gemäß einem vorbestimmten Verhältnis, beispielsweise 1000: 1 , zu vervielfachen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches eine Frequenz entsprechend dem Vervielfachungsergebnis aufweist. Die Frequenz des Taktsignals 8 kann beispielsweise 1 Megahertz betragen. Die Frequenz des von dem Fre- quenzvervielfachers 34 erzeugten Taktsignals beträgt dann ebenso 1 Megahertz. Der Sensor-Taktgeber 50 kann beispielsweise eine Frequenz-Toleranz von +/- 5 Prozent aufweisen. Der Frequenzvervielfacher 34 kann beispielsweise durch einen PLL-Vervielfacher (PLL = Phase-Locked-Loop) oder einen FLL-Vervielfacher (FLL = Frequency-Locked-Loop) gebildet sein.The frequency divider 32 is connected on the output side via a connecting line 52 to a frequency multiplier 34. The frequency multiplier 34 is configured to multiply a clock signal 33 received on the input side via the connection line 52 according to a predetermined ratio, for example 1000: 1, and to generate an output signal having a frequency corresponding to the multiplication result. The frequency of the clock signal 8 may be, for example, 1 megahertz. The frequency of the clock signal generated by the frequency multiplier 34 is then also 1 megahertz. For example, the sensor clock 50 may have a frequency tolerance of +/- 5 percent. The frequency multiplier 34 can be formed, for example, by a PLL multiplier (PLL = phase-locked loop) or an FLL multiplier (FLL = frequency-locked loop).
Die Schnittstelle 10 ist über die Verbindung 16 mit dem Ausgang 21 verbunden. Die Schnittstelle 10 kann über die Verbindung 16 das Mastersignal empfangen, und - beispielsweise in Abhängigkeit von einem Synchronisationssignal - das Mastersignal an den Eingang 18 der Bitzeit-Erfassungsvorrichtung 9 senden. Der Taktregler 6 kann über die Verbindungsleitung 48 das von der Bitzeit- Erfassungsvorrichtung 9 erzeugte Ausgangssignal, repräsentierend die Taktfre- quenz des Masterzeittaktes, empfangen. Der Taktregler 6 ist auch eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 51 mit dem Frequenzvervielfacher 34 verbunden und kann so das Ausgangssignal des Frequenzvervielfachers 34 empfangen. Der Taktregler 6 ist ausgebildet, aus dem über die Verbindungsleitung 51 empfangenen Signal und dem über die Verbindungsleitung 48 empfangenen Signal eine Frequenzdifferenz zu bilden und im Falle einer Frequenzdifferenz einThe interface 10 is connected via the connection 16 to the output 21. The interface 10 can receive the master signal via the connection 16 and, for example, in response to a synchronization signal, send the master signal to the input 18 of the bit time detection device 9. The clock regulator 6 can receive the output signal generated by the bit time detection device 9 via the connection line 48, representing the clock frequency of the master time clock. The clock regulator 6 is also connected on the input side via a connecting line 51 to the frequency multiplier 34 and can thus receive the output signal of the frequency multiplier 34. The clock regulator 6 is designed to form a frequency difference from the signal received via the connecting line 51 and the signal received via the connecting line 48, and in the case of a frequency difference
Regelsignal zu erzeugen, mit welchem die Frequenzdifferenz kompensiert wer- den kann und dieses über die Verbindungsleitung 46 an den Frequenzteiler 32 zu senden. Der Taktregler 6 kann beispielsweise ein Proportional-Integral- Regeler sein. Auf diese Weise kann über die Verbindungsleitung 51 , welche auch mit der Schnittstelle 10 verbunden ist, ein am Eingang 12 für ein Sensor- signal empfangener Datensatz mit einer Taktfrequenz zum Ausgang 21 gesendet werden, welche der Taktfrequenz des Masterzeittaktes entspricht.Generate a control signal with which the frequency difference is compensated can and send this via the connecting line 46 to the frequency divider 32. The clock regulator 6 may be, for example, a proportional-integral rule. In this manner, via the connecting line 51, which is also connected to the interface 10, a data set received at the input 12 for a sensor signal can be sent to the output 21 at a clock frequency which corresponds to the clock frequency of the master time clock.
Die Verarbeitungseinheit 3 in Figur 1 und/oder die Verarbeitungseinheit 4 in Figur 2 können jeweils wenigstens durch einen Teil eines Mikroprozessors, eines Mik- rocontrollers, ein FPGA (FPGA = Field-Programmable-Gate-Array) gebildet sein, jeweils gesteuert durch ein Steuerprogramm, insbesondere Computerprogramm- Produkt. Denkbar ist auch eine Ausführung, in der die Verarbeitungseinheit 3 und/oder 4 durch ein ASIC (ASIC = Application-Specific-Integrated-Circuit) verwirklicht ist.The processing unit 3 in FIG. 1 and / or the processing unit 4 in FIG. 2 can each be formed by at least one part of a microprocessor, a microcontroller, an FPGA (FPGA = Field Programmable Gate Array), in each case controlled by a control program , especially computer program product. Also conceivable is an embodiment in which the processing unit 3 and / or 4 is realized by an ASIC (ASIC = application-specific integrated circuit).
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Signalfolge, welche gemäß einem LIN-Kommunikationsprotokoll erzeugt worden ist. Die Signalfolge wird innerhalb eines Zeitintervalls 63 gesendet und umfasst einen Header 59 und eine Antwort 61. Der Header 59 umfasst einen Signal-Burst 60, welcher eine Bitfolge aufweist. Dem Signal-Burst 60 folgt ein Zeitintervall 62, repräsentierend ein Zeitintervall zwischen zwei Bytes. Danach wird ein Identifikationsdatensatz 64 gesendet, mit dem ein auszulesender Sensor adressiert wird. Nach dem Identifikationsdatensatz 64 beginnt die Antwort des mittels des Identifikationsdatensatzes 64 adressierten Sensors. Die Antwort 61 weist zu Beginn ein Zeitintervall 69 auf, nach- dem von dem Sensor gesendete Datensätze, jeweils gefolgt von einem Zeitintervall der Länge des Zeitintervalls 62 gesendet werden. Die Antwort 61 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Datensatz 65, einen Datensatz 66 und einen Datensatz 67. Die Datensätze 65, 66 und 67 weisen jeweils die Zeitdauer 68 auf und werden von einem Datensatz 70, repräsentierend eine Prüfsumme abge- schlössen. Die Datensätze 65, 66 und 67 repräsentieren jeweils einen Parameter, welcher von dem mittels des Datensatzes 64 angesprochenen Sensor erfasst worden ist. Die Zeitdauer 68 bildet ein Zeitfenster, in welchem ein Datensatz ü- bertragen werden kann. Das Zeitintervall 61 bildet ein Zeitfenster, in dem die Datensätze 65, 66, und 67 übertragen werden können. Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Signalfolge 72, welche auf einem Datenbus gesendet worden ist. Dargestellt ist eine Zeitachse 74 und eine Amplitudenachse 76. Die Signalfolge 72 weist periodisch und alternierend aufeinanderfolgende Datensätze und Synchronisationsimpulse auf. In diesem Ausführungs- beispiel folgt ein Synchronisationsimpuls 82 einem Datensatz 81. Auf den Synchronisationsimpuls 82 folgt ein Datensatz 83. Auf den Datensatz 83 folgt ein Synchronisationsimpuls 84, gefolgt von einem Datensatz 85. Die Synchronisationsimpulse der Signalfolge 72 werden mit einer von einem Taktgeber erzeugten Taktfrequenz gesendet und weisen jeweils eine Signalamplitude 78 auf. Die Da- tensätze weisen jeweils eine Maximalamplitude 80 auf.FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a signal sequence that has been generated according to a LIN communication protocol. The signal sequence is sent within a time interval 63 and comprises a header 59 and a response 61. The header 59 comprises a signal burst 60 which has a bit sequence. The signal burst 60 is followed by a time interval 62 representing a time interval between two bytes. Thereafter, an identification data record 64 is sent, with which a sensor to be read is addressed. After the identification data record 64, the response of the sensor addressed by the identification data record 64 begins. The response 61 initially has a time interval 69 after data sets transmitted by the sensor are sent, each followed by a time interval of the length of the time interval 62. In this exemplary embodiment, the response 61 comprises a data record 65, a data record 66 and a data record 67. The data records 65, 66 and 67 each have the time duration 68 and are completed by a data record 70 representing a checksum. The data records 65, 66 and 67 each represent a parameter which has been detected by the sensor addressed by the data record 64. The time period 68 forms a time window in which a data record can be transmitted. The time interval 61 forms a time window in which the data sets 65, 66, and 67 can be transmitted. FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a signal sequence 72 which has been transmitted on a data bus. Shown is a time axis 74 and an amplitude axis 76. The signal sequence 72 has periodically and alternately successive data sets and synchronization pulses. In this exemplary embodiment, a synchronization pulse 82 follows a data record 81. The synchronization pulse 82 is followed by a data record 83. The data record 83 is followed by a synchronization pulse 84, followed by a data record 85. The synchronization pulses of the signal sequence 72 are clocked by a clock generator are transmitted and each have a signal amplitude 78. The data sets each have a maximum amplitude 80.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Übertragen eines Sensorsignals an einen Master in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise mittels der in Figur 1 dargestellten Erfassungssystems.FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a method for transmitting a sensor signal to a master in a motor vehicle, for example by means of the detection system illustrated in FIG.
Bei einem Schritt 80 des Verfahrens wird mittels eines Sensors ein Parameter, insbesondere eine Beschleunigung oder ein Abstand erfasst und ein den Parameter repräsentierender Datensatz erzeugt. Bei einem Schritt 82 wird mittels des Sensors ein einen Zeittakt zum Übertragen des Datensatzes repräsentierendes Taktsignal erzeugt und der Sensor kommuniziert gemäß einem Kommunikationsprotokoll mit einem Master und unter Anwendung des Kommunikationsprotokolls in Abhängigkeit von einem von dem Sensor erzeugten Zeittakt, wobei der Datensatz während eines durch einen Zeitabschnitt gebildeten Zeitfensters an den Master übertragen wird.In a step 80 of the method, a parameter, in particular an acceleration or a distance, is detected by means of a sensor and a data record representing the parameter is generated. In a step 82, a clock signal representative of a timing for transmitting the data set is generated by the sensor and the sensor communicates according to a communication protocol with a master and using the communication protocol in response to a time clock generated by the sensor, the data set during a by a Time segment formed time frame is transmitted to the master.
Bei einem Schritt 84 wird mittels des Sensors ein von dem Master gemäß des Kommunikationsprotokolls gesendetes Mastersignal wenigstens Zeitabschnittsweise zu erfasst und mittels des Sensors eine Taktfrequenz eines Masterzeittaktes ermittelt, mit dem das Mastersignal erzeugt worden ist.In a step 84, a master signal sent by the master in accordance with the communication protocol is detected by the sensor at least in sections, and a clock frequency of a master time clock is determined by means of the sensor, with which the master signal has been generated.
Bei einem Schritt 86 ändert der Sensor eine Taktfrequenz des Zeittaktes zum Übertragen des Datensatzes in Abhängigkeit von einem eine Taktfrequenz repräsentierenden Regelsignal, wobei mittels des Sensors das Regelsignal derart erzeugt wird, dass die Taktfrequenz des Zeittaktes des Sensors der ermittelten Taktfrequenz des Masterzeittaktes entspricht. In a step 86, the sensor changes a clock frequency of the clock for transmitting the data set as a function of a clock frequency representing a control signal, wherein the control signal is generated by the sensor such that the clock frequency of the clock of the sensor corresponds to the determined clock frequency of the master clock.

Claims

Ansprüche claims
1 . Intelligenter Sensor (1 ) für ein Kraftfahrzeug,1 . Intelligent sensor (1) for a motor vehicle,
wobei der Sensor (1 ) ausgebildet ist, einen Parameter zu erfassen und einen Datensatz (65, 66, 67) zu erzeugen, welcher den Parameter repräsentiert, und wobei der Sensor (1 ) einen Sensor-Taktgeber (5) aufweist, welcher ausgebildet ist, ein Taktsignal zu erzeugen, wobei das Taktsignal einen Zeittakt zum Übertragen des Datensatzes (65, 66, 67) repräsentiert, und wobei der Sensor (1 ) eine mit dem Sensor-Taktgeber (5) verbundene Verarbeitungseinheit (3, 10) aufweist, welche ausgebildet ist, gemäß einem Kommunikationsprotokoll mit einem Master zu kommunizieren und unter Anwen- düng des Kommunikationsprotokolls in Abhängigkeit von einem von demwherein the sensor (1) is adapted to detect a parameter and generate a data set (65, 66, 67) representing the parameter, and wherein the sensor (1) comprises a sensor clock generator (5) which is formed to generate a clock signal, wherein the clock signal represents a clock for transmitting the data set (65, 66, 67), and wherein the sensor (1) has a processing unit (3, 10) connected to the sensor clock generator (5) is configured to communicate with a master according to a communication protocol and using the communication protocol in dependence on one of the
Sensor-Taktgeber (5) erzeugten Zeittakt den Datensatz (65, 66, 67) während eines durch einen Zeitabschnitt gebildeten Zeitfensters (61 , 68) an den Master zu übertragen,Sensor clock (5) generated time clock to transmit the record (65, 66, 67) during a time slot formed by a period of time (61, 68) to the master,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
der Sensor-Taktgeber (5) ausgebildet ist, die Taktfrequenz des Zeittaktes zum Übertragen des Datensatzes (65, 66, 67) in Abhängigkeit von einem die Taktfrequenz des Zeittaktes repräsentierenden Regelsignal zu ändern und der Sensor (1 ) einen Taktregler (7) aufweist, welcher ausgebildet ist, ein von dem Master gemäß des Kommunikationsprotokolls gesendetes, mittels eines Masterzeittaktes erzeugtes Mastersignal (60) wenigstens Zeitabschnittsweise zu erfassen und eine Taktfrequenz des Masterzeittaktes (25) zu ermitteln, mit dem das Mastersignal erzeugt worden ist, und das Regelsignal derart zu erzeugen, dass die Taktfrequenz des Sensor-Taktgebers (5) der ermitteltenthe sensor clock (5) is adapted to change the clock frequency of the clock for transmitting the data set (65, 66, 67) in dependence on a control signal representing the clock frequency of the clock and the sensor (1) has a clock regulator (7), which is configured to detect at least in a time-wise manner a master signal (60) sent by the master in accordance with the communication protocol and to determine a clock frequency of the master time clock (25) with which the master signal has been generated and to generate the control signal in such a way in that the clock frequency of the sensor clock generator (5) is the one determined
Taktfrequenz des Masterzeittaktes (25) entspricht.Clock frequency of the master time clock (25) corresponds.
2. Sensor (1 ) nach Anspruch 1 ,2. Sensor (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor-Taktgeber (5) zum Erzeugen des Zeittaktes ein RC-Glied umfassend wenigstens einen Widerstand und wenigstens eine Kapazität aufweist.characterized in that the sensor clock generator (5) has an RC element comprising at least one resistor and at least one capacitor for generating the timing.
3. Sensor (1 ) nach Anspruch 1 ,3. Sensor (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
der Sensor-Taktgeber (5) zum Erzeugen des Zeittaktes ein LC-Glied umfassend wenigstens eine Induktivität und eine Kapazität aufweist.the sensor clock generator (5) has an LC element comprising at least one inductance and a capacitor for generating the timing.
4. Sensor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,4. Sensor (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
der Sensor (1 ) eine zum Verbinden mit einem Datenbus (23) ausgebildetethe sensor (1) is designed to be connected to a data bus (23)
Schnittstelle (10, 21 ) aufweist, und ausgebildet ist, den Datensatz (65, 66, 67) über die Schnittstelle (10, 21 ) und den Datenbus (23) an den Master (20) zu übertragen.Interface (10, 21), and is adapted to transmit the record (65, 66, 67) via the interface (10, 21) and the data bus (23) to the master (20).
5. Sensor (1 , 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,5. Sensor (1, 4) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
der Taktregler (6) einen Frequenzteiler (32) aufweist, wobei der Frequenztei- ler (32) ausgebildet ist, die Taktfrequenz des Masterzeittaktes (25) und/oder die Taktfrequenz des Sensor-Taktgebers (50) jeweils gemäß einem Taktverhältnis zu teilen und das Regelsignal in Abhängigkeit von einer Differenz des Teilungsergebnisses zu erzeugen.the clock regulator (6) has a frequency divider (32), wherein the frequency divider (32) is designed to divide the clock frequency of the master time clock (25) and / or the clock frequency of the sensor clock (50) according to a clock ratio, respectively Generate control signal in response to a difference of the division result.
6. Sensor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,6. Sensor (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
der Sensor (1 ) ein Abstandssensor ist, welcher ausgebildet ist, als Parame- ter mittels Puls-Echo-Laufzeiterfassung einen Abstand (19) zu erfassen. the sensor (1) is a distance sensor which is designed to detect a distance (19) as a parameter by means of pulse-echo transit time detection.
7. Sensor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,7. Sensor (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
der Sensor (1 ) ein Beschleunigungssensor für einen Airbag ist, welcher ausgebildet ist, als Parameter eine Beschleunigung zu erfassen.the sensor (1) is an acceleration sensor for an airbag, which is designed to detect an acceleration as a parameter.
8. Sensor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,8. Sensor (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
der Sensor ein Stromsensor ist, welcher ausgebildet ist, als Parameter einen elektrischen Strom zu erfassen.the sensor is a current sensor which is designed to detect an electric current as a parameter.
9. Erfassungssystem (2) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Sensor9. detection system (2) for a motor vehicle, with at least one sensor
(1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem zum Kommunizieren mit dem wenigstens einem Sensor (1 ) ausgebildeten Master (20) , wobei der Master (20) eine Verarbeitungseinheit (22) aufweist, welche ausgebildet ist, gemäß dem Kommunikationsprotokoll das Mastersignal zu er- zeugen und einen den Parameter repräsentierenden Datensatz (65, 66, 67) zu empfangen, und der Master (20) einen Taktgeber (25) aufweist, welcher ausgebildet ist, den Masterzeittakt (60) zu erzeugen.(1) according to any one of the preceding claims and comprising a master (20) adapted to communicate with the at least one sensor (1), the master (20) comprising a processing unit (22) adapted to supply the master signal according to the communication protocol and receive a data set representing the parameter (65, 66, 67), and the master (20) has a clock generator (25) which is designed to generate the master time clock (60).
10. Verfahren zum Übertragen eines Sensorsignals (65, 66, 67) an einen Master (20) in einem Kraftfahrzeug, bei dem mittels wenigstens eines Sensors (1 ) ein Parameter, insbesondere eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeit oder ein Abstand (19) erfasst wird und ein den Parameter repräsentierender Datensatz (65, 66, 67, 81 , 83, 85) erzeugt wird, und bei dem mittels des Sensors (1 ) ein einen Zeittakt zum Übertragen des Datensatzes repräsentie- rendes Taktsignal erzeugt wird, und bei dem der Sensor (1 ) gemäß einem10. A method for transmitting a sensor signal (65, 66, 67) to a master (20) in a motor vehicle, in which by means of at least one sensor (1) a parameter, in particular an acceleration, a speed or a distance (19) is detected and a data set representing the parameter (65, 66, 67, 81, 83, 85) is generated, and in which a clock signal representing a time clock for transmitting the data set is generated by means of the sensor (1), and wherein the sensor (1) according to a
Kommunikationsprotokoll mit einem Master (20) kommuniziert und unter Anwendung des Kommunikationsprotokolls in Abhängigkeit von einem von dem Sensor (1 ) erzeugten Zeittakt der Datensatz (65, 66, 67, 81 , 83, 85) während eines durch einen Zeitabschnitt gebildeten Zeitfensters (61 , 68) an den Master (20) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dassCommunication protocol with a master (20) communicates and using the communication protocol in response to a clock generated by the sensor (1) the record (65, 66, 67, 81, 83, 85) during a time slot formed by a period of time (61, 68) is transmitted to the master (20), characterized in that
bei dem Verfahren mittels des Sensors (1 ) ein von dem Master (20) gemäß des Kommunikationsprotokolls gesendetes Mastersignal (60) wenigstens Zeitabschnittsweise erfasst wird, und mittels des Sensors (1 ) eine Taktfrequenz eines Masterzeittaktes (25) ermittelt wird, mit dem das Mastersignal (60) erzeugt worden ist, und der Sensor (1 ) eine Taktfrequenz des Zeittaktes zum Übertragen des Datensatzes (65, 66, 67, 81 , 83, 85) in Abhängigkeit von einem die Taktfrequenz des Zeittaktes zum Übertragen des Datensatzes repräsentierenden Regelsignal ändert und mittels des Sensors (1 ) das Regelsignal derart erzeugt wird, dass die Taktfrequenz des Zeittaktes (5) des Senders (1 ) der ermittelten Taktfrequenz des Masterzeittaktes (25) entspricht. in the method by means of the sensor (1), a master signal (60) sent by the master (20) according to the communication protocol is detected at least in time sections, and by means of the sensor (1) a clock frequency of a master time clock (25) is determined, with which the master signal (60) has been generated, and the sensor (1) changes a clock frequency of the clock for transmitting the data set (65, 66, 67, 81, 83, 85) in response to a control signal representing the clock frequency of the clock for transmitting the data set, and by means of the sensor (1), the control signal is generated such that the clock frequency of the clock (5) of the transmitter (1) corresponds to the determined clock frequency of the master time clock (25).
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