用于車輛的傳感器裝置和用于車輛中的傳感器裝置的運行方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于車輛的傳感器裝置（10）以及一種用于車輛中的這種傳感器裝置（10）的運行方法，所述傳感器裝置具有至少一個傳感器單元（30）和一個分析與控制單元（20），其中分析與控制單元（20）通過通信連接（12）將同步信號（SAS）傳輸給所述至少一個傳感器單元（30），其中所述至少一個傳感器單元（30）將代表測量量的傳感器信號（SIM）通過所述通信連接（12）傳輸給所述分析與控制單元（20）。根據(jù)本發(fā)明，所述分析與控制單元（20）求取所接收的傳感器信號（SIM）的當(dāng)前的信號品質(zhì)（Gi）并且將關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)（Gi）的信息（MA，ΔΜ）傳輸給所述至少一個傳感器單元（30），其中所述至少一個傳感器單元（30）根據(jù)所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)（Gi）預(yù)確定用于傳輸所述傳感器信號（SIM）的調(diào)制振幅（MA）。
【專利說明】用于車輛的傳感器裝置和用于車輛中的傳感器裝置的運行
方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求1的類型的用于車輛的傳感器裝置以及根據(jù)獨立權(quán)利要求7的類型的用于車輛中的傳感器裝置的運行方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乘客保護系統(tǒng)中的外圍傳感器單元大多使用電流接口(例如PAS4-1F、PSI5等)向分析與控制單元、例如中央的控制設(shè)備傳輸傳感器數(shù)據(jù)。在最新一代的電流接口(例如PSI5vl.3、Pegasus等)中，以同步于分析與控制單元的時鐘的方式方法來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0003]在此，由分析與控制單元產(chǎn)生傳送給外圍傳感器單元的工作時鐘信號，以便信令化新數(shù)據(jù)幀的開始。然后，通過調(diào)制所接收的電流實現(xiàn)從傳感器單元朝分析與控制單元方向的通信。在此，數(shù)據(jù)信號的調(diào)制振幅是固定地預(yù)給定的。
[0004]在公開文獻DE 10 2009 046 450 Al中描述了一種具有至少一個傳感器和一個分析單元的傳感器裝置以及一種用于運行傳感器裝置的方法。至少一個傳感器的代表測量量的傳感器信號被傳送給所描述的分析單元。在此設(shè)有調(diào)制器，借助所述調(diào)制器在測量期間借助不依賴于傳感器信號的周期測試信號來調(diào)制傳感器的傳感器信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]與此相對，具有獨立權(quán)利要求1的特征的用于車輛的根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置和具有獨立權(quán)利要求7的特征的用于車輛中的傳感器裝置的運行方法具有以下優(yōu)點:能夠使調(diào)制振幅與通信的頻帶中的當(dāng)前的傳輸特性——如誤差率、信噪比、干擾功率等相匹配。由此，例如如果存在所接收的傳感器信號的比足夠更好的信號品質(zhì)，則可以減小調(diào)制振幅，以便將至少一個傳感器單元的干擾輻射降低到最小必需的程度上。由此可以降低分析與控制單元中的電流消耗。
[0006]優(yōu)選地，本發(fā)明的實施方式構(gòu)成調(diào)節(jié)回路，其調(diào)節(jié)量是至少一個傳感器單元的調(diào)制振幅。預(yù)給定通過通信連接傳輸?shù)膫鞲衅餍盘柕淖銐虻男盘柶焚|(zhì)作為期望量。當(dāng)當(dāng)前的信號品質(zhì)的實際量小于信號品質(zhì)的預(yù)給定的期望量時，增大調(diào)制振幅，當(dāng)實際量大于期望量時，減小調(diào)制振幅。例如，可以在分析與控制單元的發(fā)送器單元中求取用于待調(diào)節(jié)的調(diào)制振幅的值并且然后通過同步信號的相應(yīng)調(diào)制將所述值傳輸給至少一個傳感器單元。替代地，至少一個傳感器中的接收器單元可以由所接收的代表傳感器信號的信號品質(zhì)的實際量與期望量之間的調(diào)節(jié)偏差的誤差差值信號來確定并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)相應(yīng)的調(diào)制振幅。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)回路可以設(shè)計為PID (Proportional-1ntegral-Derivative:比例-積分-微分)調(diào)節(jié)回路。
[0007]本發(fā)明的實施方式提供一種用于車輛的傳感器裝置，其包括至少一個傳感器單元和一個分析與控制單元。所述分析與控制單元通過通信連接將同步信號傳輸給至少一個傳感器單元，以及所述至少一個傳感器單元通過通信連接將代表測量量的傳感器信號傳輸給分析與控制單元。根據(jù)本發(fā)明，分析與控制單元求取所接收的傳感器信號的當(dāng)前的信號品質(zhì)并且將關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)的信息傳輸給至少一個傳感器單元，其中至少一個傳感器單元根據(jù)所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)來調(diào)節(jié)用于傳輸傳感器信號的調(diào)制振幅。
[0008]此外，本發(fā)明的實施方式提供一種用于車輛中的傳感器裝置的運行方法，所述傳感器裝置具有至少一個傳感器單元和一個分析與控制單元。在此，將同步信號從分析與控制單元通過通信連接傳輸給至少一個傳感器單元，并且將代表測量量的傳感器信號從至少一個傳感器單元通過通信連接傳輸給分析與控制單元。根據(jù)本發(fā)明，求取所接收的傳感器信號的當(dāng)前的信號品質(zhì)并且將關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)的信息傳輸給至少一個傳感器單元，其中根據(jù)所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)預(yù)給定用于傳輸傳感器信號的調(diào)制振幅。
[0009]在此，分析與控制單元可以理解為處理或者分析所檢測的傳感器信號的電設(shè)備、例如控制設(shè)備。所述分析與控制單元可以具有至少一個接口，所述至少一個接口可以按照硬件方式和/或按照軟件方式構(gòu)造。對于按照硬件方式的構(gòu)造，所述接口例如可以是所謂的系統(tǒng)ASIC的一部分，其包含所述分析與控制單元的不同功能。然而也可能的是，所述接口是獨立的集成電路或者至少部分地由分立部件組成。對于按照軟件方式的構(gòu)造，所述接口可以是軟件模塊，所述軟件模塊例如在微控制器上與其他軟件模塊共存。具有程序代碼的計算機程序產(chǎn)品也是有利的，所述程序代碼存儲在機器可讀的載體——如半導(dǎo)體存儲器、硬盤存儲器或者光學(xué)存儲器上并且用于當(dāng)由分析與控制單元執(zhí)行所述程序時實施所述分析。
[0010]在此，傳感器單元理解為包括至少一個傳感器元件的結(jié)構(gòu)單元，所述傳感器元件直接地或間接地檢測物理量或者物理量的變化并且優(yōu)選將其轉(zhuǎn)換成電傳感器信號。所求取的傳感器信號由相應(yīng)的傳感器單元分析并且轉(zhuǎn)換為傳感器數(shù)據(jù)，所述傳感器數(shù)據(jù)包括由借助相應(yīng)的傳感器單元檢測的物理量求取的具有所屬單位的物理量。在此例如由傳感器元件求取一個確定時間窗內(nèi)的路程改變并且由此由分析與控制單元計算速度和/或加速度。其他可計算的物理量是質(zhì)量、轉(zhuǎn)速、力、壓力、能量和/或其他可考慮的量一如確定事件的出現(xiàn)概率?？梢造o態(tài)地和/或動態(tài)地進行傳感器信號的求取。此外，可以連續(xù)地或者一次地實施傳感器信號的求取。
[0011]通過從屬權(quán)利要求中提出的措施和擴展方案能夠?qū)崿F(xiàn)在獨立權(quán)利要求1中給出的用于車輛的傳感器裝置的有利改進以及在獨立權(quán)利要求7中給出的用于車輛中的傳感器裝置的運行方法的有利改進。
[0012]特別有利的是，分析與控制單元借助關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)的信息來調(diào)制同步信號并且將所述同步信號傳輸給至少一個傳感器單元。這能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的簡單實現(xiàn)，因為本來已使用的同步信號附加地用于傳輸關(guān)于當(dāng)前的信號品質(zhì)的信息。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的一種有利構(gòu)型中，分析與控制單元由所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)和預(yù)給定的信號品質(zhì)來求取待調(diào)節(jié)的調(diào)制振幅作為關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)的信息并且將所述信息傳輸給至少一個傳感器裝置，所述至少一個傳感器裝置使用所接收的關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)的信息直接用于調(diào)節(jié)調(diào)制振幅。這意味著，分析與控制單元求取待調(diào)節(jié)的調(diào)制振幅的值并且將所述值傳輸給至少一個傳感器單元。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的另一種有利構(gòu)型中，分析與控制單元由所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)和預(yù)給定的信號品質(zhì)來確定誤差信號作為關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)的信息并且將所述誤差信號傳輸給至少一個傳感器單元。然后，所述至少一個傳感器單元由所接收的誤差信號來確定用于傳感器信號的調(diào)制振幅并且調(diào)節(jié)所述調(diào)制振幅。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的另一種有利構(gòu)型中，為了傳輸所檢測的測量量，至少一個傳感器單元調(diào)制傳感器信號的電流接收(Strom-aufnahme),由此能夠?qū)崿F(xiàn)測量量至分析與控制單元的簡單傳輸。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的運行方法的有利構(gòu)型中，關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)的信息包括關(guān)于誤差率和/或信噪比的信息。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的運行方法的其他有利構(gòu)型中，借助關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)的信息來調(diào)制同步信號并且將同步信號傳輸給至少一個傳感器單元。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明的運行方法的其他有利構(gòu)型中，由分析與控制單元或者由至少一個傳感器單元來求取用于傳輸傳感器信號的調(diào)制振幅。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]在附圖中示出本發(fā)明的一個實施例并且在以下的描述中進一步闡述這一實施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示實施相同或類似功能的組件或元件。
[0020]唯一的附圖示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的一個實施例的示意性框圖。
【具體實施方式】
[0021]如唯一的附圖示出的那樣，根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的傳感器裝置10的所示實施例包括分析與控制單元20和傳感器單元30，所述分析與控制單元具有第一發(fā)送器單元22和第一接收器單元24，所述傳感器單元具有第二發(fā)送器單元32和第二接收器單元34。分析與控制單元20通過通信連接12與傳感器單元30進行通信。分析與控制單元20通過通信連接12將同步信號Sas傳輸給至少一個傳感器單元30。響應(yīng)于所述同步信號SAS，所述至少一個傳感器單元30將代表測量量的傳感器信號Sim通過通信連接12傳輸給所述分析與控制單元20。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，分析與控制單元20求取所接收的傳感器信號Sim的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi并且將關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi的信息Μα、Λ M傳輸給傳感器單元30。根據(jù)所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi,傳感器單元30調(diào)節(jié)用于傳輸傳感器信號Sim的調(diào)制振幅Μα。例如，關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi的信息Μα、Δ M包括關(guān)于誤差率和/或信噪比的信息。
[0023]通過待傳輸?shù)膫鞲衅餍盘朣im的可變調(diào)節(jié)的調(diào)制振幅Ma能夠減小通信的頻帶中的由傳感器單元30輻射出的干擾功率，因為考慮例如在很大的信噪比時對于可靠通信而言小的調(diào)制振幅Ma是否也已經(jīng)足夠。
[0024]在已知的通信標(biāo)準(zhǔn)——例如PSI5vl.3和v2.0中，分析與控制單元20通過同步信號Sas的調(diào)制、例如通過開關(guān)調(diào)制、脈寬調(diào)制等也能夠建立從分析與控制單元20朝傳感器單元30方向的通信。然后，通過所述反向信道可以將通信的當(dāng)前的信號品質(zhì)通知傳感器單元30。因此，如果存在比足夠更好的信號品質(zhì)，則傳感器單元30可以減小調(diào)制振幅Ma，從而將其干擾輻射降低到最小必需的程度上。由此也可以最小化分析與控制單元20中的電流消耗。
[0025]這意味著，分析與控制單元20通過調(diào)制器22.1借助關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)匕的信息Μα、δ M來調(diào)制同步信號Sas，所述調(diào)制器設(shè)置在第一發(fā)送器單元22中，所述第一發(fā)送器單元將借助關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi的信息Μα、Δ M調(diào)制的同步信號Sas傳輸給傳感器單元30。傳感器單元30借助第二接收器單元34接收借助關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi的信息Μα、Δ M調(diào)制的同步信號SAS。設(shè)置在第二接收器單元34中的解調(diào)器34.1解調(diào)所接收的同步信號Sas并且提供所求取的關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi的信息用于分析。
[0026]在第一種可能的實施方式中，分析與控制單元20由所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi和預(yù)給定的期望信號品質(zhì)Gs來確定誤差信號AG并且將相應(yīng)的電平偏差Λ M作為關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi的信息傳輸給傳感器單元30。傳感器單元30分析所接收的電平偏差A(yù)M并且求取待調(diào)節(jié)的調(diào)制振幅Μα。然后，為了傳輸測量值，傳感器單元30相應(yīng)地調(diào)節(jié)傳感器信號Sim的所求取的調(diào)制振幅\。此外，為了傳輸所檢測的測量量，傳感器單元30借助設(shè)置在第二發(fā)送器單元32中的調(diào)制器32.1來調(diào)制傳感器信號Sim的電流接收。
[0027]在第二種可能的實施方式中，分析與控制單元20由所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi和預(yù)給定的期望信號品質(zhì)&來確定誤差信號AG。分析與控制單元20由所確定的誤差信號△G計算用于待調(diào)節(jié)的調(diào)制振幅Ma的相應(yīng)的值并且將所述值作為關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi的信息傳輸給傳感器單元30。傳感器單元30接收用于待調(diào)節(jié)的調(diào)制振幅Ma的值并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)傳感器信號Sim的調(diào)制振幅Μα。此外，為了傳輸所檢測的測量量，傳感器單元30借助設(shè)置在第二發(fā)送器單元32中的調(diào)制器32.1來調(diào)制傳感器信號Sim的電流接收。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的用于車輛中的具有至少一個傳感器單元30和一個分析與控制單元20的傳感器裝置的運行方法的實施方式將同步信號Sas從分析與控制單元20通過通信連接12傳輸給至少一個傳感器單元30。此外， 將代表測量量的傳感器信號Sim從至少一個傳感器單元30通過通信連接12傳輸給分析與控制單元20。根據(jù)本發(fā)明，求取所接收的傳感器信號Sim的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi并且將關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi的信息傳輸給至少一個傳感器單元30，其中根據(jù)所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi預(yù)給定用于傳輸傳感器信號Sim的調(diào)制振幅Μα。優(yōu)選地，借助關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)Gi的信息來調(diào)制同步信號Sas并且將所述同步信號Sas傳輸給至少一個傳感器單元30。此外，分析與控制單元30或者至少一個傳感器單兀30求取用于傳輸傳感器信號Sim的調(diào)制振幅Ma。
[0029]本發(fā)明的實施方式提供一種傳感器裝置，所述傳感器裝置以有利的方式實現(xiàn)為調(diào)節(jié)回路。在此，調(diào)節(jié)量是傳感器信號的調(diào)制振幅。所述期望量是足夠的通信品質(zhì)、例如誤差率。當(dāng)實際誤差率小于預(yù)給定的期望量時，發(fā)送器單元得到用于減小調(diào)制振幅的信號。當(dāng)實際誤差率大于預(yù)給定的期望量時，發(fā)送器單元得到用于增大調(diào)制振幅的信號。優(yōu)選地，相應(yīng)的調(diào)節(jié)器實施為PID調(diào)節(jié)器并且設(shè)置在分析與控制單元的第一發(fā)送器單元中或者傳感器單元的第二接收器單元中。當(dāng)設(shè)置在第一發(fā)送器單元中時，直接通過同步信號的調(diào)制來傳輸待使用的調(diào)制振幅。當(dāng)設(shè)置在第二接收器單元中時，通過同步信號的調(diào)制來傳輸調(diào)節(jié)偏差，然后由傳感器單元分析并且處理所述調(diào)節(jié)偏差。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛的傳感器裝置，所述傳感器裝置具有至少一個傳感器單元(30)和一個分析與控制單元(20)，其中，所述分析與控制單元(20)通過通信連接(12)將同步信號(Sas )傳輸給所述至少一個傳感器單元(30 )，其中，所述至少一個傳感器單元(30 )通過所述通信連接(12)將代表測量量的傳感器信號(Sim)傳輸給所述分析與控制單元(20)， 其特征在于，所述分析與控制單元(20)求取所接收的傳感器信號(Sim)的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)并且將關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)的信息(MA，AM)傳輸給所述至少一個傳感器單元(30)，其中，所述至少一個傳感器單元(30)根據(jù)所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)來調(diào)節(jié)用于傳輸所述傳感器信號(Sim)的調(diào)制振幅(Ma)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，所述分析與控制單元(20)借助關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)的信息(Μα，Λ Μ)來調(diào)制所述同步信號(Sas)并且將所述同步信號傳輸給所述至少一個傳感器單元(30 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器裝置，其特征在于，所述分析與控制單元(20)由所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)和預(yù)給定的信號品質(zhì)(Gs)來求取待調(diào)節(jié)的調(diào)制振幅(Ma)并且將所述待調(diào)節(jié)的調(diào)制振幅作為關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)的信息(Μα，Λ Μ)傳輸給所述至少一個傳感器單元(30)，所述至少一個傳感器單元使用所接收的關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)的信息(Ma)直接用于調(diào)節(jié)所述調(diào)制振幅(Μα)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器裝置，其特征在于，所述分析與控制單元(20)由所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)和預(yù)給定的信號品質(zhì)(Gs)來確定誤差信號(AG)作為關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)的信息(Μα，Λ Μ)并且將其傳輸給所述至少一個傳感器單元(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器裝置，其特征在于，所述至少一個傳感器單元(30)由所述誤差信號(AG)確定并且調(diào)節(jié)待調(diào)節(jié)的用于所述傳感器信號(Sim)的調(diào)制振幅(Μα)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的傳感器裝置，其特征在于，為了傳輸所檢測的測量量，所述至少一個傳感器單元(30)調(diào)制所述傳感器信號(Sim)的電流接收。
7.一種用于車輛中的傳感器裝置的運行方法，所述傳感器裝置具有至少一個傳感器單元(30)和一個分析與控制單元(20)，其中，將同步信號(Sas)從所述分析與控制單元(20)通過通信連接(20)傳輸給所述至少一個傳感器單元(30)，其中，將代表測量量的傳感器信號(Sim)從所述至少一個傳感器單元(30 )通過所述通信連接(12 )傳輸給所述分析與控制單元(20)， 其特征在于，求取所接收的傳感器信號(Sim)的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)并且將關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)的信息(ΜΑ，AM)傳輸給所述至少一個傳感器單元(30)，其中，根據(jù)所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)預(yù)給定用于傳輸所述傳感器信號(Sim)的調(diào)制振幅(Μα)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的運行方法，其特征在于，關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)的信息(Μα, Δ M )包括關(guān)于誤差率和/或信噪比的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的運行方法，其特征在于，借助關(guān)于所求取的當(dāng)前的信號品質(zhì)(Gi)的信息(Μα，Λ Μ)來調(diào)制所述同步信號(Sas)并且將所述同步信號傳輸給所述至少一個傳感器單元(30)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的運行方法，其特征在于，所述分析與控制單元(20)或者所述至少一個傳感器單元(30)求取用于傳輸所述傳感器信號(Sim)的調(diào)制振幅(Μα)。
【文檔編號】G01D18/00GK103765166SQ201280041975
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月1日
【發(fā)明者】T·魏斯 申請人:羅伯特·博世有限公司