用于车辆的传感器装置和用于车辆中的传感器装置的运行方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于车辆的传感器装置（10）以及一种用于车辆中的这种传感器装置（10）的运行方法，所述传感器装置具有至少一个传感器单元（30）和一个分析与控制单元（20），其中分析与控制单元（20）通过通信连接（12）将同步信号（SAS）传输给所述至少一个传感器单元（30），其中所述至少一个传感器单元（30）将代表测量量的传感器信号（SIM）通过所述通信连接（12）传输给所述分析与控制单元（20）。根据本发明，所述分析与控制单元（20）求取所接收的传感器信号（SIM）的当前的信号品质（Gi）并且将关于所求取的当前的信号品质（Gi）的信息（MA，ΔΜ）传输给所述至少一个传感器单元（30），其中所述至少一个传感器单元（30）根据所求取的当前的信号品质（Gi）预确定用于传输所述传感器信号（SIM）的调制振幅（MA）。
【专利说明】用于车辆的传感器装置和用于车辆中的传感器装置的运行
方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据独立权利要求1的类型的用于车辆的传感器装置以及根据独立权利要求7的类型的用于车辆中的传感器装置的运行方法。
【背景技术】
[0002]乘客保护系统中的外围传感器单元大多使用电流接口(例如PAS4-1F、PSI5等)向分析与控制单元、例如中央的控制设备传输传感器数据。在最新一代的电流接口(例如PSI5vl.3、Pegasus等)中，以同步于分析与控制单元的时钟的方式方法来实现数据传输。
[0003]在此，由分析与控制单元产生传送给外围传感器单元的工作时钟信号，以便信令化新数据帧的开始。然后，通过调制所接收的电流实现从传感器单元朝分析与控制单元方向的通信。在此，数据信号的调制振幅是固定地预给定的。
[0004]在公开文献DE 10 2009 046 450 Al中描述了一种具有至少一个传感器和一个分析单元的传感器装置以及一种用于运行传感器装置的方法。至少一个传感器的代表测量量的传感器信号被传送给所描述的分析单元。在此设有调制器，借助所述调制器在测量期间借助不依赖于传感器信号的周期测试信号来调制传感器的传感器信号。
【发明内容】
[0005]与此相对，具有独立权利要求1的特征的用于车辆的根据本发明的传感器装置和具有独立权利要求7的特征的用于车辆中的传感器装置的运行方法具有以下优点:能够使调制振幅与通信的频带中的当前的传输特性——如误差率、信噪比、干扰功率等相匹配。由此，例如如果存在所接收的传感器信号的比足够更好的信号品质，则可以减小调制振幅，以便将至少一个传感器单元的干扰辐射降低到最小必需的程度上。由此可以降低分析与控制单元中的电流消耗。
[0006]优选地，本发明的实施方式构成调节回路，其调节量是至少一个传感器单元的调制振幅。预给定通过通信连接传输的传感器信号的足够的信号品质作为期望量。当当前的信号品质的实际量小于信号品质的预给定的期望量时，增大调制振幅，当实际量大于期望量时，减小调制振幅。例如，可以在分析与控制单元的发送器单元中求取用于待调节的调制振幅的值并且然后通过同步信号的相应调制将所述值传输给至少一个传感器单元。替代地，至少一个传感器中的接收器单元可以由所接收的代表传感器信号的信号品质的实际量与期望量之间的调节偏差的误差差值信号来确定并且相应地调节相应的调制振幅。优选地，调节回路可以设计为PID (Proportional-1ntegral-Derivative:比例-积分-微分)调节回路。
[0007]本发明的实施方式提供一种用于车辆的传感器装置，其包括至少一个传感器单元和一个分析与控制单元。所述分析与控制单元通过通信连接将同步信号传输给至少一个传感器单元，以及所述至少一个传感器单元通过通信连接将代表测量量的传感器信号传输给分析与控制单元。根据本发明，分析与控制单元求取所接收的传感器信号的当前的信号品质并且将关于所求取的当前的信号品质的信息传输给至少一个传感器单元，其中至少一个传感器单元根据所求取的当前的信号品质来调节用于传输传感器信号的调制振幅。
[0008]此外，本发明的实施方式提供一种用于车辆中的传感器装置的运行方法，所述传感器装置具有至少一个传感器单元和一个分析与控制单元。在此，将同步信号从分析与控制单元通过通信连接传输给至少一个传感器单元，并且将代表测量量的传感器信号从至少一个传感器单元通过通信连接传输给分析与控制单元。根据本发明，求取所接收的传感器信号的当前的信号品质并且将关于所求取的当前的信号品质的信息传输给至少一个传感器单元，其中根据所求取的当前的信号品质预给定用于传输传感器信号的调制振幅。
[0009]在此，分析与控制单元可以理解为处理或者分析所检测的传感器信号的电设备、例如控制设备。所述分析与控制单元可以具有至少一个接口，所述至少一个接口可以按照硬件方式和/或按照软件方式构造。对于按照硬件方式的构造，所述接口例如可以是所谓的系统ASIC的一部分，其包含所述分析与控制单元的不同功能。然而也可能的是，所述接口是独立的集成电路或者至少部分地由分立部件组成。对于按照软件方式的构造，所述接口可以是软件模块，所述软件模块例如在微控制器上与其他软件模块共存。具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，所述程序代码存储在机器可读的载体——如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器上并且用于当由分析与控制单元执行所述程序时实施所述分析。
[0010]在此，传感器单元理解为包括至少一个传感器元件的结构单元，所述传感器元件直接地或间接地检测物理量或者物理量的变化并且优选将其转换成电传感器信号。所求取的传感器信号由相应的传感器单元分析并且转换为传感器数据，所述传感器数据包括由借助相应的传感器单元检测的物理量求取的具有所属单位的物理量。在此例如由传感器元件求取一个确定时间窗内的路程改变并且由此由分析与控制单元计算速度和/或加速度。其他可计算的物理量是质量、转速、力、压力、能量和/或其他可考虑的量一如确定事件的出现概率。可以静态地和/或动态地进行传感器信号的求取。此外，可以连续地或者一次地实施传感器信号的求取。
[0011]通过从属权利要求中提出的措施和扩展方案能够实现在独立权利要求1中给出的用于车辆的传感器装置的有利改进以及在独立权利要求7中给出的用于车辆中的传感器装置的运行方法的有利改进。
[0012]特别有利的是，分析与控制单元借助关于所求取的当前的信号品质的信息来调制同步信号并且将所述同步信号传输给至少一个传感器单元。这能够实现本发明的简单实现，因为本来已使用的同步信号附加地用于传输关于当前的信号品质的信息。
[0013]在根据本发明的传感器装置的一种有利构型中，分析与控制单元由所求取的当前的信号品质和预给定的信号品质来求取待调节的调制振幅作为关于所求取的当前的信号品质的信息并且将所述信息传输给至少一个传感器装置，所述至少一个传感器装置使用所接收的关于所求取的当前的信号品质的信息直接用于调节调制振幅。这意味着，分析与控制单元求取待调节的调制振幅的值并且将所述值传输给至少一个传感器单元。
[0014]在根据本发明的传感器装置的另一种有利构型中，分析与控制单元由所求取的当前的信号品质和预给定的信号品质来确定误差信号作为关于所求取的当前的信号品质的信息并且将所述误差信号传输给至少一个传感器单元。然后，所述至少一个传感器单元由所接收的误差信号来确定用于传感器信号的调制振幅并且调节所述调制振幅。
[0015]在根据本发明的传感器装置的另一种有利构型中，为了传输所检测的测量量，至少一个传感器单元调制传感器信号的电流接收(Strom-aufnahme),由此能够实现测量量至分析与控制单元的简单传输。
[0016]在根据本发明的运行方法的有利构型中，关于所求取的当前的信号品质的信息包括关于误差率和/或信噪比的信息。
[0017]在根据本发明的运行方法的其他有利构型中，借助关于所求取的当前的信号品质的信息来调制同步信号并且将同步信号传输给至少一个传感器单元。
[0018]在根据本发明的运行方法的其他有利构型中，由分析与控制单元或者由至少一个传感器单元来求取用于传输传感器信号的调制振幅。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]在附图中示出本发明的一个实施例并且在以下的描述中进一步阐述这一实施例。在附图中，相同的附图标记表示实施相同或类似功能的组件或元件。
[0020]唯一的附图示出根据本发明的传感器装置的一个实施例的示意性框图。
【具体实施方式】
[0021]如唯一的附图示出的那样，根据本发明的用于车辆的传感器装置10的所示实施例包括分析与控制单元20和传感器单元30，所述分析与控制单元具有第一发送器单元22和第一接收器单元24，所述传感器单元具有第二发送器单元32和第二接收器单元34。分析与控制单元20通过通信连接12与传感器单元30进行通信。分析与控制单元20通过通信连接12将同步信号Sas传输给至少一个传感器单元30。响应于所述同步信号SAS，所述至少一个传感器单元30将代表测量量的传感器信号Sim通过通信连接12传输给所述分析与控制单元20。
[0022]根据本发明，分析与控制单元20求取所接收的传感器信号Sim的当前的信号品质Gi并且将关于所求取的当前的信号品质Gi的信息Μα、Λ M传输给传感器单元30。根据所求取的当前的信号品质Gi,传感器单元30调节用于传输传感器信号Sim的调制振幅Μα。例如，关于所求取的当前的信号品质Gi的信息Μα、Δ M包括关于误差率和/或信噪比的信息。
[0023]通过待传输的传感器信号Sim的可变调节的调制振幅Ma能够减小通信的频带中的由传感器单元30辐射出的干扰功率，因为考虑例如在很大的信噪比时对于可靠通信而言小的调制振幅Ma是否也已经足够。
[0024]在已知的通信标准——例如PSI5vl.3和v2.0中，分析与控制单元20通过同步信号Sas的调制、例如通过开关调制、脉宽调制等也能够建立从分析与控制单元20朝传感器单元30方向的通信。然后，通过所述反向信道可以将通信的当前的信号品质通知传感器单元30。因此，如果存在比足够更好的信号品质，则传感器单元30可以减小调制振幅Ma，从而将其干扰辐射降低到最小必需的程度上。由此也可以最小化分析与控制单元20中的电流消耗。
[0025]这意味着，分析与控制单元20通过调制器22.1借助关于所求取的当前的信号品质匕的信息Μα、δ M来调制同步信号Sas，所述调制器设置在第一发送器单元22中，所述第一发送器单元将借助关于所求取的当前的信号品质Gi的信息Μα、Δ M调制的同步信号Sas传输给传感器单元30。传感器单元30借助第二接收器单元34接收借助关于所求取的当前的信号品质Gi的信息Μα、Δ M调制的同步信号SAS。设置在第二接收器单元34中的解调器34.1解调所接收的同步信号Sas并且提供所求取的关于所求取的当前的信号品质Gi的信息用于分析。
[0026]在第一种可能的实施方式中，分析与控制单元20由所求取的当前的信号品质Gi和预给定的期望信号品质Gs来确定误差信号AG并且将相应的电平偏差Λ M作为关于所求取的当前的信号品质Gi的信息传输给传感器单元30。传感器单元30分析所接收的电平偏差AM并且求取待调节的调制振幅Μα。然后，为了传输测量值，传感器单元30相应地调节传感器信号Sim的所求取的调制振幅\。此外，为了传输所检测的测量量，传感器单元30借助设置在第二发送器单元32中的调制器32.1来调制传感器信号Sim的电流接收。
[0027]在第二种可能的实施方式中，分析与控制单元20由所求取的当前的信号品质Gi和预给定的期望信号品质&来确定误差信号AG。分析与控制单元20由所确定的误差信号△G计算用于待调节的调制振幅Ma的相应的值并且将所述值作为关于所求取的当前的信号品质Gi的信息传输给传感器单元30。传感器单元30接收用于待调节的调制振幅Ma的值并且相应地调节传感器信号Sim的调制振幅Μα。此外，为了传输所检测的测量量，传感器单元30借助设置在第二发送器单元32中的调制器32.1来调制传感器信号Sim的电流接收。
[0028]根据本发明的用于车辆中的具有至少一个传感器单元30和一个分析与控制单元20的传感器装置的运行方法的实施方式将同步信号Sas从分析与控制单元20通过通信连接12传输给至少一个传感器单元30。此外， 将代表测量量的传感器信号Sim从至少一个传感器单元30通过通信连接12传输给分析与控制单元20。根据本发明，求取所接收的传感器信号Sim的当前的信号品质Gi并且将关于所求取的当前的信号品质Gi的信息传输给至少一个传感器单元30，其中根据所求取的当前的信号品质Gi预给定用于传输传感器信号Sim的调制振幅Μα。优选地，借助关于所求取的当前的信号品质Gi的信息来调制同步信号Sas并且将所述同步信号Sas传输给至少一个传感器单元30。此外，分析与控制单元30或者至少一个传感器单兀30求取用于传输传感器信号Sim的调制振幅Ma。
[0029]本发明的实施方式提供一种传感器装置，所述传感器装置以有利的方式实现为调节回路。在此，调节量是传感器信号的调制振幅。所述期望量是足够的通信品质、例如误差率。当实际误差率小于预给定的期望量时，发送器单元得到用于减小调制振幅的信号。当实际误差率大于预给定的期望量时，发送器单元得到用于增大调制振幅的信号。优选地，相应的调节器实施为PID调节器并且设置在分析与控制单元的第一发送器单元中或者传感器单元的第二接收器单元中。当设置在第一发送器单元中时，直接通过同步信号的调制来传输待使用的调制振幅。当设置在第二接收器单元中时，通过同步信号的调制来传输调节偏差，然后由传感器单元分析并且处理所述调节偏差。
【权利要求】
1.一种用于车辆的传感器装置，所述传感器装置具有至少一个传感器单元(30)和一个分析与控制单元(20)，其中，所述分析与控制单元(20)通过通信连接(12)将同步信号(Sas )传输给所述至少一个传感器单元(30 )，其中，所述至少一个传感器单元(30 )通过所述通信连接(12)将代表测量量的传感器信号(Sim)传输给所述分析与控制单元(20)， 其特征在于，所述分析与控制单元(20)求取所接收的传感器信号(Sim)的当前的信号品质(Gi)并且将关于所求取的当前的信号品质(Gi)的信息(MA，AM)传输给所述至少一个传感器单元(30)，其中，所述至少一个传感器单元(30)根据所求取的当前的信号品质(Gi)来调节用于传输所述传感器信号(Sim)的调制振幅(Ma)。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述分析与控制单元(20)借助关于所求取的当前的信号品质(Gi)的信息(Μα，Λ Μ)来调制所述同步信号(Sas)并且将所述同步信号传输给所述至少一个传感器单元(30 )。
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，所述分析与控制单元(20)由所求取的当前的信号品质(Gi)和预给定的信号品质(Gs)来求取待调节的调制振幅(Ma)并且将所述待调节的调制振幅作为关于所求取的当前的信号品质(Gi)的信息(Μα，Λ Μ)传输给所述至少一个传感器单元(30)，所述至少一个传感器单元使用所接收的关于所求取的当前的信号品质(Gi)的信息(Ma)直接用于调节所述调制振幅(Μα)。
4.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，所述分析与控制单元(20)由所求取的当前的信号品质(Gi)和预给定的信号品质(Gs)来确定误差信号(AG)作为关于所求取的当前的信号品质(Gi)的信息(Μα，Λ Μ)并且将其传输给所述至少一个传感器单元(30)。
5.根据权利要求4所述的传感器装置，其特征在于，所述至少一个传感器单元(30)由所述误差信号(AG)确定并且调节待调节的用于所述传感器信号(Sim)的调制振幅(Μα)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器装置，其特征在于，为了传输所检测的测量量，所述至少一个传感器单元(30)调制所述传感器信号(Sim)的电流接收。
7.一种用于车辆中的传感器装置的运行方法，所述传感器装置具有至少一个传感器单元(30)和一个分析与控制单元(20)，其中，将同步信号(Sas)从所述分析与控制单元(20)通过通信连接(20)传输给所述至少一个传感器单元(30)，其中，将代表测量量的传感器信号(Sim)从所述至少一个传感器单元(30 )通过所述通信连接(12 )传输给所述分析与控制单元(20)， 其特征在于，求取所接收的传感器信号(Sim)的当前的信号品质(Gi)并且将关于所求取的当前的信号品质(Gi)的信息(ΜΑ，AM)传输给所述至少一个传感器单元(30)，其中，根据所求取的当前的信号品质(Gi)预给定用于传输所述传感器信号(Sim)的调制振幅(Μα)。
8.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于，关于所求取的当前的信号品质(Gi)的信息(Μα, Δ M )包括关于误差率和/或信噪比的信息。
9.根据权利要求7或8所述的运行方法，其特征在于，借助关于所求取的当前的信号品质(Gi)的信息(Μα，Λ Μ)来调制所述同步信号(Sas)并且将所述同步信号传输给所述至少一个传感器单元(30)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的运行方法，其特征在于，所述分析与控制单元(20)或者所述至少一个传感器单元(30)求取用于传输所述传感器信号(Sim)的调制振幅(Μα)。
【文档编号】G01D18/00GK103765166SQ201280041975
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2011年9月1日
【发明者】T·魏斯 申请人:罗伯特·博世有限公司