ES2913940T3 - Método para operar una disposición de sensores en un vehículo de motor en base a un protocolo de DSI - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para operar una disposición de sensores en un vehículo (1) de motor en base a un protocolo de DSI, en donde - la disposición (2) de sensores presenta una unidad (3) central como maestro y una pluralidad de unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor, que presenta en cada caso un receptor (6), como esclavos controlados por el maestro, - la unidad (3) central y las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor están conectadas a una línea (4) de bus, - a través de la línea (4) de bus está configurada una comunicación entre la unidad (3) central y las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor y - las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor están configuradas como unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico con, en cada caso, un emisor ultrasónico y, en cada caso, un receptor ultrasónico, con los siguientes pasos: - elegir un primer grupo de unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para una primera medición, asociar una ranura (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo o varias ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6,) de tiempo dentro de un primer ciclo (PDCM1), en cada caso, a una de las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del primer grupo mediante la unidad (3) central y enviar una correspondiente información de ranura de tiempo desde la unidad (3) central a las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico, - enviar una señal (Y) de sincronización desde la unidad (3) central a las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico, - en respuesta a la señal (Y) de sincronización, enviar datos recopilados, en cada caso, por una respectiva unidad (3) (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del primer grupo a la unidad (3) en la ranura (ZS1, ZS2, ZS3 ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo asociada a la respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico o bien en las ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo del primer ciclo (PDCM1) asociadas a la respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico, - elegir un segundo grupo, distinto del primer grupo, de unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para una segunda medición, asociar una ranura (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo o varias ranuras (ZS2, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo dentro de un segundo ciclo (PDCM2, PDCM3), en cada caso, a una de las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del segundo grupo mediante la unidad (3) central y enviar una correspondiente información de ranura de tiempo a las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico, - enviar una señal (Y) de sincronización desde la unidad (3) central a las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico, - en respuesta la señal (Y) de sincronización enviar datos recopilados, en cada caso, por una respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del segundo grupo en la ranura (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo asociada a la respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico o bien en las ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo asociadas a la respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del segundo ciclo (PDCM2, PDCM3), - elegir al menos una unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para enviar una respectiva señal ultrasónica para la primera medición, - enviar la respectiva señal ultrasónica desde la unidad de sensor ultrasónico elegida o bien desde las unidades de sensor ultrasónico elegidas para la primera medición, - elegir el primer grupo de unidades de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para la primera medición y asociar la cantidad de ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo, en cada caso, a una de las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del primer grupo mediante la unidad (3) central en función de qué unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico reciben de manera esperada señales de eco a causa de la señal ultrasónica enviada o bien a causa de las señales ultrasónicas enviadas, y/o - elegir al menos una unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para enviar una respectiva señal ultrasónica para la segunda medición, - enviar la respectiva señal ultrasónica desde la unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico elegida o bien desde las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico elegidas para la segunda medición, - elegir el segundo grupo de unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para la segunda medición y asociar la cantidad de ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo, en cada caso, a una de las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del segundo grupo mediante la unidad (3) central en función de qué unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico reciben señales de eco de forma esperada a causa de la señal ultrasónica enviada o bien a causa de las señales ultrasónicas enviadas.
Description
DESCRIPCIÓN
Método para operar una disposición de sensores en un vehículo de motor en base a un protocolo de DSI
La invención se refiere a un procedimiento para operar una disposición de sensores en un vehículo de motor en base a un protocolo de DSI, presentando la disposición de sensores una unidad central como maestro y una pluralidad de unidades de sensor, que presentan en cada caso un receptor, como esclavos controlados por el maestro, la unidad central y las unidades de sensor están conectadas a una línea de bus, teniendo lugar una comunicación entre la unidad central y las unidades de sensor a través de la línea de bus. La invención se refiere además a la utilización de un procedimiento de este tipo en un vehículo de motor así como un propio vehículo de motor de este tipo.
El protocolo de DSI (Distributed System Interface), véase: DSI3 Bus Standard, revisión 1.00 del 16 de febrero de 2011, es un protocolo que permite construir una red de sensores en base a un cableado sencillo de dos hilos, al comunicarse un maestro con uno o más esclavos a través de una línea de bus. El protocolo de DSI está dirigido principalmente, en este caso, a la utilización en vehículos de motor, para consultar y/o controlar por medio del maestro una pluralidad de esclavos, en particular sensores y actuadores.
La especificación del protocolo de DSI prevé en este caso que una disposición de sensores de este tipo se puede operar en una de dos clases operativas, a saber, por un lado en la “Signal Function Class”, por otro lado, en la “Power Function Class”. El protocolo prevé además básicamente tres diferentes tipos de uso del bus entre el maestro y los esclavos:
En el modo de CRM (Command and Response Mode) tiene lugar una comunicación bidireccional entre el maestro y los esclavos. El maestro envía un comando (Command) al cual responden (Response) los esclavos. Este procedimiento se utiliza, por ejemplo, para configurar los esclavos o consultar de forma selectiva determinados valores de un esclavo.
En el modo de PDCM (Periodic Data Collection Mode), los esclavos transmiten cantidades de datos comparativamente grandes dentro de una ranura de tiempo preestablecida al maestro, limitándose la tarea de envío del maestro a poner a disposición mediante una señal de sincronización (Broadcast Read Command) a los esclavos un punto de referencia para la determinación de esta ranura de tiempo. Los esclavos ya han sido dotados previamente con informaciones de su respectiva ranura de tiempo, de modo que, en reacción a la señal de sincronización, determinan su respectivo intervalo de tiempo de envío y en base a éste pueden enviar sus datos de sensor al maestro.
En la fase de Power tiene lugar la transmisión de cantidades de energía comparativamente grandes, para suministrar con suficiente energía a los esclavos con alta demanda de energía.
La Signal Function Class arriba mencionada, de acuerdo con la especificación arriba mencionada, sirve principalmente para la conexión de esclavos con baja demanda de energía y llegada de datos comparativamente alta, que se envían desde el esclavo al maestro. Tras puesta en servicio de una disposición de sensores de la Signal Function Class, tiene lugar, en primer lugar, una fase de la comunicación en el modo de CRM entre el maestro y el esclavo, en el marco de la cual, el esclavo normalmente se configura, por ejemplo, en el sentido a los parámetros de la ranura de tiempo de PDCM arriba mencionada de este esclavo. Si se completa esta fase, de esta manera, la disposición de sensores pasa al modo de PCDM, en el cual, siempre en reacción a la señal de sincronización del maestro, los esclavos envían los datos recopilados en la ranura de tiempo asociada en cada caso a la instancia central. Esta fase en el modo de PDCM normalmente ya no se abandona hasta que se interrumpe la operación de la disposición de sensores. No está prevista una fase de Power de acuerdo con la Signal Function Class y, a causa de la baja demanda de energía de los esclavos, tampoco es necesaria.
La Power Function Class arriba mencionada sirve principalmente para la conexión de esclavos con demanda de energía comparativamente alta y llegada de datos comparativamente baja, que se envían por el maestro al esclavo. En la operación de una disposición de sensores de la Power Function Class, tienen lugar de forma alterante, por un lado, fases de la comunicación entre el maestro y el esclavo en el modo de CRM, así como, por otro lado, fases de Power. En este caso, predominan de forma temporal normalmente las fases de Power.
Mediante la alimentación de los esclavos en estas fases con comparativamente mucha energía a tensión más alta, en comparación con el modo de CRM, se pueden operar en particular actuadores, teniendo esto lugar, normalmente, en base a instrucciones de control transmitidas previamente en la fase de CRM desde el maestro a los esclavos. El modo de PDCM no encuentra aplicación de acuerdo con la Power Function Class, dado que en los actuadores mencionados, a causa de la baja llegada de datos, tampoco es necesario.
En el modo de PDCM, la transmisión de datos sigue un esquema fijo, preestablecido por el maestro. En este caso, por lo general, a cada uno de los esclavos se le asigna una ranura de tiempo fija, por tanto, una duración de tiempo preestablecida con respecto a una señal de sincronización enviada por el maestro, en la cual deben transmitirse datos
desde el respectivo esclavo al maestro. En ocasiones, no obstante, se llega a situaciones en las cuales un esclavo no recibe datos en absoluto o, por otros motivos, no tiene datos para transmitir. Una ranura de tiempo de este tipo asociada a un esclavo permanece por tanto vacía en la transmisión de datos desde los esclavos al maestro. Por lo demás, también hay situaciones en las cuales una ranura de tiempo asociada a un esclavo no es suficiente para transmitir todos los datos desde este esclavo al maestro. En situaciones de este tipo, a un primer ciclo con ranuras de tiempo para los diferentes esclavos hay que postconectarle al menos un segundo ciclo, para finalmente transmitir todos los datos desde los esclavos al maestro. Las dos situaciones descritas anteriormente son problemáticas en este sentido, a medida que desciende el ancho de banda para la transmisión de datos desde los esclavos al maestro. Esto puede conducir a situaciones, en las cuales en el maestro no están presentes suficientemente rápido todas las informaciones para, p. ej., en el caso de un sistema de asistencia al conductor en un vehículo, poder reaccionar de forma adecuada a una condición del entorno que está cambiando.
En el documento WO 2016/054345 A1, se describe un sistema ultrasónico para monitorizar el estado o la integridad de una estructura como, p. ej., industria de generación de crudo, gas o energía. El sistema comprende una pluralidad de sensores ultrasónicos y al menos una Digital Sensor Interface.
El documento DE 102013226376 A1, describe un procedimiento para operar un sistema de sensores con un sensor ultrasónico y un aparato de control, transmitiéndose datos desde el sensor ultrasónico al aparato de control modulados en corriente y los datos desde el aparato de control al sensor ultrasónico modulados en tensión. Mediante esta solución, tras modificación de una correspondiente interfaz de bus de datos de PSI5, se puede combinar entre si precisamente este bus de datos y un bus de datos de LIN para la transmisión de datos para aprovechar las ventajas de los dos sistemas de bus.
En el documento DE 102012 103907 A1, se describe un procedimiento para operar una unidad de recepción de un aparato de control de vehículo de motor conectado con una unidad de envío. La unidad de recepción añade un identificador a la señal recibida, el cual incluye una dirección virtual de la unidad de envío. Esto puede utilizarse para conectar una unidad de sensor conforme al estándar PSI5-Version1 a un aparato de control de vehículo de motor, que procesa las señales en el estándar PSI-Version2.
El documento EP 2263 102 B1, describe por último un sistema de asistencia al conductor basado en ultrasonidos con varios sensores. Los sensores están documentados en cada caso con un código de identificación individual, el cual se puede leer a través de una interfaz por un aparato de control. La interfaz es una interfaz de bus de 2 hilos, la cual está configurada conforme a una interfaz de sensor periférico (Peripheral Sensor Interface, PSI).
El documento DE 10 2014 197 689 A1, da a conocer un control del vehículo de motor (ACU), el cual es capaz de comunicarse con sensores con utilización de una pluralidad de protocolos de comunicaciones. El ACU comprende un control, el cual acciona un módulo de interfaz de sensor para generar de forma selectiva una pluralidad de señales de control, las cuales corresponden a una pluralidad de diferentes protocolos de comunicaciones, las señales de control en cuestión que tiene características que corresponde a uno de la pluralidad de protocolos de comunicaciones diferentes. Una unidad de modulación recibe una de las señales de control y genera una señal de comunicaciones modulada que tiene las características que corresponden a un protocolo de comunicaciones de una de las señales de control. Un bus de comunicaciones proporciona la señal de comunicaciones a una red de sensores, la cual comprende uno o más sensores. Al accionarse la unidad de modulación de modo que funciona conforme a diferentes protocolos de comunicaciones, el ACU puede accionarse de modo que se comunica con diferentes sensores, los cuales utilizan diferentes protocolos de comunicaciones (p. ej., protocolos de comunicaciones de PSI5 y de DSI3).
Es el objeto de la invención, especificar un procedimiento de este tipo para operar una disposición de sensores en un vehículo de motor, en base a un protocolo de DSI, en el cual es posible una comunicación entre maestro y esclavos de forma regular con un ancho de banda alto.
Este objeto se resuelve mediante los objetos de las reivindicaciones independientes. Perfeccionamientos ventajosos de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con la invención, por tanto, está previsto un procedimiento para operar una disposición de sensores en un vehículo de motor en base a un protocolo de DSI, en donde
- la disposición de sensores presenta una unidad central como maestro y una pluralidad de unidades de sensor que presentan en cada caso un receptor como esclavos controlados por el maestro,
- la unidad central y las unidades de sensor están conectadas a una línea de bus y
- a través de la línea de bus tiene lugar una comunicación entre la unidad central y las unidades de sensor con los siguientes pasos:
- elegir un primer grupo de unidades de sensor mediante la unidad central para una primera medición, asociar una ranura de tiempo o varias ranuras de tiempo dentro de un primer ciclo, en cada caso, a una de las unidades de sensor del primer grupo mediante la unidad central y enviar una correspondiente información de ranura de tiempo desde la unidad central a las unidades de sensor,
- enviar una señal de sincronización desde la unidad central a las unidades de sensor,
- en respuesta a la señal de sincronización, enviar datos recopilados en cada caso por una respectiva unidad de sensor del primer grupo a la unidad central en la ranura de tiempo asociada a la respectiva unidad de sensor del primer ciclo o bien en las ranuras de tiempo asociadas a la respectiva unidad de sensor del primer ciclo,
- elegir un segundo grupo, distinto del primer grupo, de unidades de sensor mediante la unidad central para una segunda medición, asociar una ranura de tiempo o varias ranuras de tiempo dentro de un segundo ciclo, en cada caso, a una de las unidades de sensor del segundo grupo mediante la unidad central y enviar una correspondiente información de ranura de tiempo a las unidades de sensor,
- enviar una señal de sincronización desde la unidad central a las unidades de sensor,
- en respuesta a la señal de sincronización, enviar datos recopilados, en cada caso, por una respectiva unidad de sensor del segundo grupo a la unidad central en la ranura de tiempo asociada a la respectiva unidad de sensor del segundo ciclo o bien en las ranuras de tiempo asociadas a la respectiva unidad de sensor del segundo ciclo.
Como ya se ha indicado arriba, “ranura de tiempo” significa una duración de tiempo a una distancia temporal predeterminada con respecto a una señal de sincronización emitida desde el maestro. Por lo demás, los términos “primer grupo de unidades de sensor” y “segundo grupo de unidades de sensor” deben entenderse de modo que estos grupos pueden comprender, por un lado, una pluralidad de unidades de sensor, por otro lado, sin embargo también una única unidad de sensor. Cuando en lo sucesivo se dice que está previsto un procedimiento para operar una disposición de sensores en un vehículo de motor en base a un protocolo de DSI, de esta manera, esto significa que todos los pasos de procedimiento aquí descritos de la invención o una configuración preferida de la invención son tales pasos de procedimiento, que se realizan bajo el protocolo de DSI. Esto, por supuesto, no descarta que un procedimiento también pueda presentar otros pasos de procedimiento aquí no descritos que no se realizan bajo el protocolo de DSI.
Por lo tanto, un aspecto esencial de la invención es que el maestro elige aquellos esclavos, a los cuales en realidad se les asocian ranuras de tiempo para enviar datos, las ranuras de tiempo por tanto no se conceden de forma estática, sino que se conceden de forma dinámica. En concreto, en este caso, es de modo que para una determinada medición no todos los esclavos reciben asociada una ranura de tiempo para enviar datos. Mientras que, p. ej., en la primera medición a todos los esclavos se les ha asociado una ranura de tiempo de este tipo para enviar datos, en la segunda medición se descarta al menos uno de los esclavos; a este esclavo por tanto no se le asocia una ventana de tiempo para enviar datos. El primer grupo de unidades de sensor es por tanto distinto del segundo grupo de unidades de sensor. Las unidades de sensor que pertenecen al primer grupo no corresponden a las unidades de sensor que pertenecen al segundo grupo. Si bien, los grupos pueden comprender en parte las mismas unidades de sensor. Sin embargo, no es obligatorio que al menos en el sentido de una unidad de sensor exista una diferencia entre los dos grupos, esta unidad de sensor por tanto pertenece solo a uno de los dos grupos.
Por lo demás, también se encuentra en el marco de la presente invención, al asociar las ranuras de tiempo a los esclavos, asociar a cada uno de los esclavos no solo una ranura de tiempo o a todos los esclavos la misma cantidad de ranuras de tiempo. Más bien, la invención posibilita asociar a todos los esclavos, a los cuales se les asocia una ranura de tiempo, una cantidad individual de ranuras de tiempo.
De acuerdo con la invención, hay al menos dos grupos distintos uno de otro de unidades de sensor. En el marco de la invención se encuentra no obstante naturalmente también, que se utilicen más de dos grupos distintos uno de otro de unidades de sensor. Cómo se eligen en cada caso de manera preferida las unidades de sensor, a las cuales se les asocia una ranura de tiempo o bien a las cuales se les asocia ranuras de tiempo, se describe más abajo.
De acuerdo con un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el procedimiento presenta adicionalmente los siguientes pasos:
- elegir solo tales unidades de sensor para el primer grupo, de las cuales la unidad central espera datos para la primera medición, y/o
- elegir solo tales unidades de sensor para el segundo grupo, de las cuales la unidad central espera datos para la segunda medición.
Esta configuración preferida de la invención hace el procedimiento particularmente eficaz, dado que solo se eligen tales unidades de sensor para la asociación de ranuras de tiempo, para las cuales la unidad central espera de hecho datos para la respectiva medición. La elección, por tanto, no tiene lugar en fases previas del procedimiento, sino que tiene lugar en tiempo real en función de la respectiva situación actual. De esta manera, el ancho de banda en la transmisión de datos desde las unidades de sensor a la unidad central no se reduce mediante ranuras de tiempo de este tipo, que permanecen vacías, dado que las unidades de sensor, que deberían haber transmitido sus datos en estas ranuras de tiempo, no reciben señales en absoluto y, por ello, tampoco tiene datos para transferir.
De acuerdo con un perfeccionamiento preferido de la invención, el procedimiento presenta adicionalmente los siguientes pasos:
- al menos una repetición del primer ciclo y/o
- al menos una repetición del segundo ciclo.
De esta manera, se puede tener en cuenta que los datos a ser transmitidos desde las unidades de sensor no se pueden transmitir completamente en un solo ciclo. En lugar de prever este ciclo con muchas ranuras de tiempo, el respectivo ciclo se repite una o más veces. Esta configuración preferida de la invención tiene en cuenta por lo demás también la situación, que un ciclo puede estar limitado temporalmente, de modo que no se pueden agrupar arbitrariamente muchas ranuras de tiempo en un ciclo de este tipo.
De acuerdo con un perfeccionamiento preferido de la invención, el procedimiento presenta adicionalmente los siguientes pasos:
- asociar una cantidad de este tipo de ranuras de tiempo a una respectiva unidad de sensor del primer grupo, dicha cantidad de ranuras de tiempo se correlaciona con la cantidad de datos esperada por la unidad central para la primera medición por la respectiva unidad de sensor, y/o
- asociar una cantidad de este tipo de ranuras de tiempo a una respectiva unidad de sensor del segundo grupo, dicha cantidad de ranuras de tiempo se correlaciona con la cantidad de datos esperada de la respectiva unidad de sensor por la unidad central para la segunda medición.
De esta manera, a unidades de sensor, de las cuales se esperan particularmente muchos datos, se les asocia también una mayor cantidad de ranuras de tiempo. En este caso, naturalmente no es posible que la cantidad de ranuras de tiempo sea directamente proporcional a la cantidad de datos, dado que las ranuras de tiempo solo pueden concederse de forma discreta, dado el caso, por tanto debe concederse una segunda ranura de tiempo, aunque ésta, a causa de los datos restantes, no se llene completamente.
De manera preferida, además, al menos una unidad de sensor presenta en cada caso un emisor para enviar una señal, y el procedimiento presenta adicionalmente los siguientes pasos:
- enviar una señal en la primera medición desde una unidad de sensor que presenta un emisor, y/o
- enviar una señal en la segunda medición desde al menos una unidad de sensor que presenta un emisor. De acuerdo con esta configuración preferida de la invención, una unidad de sensor por tanto no está solo dotada con un receptor, sino que también con un emisor, de modo que con el receptor se pueden recibir señales enviadas por el emisor. Por lo demás, naturalmente, por una unidad de sensor pueden recibirse no solo señales de este tipo, las cuales provienen de un emisor previsto en esta unidad de sensor. Más bien, también pueden recibirse señales tales que provienen de emisores de otras unidades de sensor. De manera muy particularmente preferida, en este contexto por lo demás está previsto que todas las unidades de sensor de la disposición de sensores se prevean en cada caso con un emisor.
En este sentido, de acuerdo con una configuración preferida de la invención, también están previstos los siguientes pasos:
- enviar la señal en la primera medición desde al menos una unidad de sensor, la cual no pertenece al primer grupo, y/o
- enviar la señal en la segunda medición desde al menos una unidad de sensor, la cual no pertenece al segundo grupo. Esto significa que se envía una señal desde una unidad de sensor de este tipo, la cual en la respectiva medición no participa en la recopilación de datos.
Básicamente, las unidades de sensor pueden presentar diferentes tipos de actuadores y/o de sensores. De acuerdo con la invención, las unidades de sensor no obstante están configuradas como unidades de sensor ultrasónico con, en cada caso, un emisor ultrasónico y, en cada caso, un receptor ultrasónico. De manera preferida, en este contexto están previstos los siguientes pasos:
- elegir al menos una unidad de sensor ultrasónico mediante la unidad central para enviar una respectiva señal ultrasónica para la primera medición,
- enviar la respectiva señal ultrasónica desde la unidad de sensor ultrasónico elegida o bien desde las unidades de sensor ultrasónico elegidas para la primera medición,
- elegir el primer grupo de unidades de sensor ultrasónico mediante la unidad central para la primera medición y asociar la cantidad de ranuras de tiempo, en cada caso, a una de las unidades de sensor ultrasónico del primer gripo mediante la unidad central en función de qué unidades de sensor ultrasónico reciben de forma esperada señales de eco a causa de la señal ultrasónica enviada o bien a causa de las señales ultrasónicas enviadas, y/o
- elegir al menos una unidad de sensor ultrasónico mediante la unidad central para enviar una respectiva señal ultrasónica para la segunda medición,
- enviar la respectiva señal ultrasónica desde la unidad de sensor ultrasónico elegida o bien desde las unidades de sensor ultrasónico elegidas para la segunda medición,
- elegir el segundo grupo de unidades de sensor ultrasónico mediante la unidad central para la segunda medición y asociar la cantidad de ranuras de tiempo, en cada caso, a una de las unidades de sensor ultrasónico del segundo grupo mediante la unidad central en función de qué unidades de sensor ultrasónico reciben de forma esperada señales de eco a causa de la señal ultrasónica enviada o bien a causa de las señales ultrasónicas enviadas.
La invención comprende también la utilización de un procedimiento en un vehículo de motor, una disposición de sensores, que está configurada para ser operada por medio de un procedimiento descrito anteriormente. De manera preferida, también está previsto que el emisor ultrasónico y el receptor ultrasónico estén configurados como el mismo componente, concretamente, de manera preferida, presentan una membrana, con la cual se puede enviar y recibir.
En conjunto, es válido para la invención que las unidades de sensor y la unidad central están conectadas entre sí a través de la línea de bus, de manera preferida, en serie, por tanto en la denominada configuración “Daisy Chain”.
A continuación, la invención se explica más en detalle con referencia a los dibujos mediante ejemplos de realización preferidos. Las características representadas pueden representar un aspecto de la invención tanto, en cada caso, individualmente al igual que en combinación.
Muestran:
la Fig. 1, esquemáticamente un vehículo de motor con una disposición de sensores que presenta una unidad central y varias unidades de sensor de acuerdo con un ejemplo de realización preferido,
la Fig. 2, esquemáticamente la comunicación entre la unidad central y las unidades de sensor de acuerdo con un ejemplo de realización preferido de la invención en una primera situación,
la Fig. 3, esquemáticamente una comunicación todavía no adaptada entre la unidad central y las unidades de sensor de acuerdo con el ejemplo de realización preferido de la invención en una segunda situación,
la Fig. 4, esquemáticamente una comunicación adaptada entre la unidad central y las unidades de sensor de acuerdo con el ejemplo de realización preferido de la invención en una segunda situación,
la Fig. 5, esquemáticamente una comunicación adaptada entre la unidad central y las unidades de sensor de acuerdo con el ejemplo de realización preferido de la invención en una tercera situación.
La Fig. 1 muestra en vista esquemática una disposición 2 de sensores, que presenta una unidad 3 central y seis unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor, de acuerdo con un ejemplo de realización preferido de la invención. Esta disposición 2 de sensores es parte de un sistema de asistencia al conductor con unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor en el parachoques 8 delantero del vehículo 1 de motor. En el caso de las disposición 2 de sensores, se trata de una disposición 2 de sensores con unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor activas, por tanto, con unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor las cuales unifican en sí, en cada caso, un recepto 5, en el presente caso un emisor
ultrasónico, y un receptor 6, en el presente caso un receptor ultrasónico, como se puede identificar a modo de ejemplo mediante el sensor S1 ampliado en la Fig. 1. En concreto, las unidades de sensor presentan una membrana, con la cual se envía y se recibe; el emisor ultrasónico y el receptor ultrasónico son por tanto el mismo componente. La reflexión de una señal ultrasónica radiada por el emisor 5 puede recibirse, por ello, mediante el receptor 6 de la misma unidad S1 de sensor o, también, de una unidad S2, S3, S4, S5, S6 de sensor distinta para sacar conclusiones a partir de la reflexión acerca del entorno del vehículo 1.
La unidad 3 central representa, en el sentido de la especificación de DSI3, un maestro, el cual está conectado a través de una línea 4 de bus de dos hilos con seis unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor, que en el sentido de la especificación de DSI3, funcionan como esclavos, de modo que en conjunto existe un bus en el sentido de la especificación de DSI3. El bus se opera de forma descrita a continuación, de modo que a pesar de solo las dos líneas, se garantiza tanto el suministro de energía de las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor en el sentido de la especificación de DSI3, al igual que también una transmisión de datos rápida y flexible. La comunicación necesaria para ello comprende, por cada ciclo de medición, tres fases diferentes, las cuales se explican en lo sucesivo.
Dentro de cada uno de los ciclos de medición se encuentra la primera fase, la denominada fase de CRM (Command and Response). En esta fase, la unidad 3 central se comunica de forma bidireccional con las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor y envía, en este caso, en particular instrucciones, mediante las cuales las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor se ponen en conocimiento de qué unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor debe enviar una señal ultrasónica en el ciclo de medición en cuestión. Las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor envían en esta fase de CRM, siempre que sea necesario, respuestas.
En la segunda fase a continuación, a través de la línea 4 de bus tiene lugar el suministro de energía de las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor, en particular, cada una de las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor las cuales han obtenido en la primera fase la instrucción para enviar una señal ultrasónica. Esta energía eléctrica se almacena de forma intermedia dentro de un acumulador 7 de energía de las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor, concretamente, en un condensador previsto para ello. Todavía mientras tiene lugar la transmisión de energía a través de la línea 4 de bus, las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor en cuestión envían, por medio de su respectivo emisor 5 y alimentadas por el condensador 7 o alimentadas directamente a través de la línea 4 de bus, una señal ultrasónica y reciben, dependiendo del entorno del vehículo, su señal de eco, por tanto, la reflexión de la señal ultrasónica enviada y, dado el caso, también señales de eco del emisor 5 de las otras unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor.
Sigue como tercera y última fase del ciclo de medición, la transmisión de los datos de esta señal de eco a la unidad 3 central. Esta transmisión unidireccional tiene lugar en el modo de PDCM (Periodic Data Collection ModeI). Las fases de PDCM de este tipo están representadas esquemáticamente en las Fig. 2 a 5. En función del tiempo t están ahí representadas esquemáticamente las señales que se envían desde la unidad 3 central, por tanto el maestro, o bien desde las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor, por tanto los esclavos.
Para esta fase de PDCM es característico que la unidad 3 central no envíe, como en el modo de CRM, instrucciones a través del bus, a las cuales reaccionan entonces en cada caso las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor dirigidas. En lugar de esto, la unidad 3 central envía solo una señal Y de sincronización. Ésta se recibe por todas las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor y se utiliza como punto de tiempo de referencia.
Cada una de las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor presenta, para el direccionamiento inequívoco en el modo de CRM, un identificador de bus. Partiendo del punto de tiempo de referencia fijado por la señal de sincronización, las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor determinan entonces las ranuras ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6 de tiempo, las cuales están asociadas a su identificador de bus y en las cuales, de acuerdo con el modo de PDCM, a continuación escriben sus bloques de datos en el bus para la transmisión a la unidad 3 central, de modo que pueden leerse por la unidad 3 central para su procesamiento adicional.
Las ranuras ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6, en las cuales las unidades S1, S2, S3, S4, S5, S6 de sensor envían de forma exclusiva en cada caso, se les han transmitido previamente en forma de un tipo de tabla de ranuras de tiempo en el marco de una fase de CRM como intervalos de tiempo con respecto a la señal Y de sincronización. A cada uno de los identificadores de bus puede estar asociada una cantidad determinada de estas ranuras ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6 de tiempo. Sin embargo, también puede haber identificadores de bus sin ranura de tiempo asociada.
La Fig. 2 muestra entonces una primera situación conforme a una primera medición, para la cual se ha elegido un primer grupo de unidades de sensor por la unidad central, el cual comprende las unidades S1, S2, S3, S4 de sensor. A cada una de estas unidades S1, S2, S3, S4 de sensor, en cada caso, en un ciclo PDCM1, PDCM2 se le asocia justo una ranura ZS1, ZS2, ZS3, ZS4 de tiempo. Los ciclos PDCM1, PDCM2 de este tipo tiene lugar uno detrás de otro, hasta que todas las unidades S1, S2, S3, S4 de sensor han transmitido sus datos a la unidad 3 central. A las unidades S5 y S6 de sensor no hay asociadas ranuras de tiempo.
En una segunda situación de acuerdo con una segunda medición, entonces es de modo que no se esperan señales de eco por las unidades S3 y S4 de sensor para el vehículo 1. Si no se hubiese adaptado la concesión de las ranuras de tiempo a esta situación, de esta manera, resultaría una foto, como está representada en la Fig. 3. Mientas que las unidades S1, S2 de sensor transmiten datos, en cada caso, en las ranuras ZS1, ZS2 de tiempo, las ranuras ZS3, ZS4 de tiempo quedarían vacías, dado que las unidades S3, S4 de sensor no reciben señales y, con ello, tampoco tienen datos para transmitir. Para contrarrestar una situación de este tipo y una pérdida de ancho de banda unida con ello sobre el bus, para esta segunda medición en la segunda situación tiene lugar una elección de un segundo grupo distinto de unidades de sensor, el cual comprende solo las unidades S1, S2 de sensor. A estas unidades S1, S2 de sensor se les asocia en cada caso justo una ranura de tiempo en un ciclo PDCM1, PDCM2, PDCM3, como se puede ver en la Fig. 4. Con ello, es evidente que de esta manera está a disposición de nuevo todo el ancho de banda del bus y no está dividido en partes iguales, como hubiese sido el caso en el caso de la situación mostrada en la Fig. 3.
Por último, en la Fig. 5 se muestra esquemáticamente todavía una situación tal, que corresponde a una tercera medición y en la cual no se esperan señales desde las unidades S5, S6 de sensor y solo se esperan señales de las unidades S1, S2, S3, S4 de sensor. En este caso, además de ello, en esta situación es de modo que para las unidades S1, S4 de sensor hay una cantidad mayor de datos a ser transmitidos, que para las unidades S2, S3 de sensor. Por este motivo, como está representado en la Fig. 5, a las unidades S2, S3 de sensor está asociada en cada caso solo una única ranura ZS3, ZS4 de tiempo en un ciclo PDCM1, PDCM2, mientras que a las unidades S1, S4 de sensor están asociadas en cada caso dos ranuras ZS1, ZS2, ZS5, ZS6 de tiempo. A las unidades S5, S6 de sensor no están asociadas ranuras de tiempo, dado que de éstas no se esperan señales.
De esta manera, se especifica un procedimiento eficaz para operar la disposición 2 de sensores en el vehículo 1 de motor en base a un protocolo de DSI, en el cual es posible una comunicación ininterrumpida entre el maestro y los esclavos con un ancho de banda alto.
Lista de símbolos de referencia
1 vehículo de motor
2 disposición de sensores
3 unidad central
4 línea de bus
5 emisor
6 receptor
7 acumulador de energía
8 parachoques
S1 unidad de sensor
S2 unidad de sensor
S3 unidad de sensor
S4 unidad de sensor
S5 unidad de sensor
S6 unidad de sensor
ZS1 ranura de tiempo
ZS2 ranura de tiempo
ZS3 ranura de tiempo
ZS4 ranura de tiempo
ZS5 ranura de tiempo
ZS6 ranura de tiempo
Y señal de sincronización
PDCM1 ciclo
PDCM2 ciclo
PDCM3 ciclo
Claims (10)
1. Procedimiento para operar una disposición de sensores en un vehículo (1) de motor en base a un protocolo de DSI, en donde
- la disposición (2) de sensores presenta una unidad (3) central como maestro y una pluralidad de unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor, que presenta en cada caso un receptor (6), como esclavos controlados por el maestro,
- la unidad (3) central y las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor están conectadas a una línea (4) de bus,
- a través de la línea (4) de bus está configurada una comunicación entre la unidad (3) central y las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor y
- las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor están configuradas como unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico con, en cada caso, un emisor ultrasónico y, en cada caso, un receptor ultrasónico, con los siguientes pasos:
- elegir un primer grupo de unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para una primera medición, asociar una ranura (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo o varias ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6,) de tiempo dentro de un primer ciclo (PDCM1), en cada caso, a una de las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del primer grupo mediante la unidad (3) central y enviar una correspondiente información de ranura de tiempo desde la unidad (3) central a las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico,
- enviar una señal (Y) de sincronización desde la unidad (3) central a las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico,
- en respuesta a la señal (Y) de sincronización, enviar datos recopilados, en cada caso, por una respectiva unidad (3) (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del primer grupo a la unidad (3) en la ranura (ZS1, ZS2, ZS3 ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo asociada a la respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico o bien en las ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo del primer ciclo (PDCM1) asociadas a la respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico,
- elegir un segundo grupo, distinto del primer grupo, de unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para una segunda medición, asociar una ranura (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo o varias ranuras (ZS2, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo dentro de un segundo ciclo (PDCM2, PDCM3), en cada caso, a una de las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del segundo grupo mediante la unidad (3) central y enviar una correspondiente información de ranura de tiempo a las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico,
- enviar una señal (Y) de sincronización desde la unidad (3) central a las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico,
- en respuesta la señal (Y) de sincronización enviar datos recopilados, en cada caso, por una respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del segundo grupo en la ranura (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo asociada a la respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico o bien en las ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo asociadas a la respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del segundo ciclo (PDCM2, PDCM3),
- elegir al menos una unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para enviar una respectiva señal ultrasónica para la primera medición,
- enviar la respectiva señal ultrasónica desde la unidad de sensor ultrasónico elegida o bien desde las unidades de sensor ultrasónico elegidas para la primera medición,
- elegir el primer grupo de unidades de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para la primera medición y asociar la cantidad de ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo, en cada caso, a una de las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del primer grupo mediante la unidad (3) central en función de qué unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico reciben de manera esperada señales de eco a causa de la señal ultrasónica enviada o bien a causa de las señales ultrasónicas enviadas, y/o
- elegir al menos una unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para enviar una respectiva señal ultrasónica para la segunda medición,
- enviar la respectiva señal ultrasónica desde la unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico elegida o bien desde las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico elegidas para la segunda medición, - elegir el segundo grupo de unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico mediante la unidad (3) central para la segunda medición y asociar la cantidad de ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo, en cada caso, a una de las unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del segundo grupo mediante la unidad (3) central en función de qué unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico reciben señales de eco de forma esperada a causa de la señal ultrasónica enviada o bien a causa de las señales ultrasónicas enviadas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, con los siguientes pasos:
- elegir solo tales unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico para el primer grupo de las cuales la unidad (3) central espera datos para la primera medición, y/o
- elegir solo tales unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico para el segundo grupo de las cuales la unidad (3) central espera datos para la segunda medición.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, con los siguientes pasos:
- al menos una repetición del primer ciclo (PDCM1) y/o
- al menos una repetición del segundo ciclo (PDCM2, PDCM3).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, con los siguientes pasos:
- asociar una cantidad tal de ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo a una respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del prime grupo, dicha cantidad de ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo se correlaciona con la cantidad de datos esperada por la unidad (3) central para la primera medición de la respectiva unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico, y
- asociar una cantidad tal de ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo a una respectiva unidad (S1, 52, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico del segundo grupo, dicha cantidad de ranuras (ZS1, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5, ZS6) de tiempo se correlaciona con la cantidad de datos esperada de la respectiva unidad (3) (S1, S2, 53, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, presentando al menos una unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico, en cada caso, un emisor (5) para enviar una señal ultrasónica, con los siguientes pasos: - enviar una señal ultrasónica en la primera medición desde al menos una unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico que presenta un emisor (5), y/o
- enviar una señal ultrasónica en la segunda medición desde al menos una unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico que presenta un emisor (5).
6. Procedimiento según la reivindicación 5, con los siguientes pasos:
- enviar la señal ultrasónica en la primera medición desde al menos una unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico que no pertenece al primer grupo y/o
- enviar la señal ultrasónica en la segunda medición desde al menos una unidad (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor ultrasónico que no pertenece al segundo grupo.
7. Uso de un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores en un vehículo (1) de motor.
8. Medio de almacenamiento legible por computadora no volátil con instrucciones almacenadas en él, las cuales en caso de su ejecución sobre un procesador provocan un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6.
9. Disposición de sensores, la cual está configurada para operarse por medio de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6.
10. Disposición de sensores según la reivindicación 9, la cual como unidades (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de sensor presenta unidades de sensor ultrasónico para enviar y/o recibir.
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