DE102017208747B4

DE102017208747B4 - Verfahren und System zur Adressierung von Sende- und Empfangseinheiten eines Fahrerassistenzsystems

Info

Publication number: DE102017208747B4
Application number: DE102017208747.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Kaltenbrunner; Nicolas Ebner; Philipp Hanf; Mohamed Majdoub
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2020-11-26
Anticipated expiration: 2037-05-24
Also published as: DE102017208747A1

Abstract

Verfahren (200) zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Vielzahl von Sende- und Empfangseinheiten (120_1 ... 120_6) und zumindest eine Steuereinheit (110) umfasst, umfassend:
selektives Versorgen (210), durch die Steuereinheit (110), von Sende- und Empfangseinheiten (120_1) mit Strom über eine Versorgungsspannung (140_1);
Empfangen (220), an der Steuereinheit (110) von Signalen der über die Versorgungsspannung (140_1) versorgten Sende- und Empfangseinheiten (120_1);
Erfassen (230), durch die Steuereinheit (110), der Busleitungen, über die die Signale der durch die Versorgungsspannung (140_1) versorgten Sende- und Empfangseinheiten (120_1) empfangen wurden; und
Zuweisen (240) einer eindeutigen Adresse an die durch die Versorgungsspannung (140_1) versorgten Sende- und Empfangseinheiten (120_1);
wobei die Sende- und Empfangseinheiten (120) derart mit der Steuereinheit (110) verbunden sind, dass jeweils zwei zueinander symmetrische Sende- und Empfangseinheiten (120_1, 120_1)
- über dieselbe Versorgungsspannung (140_1); und
- über verschiedene Busleitungen (130_1, 130_2) mit der Steuereinheit (110) verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Adressierung von Sende- und Empfangseinheiten eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug.
Fahrerassistenzsysteme, die Sende- und Empfangseinheiten umfassen, sind bekannt.
Die Druckschrift DE 10 2013 012 368 A1 offenbart eine Datenübertragung in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz mit geringen Verdrahtungsaufwand, indem als Sensoren ausgebildeten Verbrauchern jeweils eine Kommunikationseinheit zur Datenübermittlung zugeordnet wird. Die Kommunikationseinheiten sind derart ausgebildet, dass sie unter Ausnutzung der Versorgungsleitungen ein teilvermaschtes Datennetz aufbauen und Daten, die von den Verbrauchern bereitgestellt werden, über die Versorgungsleitungen übermitteln. Durch die Übermittlung der Daten über die Versorgungsleitungen in Kombination mit dem Aufbau eines teilvermaschten Datennetzwerkes wird eine Signalübertragung ermöglicht, auch dann wenn keine direkte Verbindung zwischen dem jeweiligen Sensor und einem Zielgerät besteht.
Die Druckschrift DE 10 2012 214 008 A1 offenbart ein System und Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetzes. Jede Einheit in einem Fahrzeug-Ethernet-Kommunikationsnetz ist eingerichtet, zunächst in einen in einen Einschalt-Modus einzutreten, wenn Energie an jede Einheit des Fahrzeugs zugeführt wird, um betriebliche Programme zu initialisieren. Einmal eingeschaltet tritt jede Einheit in einen Normal-Modus ein, in dem ein Knoten für jede Einheit in einem Netzwerk beteiligt ist, um das Netzwerk anzufordern. Nachfolgend tritt jede Einheit in einen Schlaf-Anzeige-Modus ein, wo andere Knoten nicht angefordert werden, obwohl das Netzwerk durch die anderen Knoten bereits angefordert worden ist. Ein Kommunikations-Modus wird dann an jeder Einheit beendet und jede Einheit tritt in einen Warte-Bus-Schlaf-Modus ein, in dem alle mit dem Netzwerk verbundenen Knoten nicht mehr länger in Verbindung stehen und warten, um zu dem Schlaf-Modus umzuschalten. Schließlich wird jede Einheit ausgeschaltet, um eine Kommunikation zwischen den Einheiten in dem Netzwerk zu verhindern.
Die Druckschrift DE 10 2011 117 114A1 offenbart ein Verfahren zum automatisierten Zuweisen je einer spezifischen Kennung zu einer Vielzahl von Sensoren, insbesondere Ultraschallsensoren, eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs mithilfe einer Recheneinrichtung, wobei die Sensoren über einen gemeinsamen Kommunikationsbus des Kraftfahrzeugs mit einem fahrzeuginternen Steuergerät kommunizieren. Es wird eine erste Kennung über den Kommunikationsbus an alle Sensoren mittels der Recheneinrichtung übermittelt und durch die Sensoren empfangen. Eine Messgröße eines ersten kennungslosen Sensors wird beeinflusst, und diese Beeinflussung wird durch den ersten Sensor erfasst. Es erfolgt ein Abspeichern der ersten Kennung als einer zugewiesenen spezifischen Kennung durch den ersten Sensor aufgrund der Beeinflussung seiner Messgröße.
Dabei werden die Sensoren mit einer Steuereinheit bzw. einem Steuergerät bzw. einer Electronic Control Unit (ECU) verbunden, beispielsweise um die durch die Sensoren erfassten Signale bzw. Daten für die Erbringung des Fahrerassistenzsystems zu verarbeiten und beispielsweise ein Warnsignal zu erzeugen. Beispiele für die Sende- und Empfangseinheiten sind Ultraschall-, Infrarot-, Radar-, und/oder Lidar-Sensoren, die zu mehreren an einer Kraftfahrzeugkarosserie montiert sei können, um Objekte bzw. Hindernisse bei Fahrzeugen mit zumindest einem teil-autonomen Fahrmodus zu erkennen und/oder um Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugs in einer unübersichtlichen Fahrsituation - beispielsweise beim Einparken - zu erkennen und den Fahrer optisch und/oder akustisch bei erkanntem Hindernis zu warnen. Bei einer klassischen Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen den jeweiligen Sende- und Empfangseinheiten und dem Steuergerät ist die korrekte Ansteuerung dieser durch das Steuergerät trivial. Nachteilig dabei sind die zu hohen Materialkosten sowie ein erhöhtes Fahrzeuggewicht aufgrund der Anzahl an benötigten Leitungen im Kabelbaum des Fahrzeugs für die separate Anbindung baugleicher Sende- und Empfangseinheiten an die Steuereinheit. Bei Verwendung von Bussystemen, über die mehrere baugleiche Sende- und Empfangseinheiten mit dem Steuergerät verbunden werden, ist eine einmalige geografische Adressierung dieser beispielsweise über die Steuereinheit erforderlich, um die Sende- und Empfangseinheiten korrekt steuern bzw. ansteuern zu können und/oder um die von den Steuergeräten empfangenen Signale bzw. Daten korrekt weiterverarbeiten zu können. Nachteilig dabei ist, dass die geografische Adressierung bzw. Konfiguration der Sende- und Empfangseinheiten bei einer ersten Inbetriebnahme dieser und/oder bei Reparaturen aufwändig ist. Beispielsweise findet die Adressierung über die Verwendung spezieller Messaufbauten statt. Darüber hinaus ist es bekannt, positionsspezifische Sensoren mit einer ab Werk vorbestimmten Adresse zu verwenden. Dies führt allerdings zu einer hohen Komplexität in der Sensorfertigung und der Bereitstellung von Ersatzteilen, da baugleichen Sensoren unterschiedliche Adressen (beispielsweise Hardware- oder Softwaretechnisch) zugeordnet werden müssen. Auch bei der Sensormontage ist die Komplexität hoch, da ansonsten baugleiche Sensoren entsprechend ihrer vorbestimmten Adresse an der für diese vorgesehene Position im Fahrzeug verbaut werden müssen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und eine Lösung zu schaffen, die eine Konfiguration bzw. Adressierung von baugleichen Sensoren, die über Bussysteme an zumindest eine Steuereinheit im Fahrzeug gekoppelt sind, ermöglicht, ohne dass es komplizierter Messaufbauten und/oder komplexer vorheriger Adressierungen bedarf.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Vielzahl von Sende- und Empfangseinheiten und zumindest eine Steuereinheit umfasst, umfassend:

selektives Versorgen, durch die Steuereinheit, von Sende- und Empfangseinheiten mit Strom über eine Versorgungsspannung;
Empfangen, an der Steuereinheit, von Signalen der über die Versorgungsspannung versorgten Sende- und Empfangseinheiten;
Erfassen, durch die Steuereinheit, der Busleitungen, über die die Signale der durch die Versorgungsspannung versorgten Sende- und Empfangseinheiten empfangen wurden; und
Zuweisen einer eindeutigen Adresse an die durch die Versorgungsspannung versorgten Sende- und Empfangseinheiten;
wobei die Sende- und Empfangseinheiten derart mit der Steuereinheit verbunden sind, dass jeweils zwei zueinander symmetrische Sende- und Empfangseinheiten
- - über dieselbe Versorgungsspannung; und
- - über verschiedene Busleitungen mit der Steuereinheit verbunden sind.

Bei dem Fahrzeug kann sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, ein Schienenfahrzeug, ein Flugzeug, ein Wasserfahrzeug etc. handeln, welches ein Fahrerassistenzsystem umfasst.
Bei dem Fahrerassistenzsystem kann es sich um jedes Fahrerassistenzsystem handeln, welches mithilfe von Sende- und Empfangseinheiten beispielsweise in die Steuerung und/oder insbesondere in die Signalisierungseinrichtungen von Fahrzeugen eingreifen. Beispiele für solche Fahrerassistenzsysteme sind Auffahrwarnsysteme, Objekterkennungssysteme und/oder Einparkassistenzsysteme im Kraftfahrzeug. Solche Fahrerassistenzsysteme können Fahrer von Kraftfahrzeugen über geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen kurz vor bzw. während kritischer Situationen durch geeignete Signale warnen und/oder wichtige Signale für die Steuerung von Fahrzeugen, die zumindest einen zumindest teilautonomen Fahrmodus aufweisen, für die Erbringung des autonomen Fahrmodus liefern.
Bei den Sende- und Empfangseinheiten kann es sich insbesondere um Sensoren handeln, die in der Lage sind, durch Senden und Empfangen von beispielsweise Ultraschall-, Radar-, Lidar-, und/oder Infrarotsignale Hindernisse bzw. Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu detektieren, wobei die Steuereinheit, mit der die Sensoren verbunden sind, diese Signale verarbeiten kann, um beispielsweise Warnsignale für den Fahrer zu erzeugen. In unübersichtlichen Situationen im Straßenverkehr kann somit der Fahrer des Fahrzeugs beispielsweise beim Einparken vor einer potentiell gefährlichen Annäherung an ein Hindernis optisch und/oder akustisch gewarnt werden. In einem anderen Beispiel kann die Steuereinheit bei Fahrzeugen, die zumindest einen zumindest teil-autonomen Fahrmodus aufweisen, die Signale zur Steuerung des Fahrzeugs zur Erbringung des zumindest einen zumindest teil-autonomen Fahrmodus verarbeiten. So kann es sich bei den Sende- und Empfangseinheiten beispielsweise um Ultraschallsensoren, Radar-Sensoren, Lidar-Sensoren und/oder Infrarot-Sensoren handeln. Bei den Sende- und Empfangseinheiten kann die eine einmalige Zuweisung einer eindeutigen Adresse (im Folgenden auch Initialisierung genannt) insbesondere erforderlich sein, wenn es sich um baugleiche Sende- und Empfangseinheiten (im Folgenden auch: Sensoren) handelt. Nach der Montage der baugleichen Sensoren kennt die Steuereinheit nicht die exakte Position im Fahrzeug, an der die Sensoren montiert wurden. Dies ist allerdings zur korrekten Bereitstellung des Fahrerassistenzsystems zwingend erforderlich. Somit muss eine einmalige Adressierung der Sensoren erfolgen, so dass jeder Sensor mit seiner lokalen Position im Fahrzeug verknüpft werden kann. Die lokale Position im Fahrzeug kann beispielsweise durch die Steuereinheit in einer im Fahrzeug befindlichen Speichereinheit verknüpft mit der eindeutigen Adresse der entsprechenden Sensoren hinterlegt werden. Dadurch wird es der Steuereinheit ermöglicht, jeden Sensor an seiner lokalen Position im Fahrzeug anzusprechen und/oder Signale von Sensor seiner lokalen Position im Fahrzeug zuzuordnen.
Bei den Busleitungen kann es sich um Leitungen verschiedener gängiger und künftiger Bussysteme mit entsprechenden Busanschlüssen zum Steuergerät, z.B. FlexRay (FR), Controller Area Network (CAN), Local Interconnect Network (LIN) und/oder Ethernet handeln, über die die Sensoren mit der zumindest einen Steuereinheit kommunikativ verbunden sind. Durch die Verwendung von Busleitungen wird vorteilhafter Weise die Länge von einzusetzenden Kabelbäumen im Fahrzeug reduziert, wodurch Material und Gewicht eingespart werden können.
Bei der Steuereinheit kann es sich beispielsweise um ein elektronisches Steuergerät bzw. ECU handeln, so dass die Sende- und Empfangseinheiten mit der Steuereinheit über die Busleitungen kommunikativ verbunden sind, um Signale bzw. Daten zwischen der Steuereinheit und den Sende- und Empfangseinheiten auszutauschen. Da zumindest einige der Sensoren über dieselbe Busleitung als Übertragungskanal kommunikativ mit der Steuereinheit verbunden sind, kann die Datenübertragung über den gemeinsamen Übertragungskanal mithilfe des Master-Slave-Prinzips realisiert werden, wobei die Steuereinheit die Master-Funktion und die Sende- und Empfangseinheiten die Slave-Funktion einnehmen können. Das Master-Slave-Prinzip ermöglicht eine hierarchische Verwaltung des Zugriffs auf die gemeinsame Ressource, die Busleitung.
Die Sensoren sind derart mit der Steuereinheit verbunden, dass jeweils zueinander symmetrische Sende- und Empfangseinheiten über dieselbe Versorgungsspannung und gleichzeitig über verschiedene Busleitungen mit der Steuereinheit verbunden sind. Um nun eine einmalige bzw. initiale Zuweisung einer eindeutigen Adresse an die jeweiligen Sensoren durchzuführen, kann die Steuereinheit die Sensoren selektiv versorgen. Insbesondere kann die Steuereinheit (Schritt 210) selektiv eine Stromversorgung lediglich über eine einzige Versorgungsspannung durchführen. Somit werden lediglich die Sensoren mit Strom versorgt, die über diese Versorgungsspannung mit der Steuereinheit verbunden sind. In einem nächsten Schritt (Schritt 220) kann die Steuereinheit Signale bzw. Daten von den über die Versorgungsspannung versorgten Sensoren empfangen. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem die Steuereinheit das Senden von Signalen durch die Sensoren anfordert. Das Anfordern des Sendens von Signalen durch die Sensoren kann beispielsweise als Teil einer Initialisierungsphase realisiert werden, indem die Steuereinheit das Senden von Signalen nach einer Bestromung aktiv anfordert. In einem anderen Beispiel können die Signale durch die Sensoren aktiv nach deren Aufstarten bzw. Hochfahren gesendet werden. Durch die spezifische Anordnung zueinander symmetrischer Sensoren (angebunden an die Steuereinheit über dieselbe Versorgungsspannung aber jeweils verschiedene Busleitungen) kann die Steuereinheit nun anhand der Busleitung, über die die Signale der Sensoren erfasst werden, erkennen, an welcher geografischen Position sich die jeweiligen Sensoren im Fahrzeug befinden (Schritt 230) und diesen einen eindeutige Adresse zuweisen (Schritt 240). Beispielsweise kann in einer durch die Steuereinheit zugreifbaren Speichereinheit eine geografische Anordnung aller Busleitungen sowie aller Versorgungsspannungen, über die die Sensoren im Fahrzeug gekoppelt sind, hinterlegt sein. Anhand des jeweiligen Eingangs der Busleitung an der Steuereinheit sowie der geografischen Anordnung der aktuell versorgten Versorgungsspannung kann die Steuereinheit daraus die exakte geografische Position des jeweiligen Sensors im Fahrzeug ermitteln und diesen eine eindeutige Adresse zuweisen. Die Steuereinheit kann eine Verknüpfung der zugewiesenen eindeutigen Adresse sowie der eindeutigen geografischen Position des Sensors im Fahrzeug in einer Speichereinheit hinterlegen.
Vorzugsweise sind zueinander nicht symmetrische Sende- und Empfangseinheiten über verschiedene Versorgungsspannungen mit der Steuereinheit verbunden.
Vorzugsweise startet die Steuereinheit vor der Adressierung des Fahrerassistenzsystems einen Initialisierungsmodus.
Da die Adressierung der Steuereinheit lediglich vor der erstmaligen Inbetriebnahme und/oder bei das Fahrerassistenzsystem betreffenden Reparaturen erforderlich sind, kann das Steuergerät selektiv bei diesen Anwendungsfällen einen Initialisierungsmodus starten, um die Adressierung der Sensoren durchzuführen. Der Initialisierungsmodus kann beispielsweise automatisch gestartet werden, wenn die Steuereinheit erkennt, dass zumindest ein Sensor neu im Fahrzeug montiert wurde (z.B. kann nicht über die für die Position festgelegte eindeutige Adresse angesprochen werden). In einem anderen Beispiel kann der Initialisierungsmodus von außen, beispielsweise über ein Fahrzeugdiagnosetool, gestartet werden.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren zudem:

Prüfen (Schritt 250), durch die Steuereinheit, ob allen Sende- und Empfangseinheiten des Fahrerassistenzsystems eine eindeutige Adresse zugeordnet wurde; und
wenn ja: Beenden (Schritt 260) des Initialisierungsmodus;
wenn nein: selektives Versorgen von Sende- und Empfangseinheiten über eine nächste Versorgungsspannung; und
widerholen der Verfahrensschritte 210 bis 250.

Nach erfolgter Adressierung der Sensoren, die über die erste Versorgungsspannung an die Steuereinheit angebunden sind, kann die Steuereinheit in einen Prüfschritt (Schritt 250) übergehen, in der die Steuereinheit überprüft, ob bereits allen Sensoren eine eindeutige Adresse zugewiesen wurde. Wenn bereits allen Sensoren eine eindeutige Adresse zugewiesen wurde, kann der Initialisierungsmodus beendet werden. Wenn noch nicht allen Sensoren eine eindeutige Adresse zugewiesen wurde, werden die Verfahrensschritte 210 bis 250 widerholt.
Beispielsweise kann im Initialisierungsmodus hinterlegt sein, wie viele Versorgungsspannungen zur Versorgung der baugleichen Sensoren vorhanden sind. Diese können dann nacheinander abgearbeitet werden. Auch jede andere geeignete Prüfung der Adressierung der Sensoren ist denkbar.
Beispielsweise können über eine nachfolgende Versorgungsspannung Sensoren, die über diese mit der Steuereinheit verbunden sind, selektiv mit Strom versorgt und Signale von diesen erfasst werden. Durch die spezifische Anordnung der zueinander symmetrischen Sensoren und der Position der Versorgungsspannung im Fahrzeug kann die Steuereinheit anhand der Busleitung, über die die Signale der Sensoren erfasst werden, erkennen, an welcher geografischen Position sich die jeweiligen Sensoren im Fahrzeug befinden, diesen einen eindeutige Adresse zuweisen und eine Verknüpfung der eindeutigen Adresse sowie der geografischen Position der entsprechenden Sensoren in der Speichereinheit hinterlegen.
Vorteilhafter Weise kann so die einmalige Adressierung bzw. Initialisierung der Sensoren nach deren Montage (bei Fertigung und/oder nach das Fahrerassistenzsystem betreffenden Reparaturen) einfach und kostengünstig realisiert werden, da durch die Verwendung der Bussysteme zur kommunikativen Verbindung der Sensoren mit der Steuereinheit Material und Kosten eingespart werden, wobei gleichzeitig keine spezifische Anordnung zur initialen Adressierung der Sensoren erforderlich ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die zugrunde liegende Aufgabe durch ein System zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug gelöst, welches ein Verfahren (200) zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4 ausgeführt wird, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Vielzahl von Sende- und Empfangseinheiten (120_1 ... 120_6) und zumindest eine Steuereinheit (110) umfasst.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Figuren verdeutlicht. Es ist ersichtlich, dass - obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden - einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.

1 zeigt ein beispielhaftes System zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug;
2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug.

1 zeigt ein beispielhaftes System 100 zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug. Bei dem Fahrzeug kann sich beispielsweise um ein Schienenfahrzeug, ein Flugzeug, ein Wasserfahrzeug, insbesondere aber um ein Kraftfahrzeug handeln.
Das System umfasst eine Vielzahl von Sende- und Empfangseinheiten 120_1, 120_2, 120_3, 120_4, 120_5, 120_6, die Komponenten des Fahrerassistenzsystems sind.
Bei dem Fahrerassistenzsystem kann es sich um jedes Fahrerassistenzsystem handeln, welche mithilfe von Sende- und Empfangseinheiten 120_1, ..., 120_6 beispielsweise in die Steuerung und/oder insbesondere in die Signalisierungseinrichtungen von Fahrzeugen eingreifen. Beispiele für solche Fahrerassistenzsysteme sind Auffahrwarnsysteme, Objekterkennungssysteme und/oder Einparkassistenzsysteme im Fahrzeug. Solche Fahrerassistenzsysteme können dem Fahrer des Fahrzeugs über geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen kurz vor bzw. während kritischer Situationen geeignete Warnsignale ausgeben bzw. wichtige Signale für die Erbringung eines zumindest teil-autonomen Fahrmodus liefern.
Bei den Sende- und Empfangseinheiten 120_1, ..., 120_6 kann es sich insbesondere um Sensoren handeln, die in der Lage sind, durch Senden und Empfangen von beispielsweise Ultraschall-, Radar-, Lidar-, und/oder Infrarotsignale Hindernisse bzw. Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu detektieren. So kann es sich bei den Sende- und Empfangseinheiten 120_1, ..., 120_6 beispielsweise um Ultraschallsensoren, Radar-Sensoren, Lidar-Sensoren und/oder Infrarot-Sensoren handeln. Im Folgenden werden die Sende- und Empfangseinheiten 120_1, ..., 120_6 auch Sensoren 120_1, ..., 120_6 genannt.
Das System 100 umfasst zudem zumindest eine Steuereinheit 110. Die Steuereinheit 110 kann Signale der Sensoren 120_1, ..., 120_6 verarbeiten, um beispielsweise Warnsignale für den Fahrer des Fahrzeugs zu erzeugen. So kann in unübersichtlichen Situationen im Straßenverkehr - beispielsweise beim Einparken - der Fahrer des Fahrzeugs vor einer potentiell gefährlichen Annäherung an ein Hindernis optisch und/oder akustisch gewarnt werden. In einem anderen Beispiel kann die Steuereinheit 110 bei Fahrzeugen, die zumindest einen teil-autonomen Fahrmodus umfassen, die Signale der Sensoren 120_1, ..., 120_6 zur Steuerung des Fahrzeugs in diesem zumindest teil-autonomen Fahrmodus verarbeiten bzw. zur Verarbeitung an eine weitere Einheit im Fahrzeug weiterleiten.
Bei den Sensoren 120_1, ..., 120_6, für die einmalig eine Zuweisung einer eindeutigen Adresse (im Folgenden auch Initialisierung genannt) erforderlich ist, kann es sich insbesondere um baugleiche Sensoren 120_1, ..., 120_6 handeln. Nach der Montage der baugleichen Sensoren 120_1 ... 120_6 kennt die Steuereinheit 110 nicht die exakte Position im Fahrzeug, an der die Sensoren 120_1, ..., 120_6 montiert wurden. Dies ist allerdings zur korrekten Bereitstellung des Fahrerassistenzsystems zwingend erforderlich. Somit muss eine einmalige Adressierung der Sensoren 120_1, ..., 120_6 erfolgen, bei welcher für jeden Sensor dessen eindeutige Adresse verknüpft mit seiner lokalen Position im Fahrzeug hinterlegt wird, so dass eine korrekte Steuerung dieser durch die Steuereinheit 110 möglich ist. Die Verknüpfung der eindeutigen Adresse sowie der lokalen Position im Fahrzeug kann für jeden Sensor 120_1 ... 120_6 beispielsweise durch die Steuereinheit 110 in einer im Fahrzeug befindlichen Speichereinheit (nicht gezeigt) hinterlegt werden. Dadurch wird es der Steuereinheit 110 erst ermöglicht, jeden Sensor 120_1, ..., 120_6 an seiner lokalen Position im Fahrzeug anzusprechen und/oder Signale von Sensor 120_1, ..., 120_6 seiner lokalen Position im Fahrzeug zuzuordnen.
Bei den Sensoren 120_1, ..., 120_6 in 1 kann es sich beispielsweise um Ultraschallsensoren 120_1, ..., 120_6 handeln, die Teil einer ultraschallbasierten Einparkhilfe als Fahrerassistenzsystem sind. In diesem Beispiel werden jeweils sechs Sensoren 120_1, ..., 120_6 bereitgestellt, die jeweils an einer vorderen und hinteren Stoßstange (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein können. Es handelt sich hierbei lediglich um eine beispielhafte Anordnung beispielhafter Sensoren, um die Funktionsweise der Zuweisung einer eindeutigen Adresse an baugleiche Sensoren sowie die Initialisierung dieser im Fahrzeug zu erläutern.
Jeweils zwei zueinander symmetrische Sensoren 120_1, ..., 120_6 haben zur Erläuterung in 1 dieselbe Bezeichnung. So sind die beiden durch 120_1 gekennzeichneten Sensoren zueinander symmetrisch, die beiden durch 120_2 gekennzeichneten Sensoren zueinander symmetrisch, usw. Es handelt sich hierbei nur um eine beispielhafte symmetrische Anordnung der Sensoren, die Symmetrie der Sensoren kann durchaus anders realisiert werden (siehe unten).
Die Sensoren 120_1, ..., 120_6 sind derart mit der Steuereinheit 110 verbunden, dass jeweils zueinander symmetrische Sensoren 120_1, ..., 120_6 (z.B. die beiden durch 120_1 gekennzeichneten Sensoren) über dieselbe Versorgungsspannung 140_1 ... 140_6 (z.B. Versorgungsspannung 140_1) mit der Steuereinheit 110 verbunden sind.
Hier gilt zu beachten, dass die Anordnung der Versorgungsspannungen 140_1 ... 140_6 nur beispielhaft ist. Beispielsweise könnten die in 1 dargestellten Sensoren auch über nur drei Versorgungsspannungen realisiert werden, indem Versorgungsspannungen 140_1 und 140_4, 140_2 und 140_5 sowie 140_3 und 140_6 jeweils als eine Versorgungsspannung realisiert werden. In diesem Fall wären die Sensoren 120_1 und 120_4 auch zueinander als symmetrisch einzustufen, und die Adressierung könnte ebenfalls wie mit Bezug auf 2 beschrieben erfolgen.
Gleichzeitig sind die jeweils zueinander symmetrischen Sensoren 120_1, ..., 120_6 (z.B. die beiden durch 120_1 gekennzeichneten Sensoren) über verschiedene Busleitungen 130_1 ... 130_4 (z.B. ein Sensor 120_1 über Busleitung 130_1 und ein Sensor 120_1 über Busleitung 130_2) mit der Steuereinheit 110 verbunden.
Bei den Busleitungen 130_1 ... 130_4 kann es sich um Leitungen verschiedener gängiger und künftiger Bussysteme mit entsprechenden Busanschlüssen zur Steuereinheit 110, z.B. FlexRay (FR), Controller Area Network (CAN), Local Interconnect Network (LIN) und Ethernet handeln, über die die Sensoren 120_1, ..., 120_6 mit der zumindest einen Steuereinheit 110 kommunikativ verbunden sind. Durch die Verwendung von Busleitungen 130_1 ... 130_4 wird vorteilhafter Weise die Länge von einzusetzenden Kabelbäumen im Fahrzeug reduziert, wodurch Material und Gewicht eingespart werden können.
Bei der Steuereinheit 110 kann es sich beispielsweise um ein elektronisches Steuergerät handeln. Da zumindest einige der Sensoren 120_1, ..., 120_6 wie aus 1 ersichtlich über dieselbe Busleitung (z.B. Sensoren 120_1, 120_2 und 120_3 über-Busleitung 130_1 bzw. Busleitung 130_2) als Übertragungskanal kommunikativ mit der Steuereinheit 110 verbunden sind, kann die Datenübertragung über den gemeinsamen Übertragungskanal (z.B. gemäß dem Master-Slave-Prinzip) realisiert werden, wobei die Steuereinheit 110 die Master-Funktion und die Sensoren 120_1 ... 120_6 die Slave-Funktion einnehmen können. Das Master-Slave-Prinzip ermöglicht eine hierarchische Verwaltung des Zugriffs auf die gemeinsame Ressource (d.h. die jeweils geteilte Busleitung 130_1 ... 130_4).
Gleichzeitig ist in der Figur zu erkennen, dass Sensoren 120_1, ..., 120_6, die nicht zueinander symmetrisch sind (die also jeweils eine verschiedene Bezeichnung tragen), jeweils über verschiedene Versorgungsspannungen 140_1 ... 140_6 mit der Steuereinheit 110 verbunden sind.
Die Steuereinheit 110 ist eingerichtet, den Sensoren 120_1, 120_2, 120_3, 120_4, 120_5, 120_6 zur Initialisierung eine eindeutige Adresse zuzuweisen. Die initiale Zuweisung der Adresse kann gemäß dem Verfahren 200 wie mit Bezug auf 2 erläutert, realisiert werden.
2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 200 zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug. Das Verfahren kann über ein System 100 zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems wie weiter oben mit Bezug auf 1 beschrieben, ausgeführt werden. Das Verfahren 200 kann folgende Schritte umfassen:

Schritt 205: Die Steuereinheit 110 kann vor der Zuweisung eindeutiger Adressen an die Sensoren 120_1 ... 120_6 einen Initialisierungsmodus starten. Da die Adressierung über die Steuereinheit 110 lediglich vor der erstmaligen Inbetriebnahme und/oder bei das Fahrerassistenzsystem betreffenden Reparaturen erforderlich ist, kann das Steuergerät 110 ausschließlich bei diesen Anwendungsfällen einen Initialisierungsmodus starten, um die Adressierung der Sensoren 120_1 ... 120_6 durchzuführen. Der Initialisierungsmodus kann beispielsweise automatisch gestartet werden, wenn die Steuereinheit 110 erkennt, dass zumindest ein Sensor 120_1 ... 120_6 neu im Fahrzeug montiert wurde. In einem anderen Beispiel kann der Initialisierungsmodus von außen, beispielsweise über ein Fahrzeugdiagnosetool, gestartet werden.
Schritt 210: Die Steuereinheit 110 versorgt selektiv Sensoren 120_1 ... 120_6 über nur eine Versorgungsspannung 140_1 ... 140_6 mit Strom. Beispielsweise können zunächst die zueinander symmetrischen Sensoren 120_1 über die Versorgungsspannung 140_1 selektiv mit Strom versorgt werden.
Schritt 220: In einem nächsten Schritt kann die Steuereinheit 110 Signale von den über die Versorgungsspannung 140_1 versorgten Sensoren 120_1 empfangen. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem die Steuereinheit 110 das Senden von Signalen durch die Sensoren 120_1 anfordert. Das Anfordern des Sendens von Signalen durch die Sensoren 120_1 kann beispielsweise als Teil einer Initialisierungsphase realisiert werden, indem die Steuereinheit 110 das Senden von Signalen nach einer Bestromung aktiv anfordert. In einem anderen Beispiel können die Signale durch die Sensoren 120_1 aktiv nach deren Aufstarten bzw. Hochfahren gesendet werden.
Schritt 230: In diesem Schritt erfasst die Steuereinheit 110 jene Busleitungen 130_1, 130_2, über die die Signale der durch die Versorgungsspannung 140_1 versorgten Sende- und Empfangseinheiten 120_1 empfangen wurden. Durch die spezifische Anordnung zueinander symmetrischer Sensoren 120_1 kann die Steuereinheit 110 nun anhand der geografischen Anordnung der Versorgungsspannung 140_1 im Fahrzeug sowie anhand der geografischen Anordnung der Busleitungen 130_1 und 130_2 im Fahrzeug, über die die Signale der Sensoren erfasst werden, erkennen, an welcher geografischen Position im Fahrzeug sich die jeweiligen Sensoren 120_1 im Fahrzeug 110 befinden und diesen einen eindeutige Adresse zuweisen. Beispielsweise kann in einer durch die Steuereinheit 110 zugreifbaren Speichereinheit eine geografische Anordnung aller Busleitungen 130_1 ... 130_4 sowie aller Versorgungsspannungen 140_1 ... 140_6, über die die Sensoren 120_1 ... 120_6 mit der Steuereinheit 110 verbunden sind, hinterlegt sein. Anhand des jeweiligen Eingangs der Busleitung 130_1, 130_2 sowie der geografischen Anordnung der aktuell versorgten Versorgungsspannung 140_1 im Fahrzeug kann die Steuereinheit die geografische Position des jeweiligen Sensors 120_1 im Fahrzeug ermitteln.
Schritt 240: nun kann die Steuereinheit 110 den durch die Versorgungsspannung 130_1 versorgten Sensoren 120_1 (von denen diese nun die geografische Position im Fahrzeug kennt) eine eindeutigen Adresse zuweisen sowie die Zuordnung der eindeutigen Adresse der Sensoren 120_1 und der jeweils ermittelten Position dieser im Fahrzeug in einer Speichereinheit hinterlegen.
Schritt 250: In diesem Schritt kann die Steuereinheit 110 prüfen, ob allen Sensoren 120_1 ... 120_6 des Fahrerassistenzsystems eine eindeutige Adresse zugeordnet wurde. So kann nach erfolgter Adressierung der Sensoren 120_1, die über die erste Versorgungsspannung 140_1 mit der Steuereinheit 110 verbunden sind, die Steuereinheit 110 in einen Prüfmodus übergehen, in der die Steuereinheit 110 überprüft, ob bereits allen Sensoren 120_1 ... 120_6 eine eindeutige Adresse zugewiesen wurde. Wenn bereits allen Sensoren 120_1 ... 120_6 eine eindeutige Adresse zugewiesen wurde, kann der Initialisierungsmodus beendet und die Funktionalität des Fahrerassistenzsystems korrekt gestartet werden (Schritt 260). Wenn noch nicht allen Sensoren 120_1 ... 120_6 eine eindeutige Adresse zugewiesen wurde, können die Verfahrensschritte 210 bis 250 widerholt.

Beispielsweise kann dazu für den Initialisierungsmodus in einer Speichereinheit (nicht gezeigt), auf die die Steuereinheit 110 zugreifen kann, hinterlegt sein, wie viele Versorgungsspannungen 140_1 ... 140_4 zur Versorgung der Sensoren 120_1 ... 120_6 vorhanden sind. Diese können dann nacheinander abgearbeitet werden. Dies bedeutet, dass in einem nächsten Schritt 210 nun Sensoren 120_2 über die Versorgungsspannung 140_2 selektiv mit Strom versorgt werden können und nun die Schritte 220 bis 250 analog angewandt werden.
Über das System 100 und Verfahren 200 zur Adressierung der baugleichen Sensoren reduzieren sich die Länge sowie die Anzahl der einzusetzenden Kabel, wodurch die Kabelbäume und somit auch das Gewicht des Fahrzeugs reduziert werden. Darüber hinaus ist die Adressierung der Sensoren 120_1 ... 120_6 einfach umsetzbar und erfordert weder eine Positionskodierung der Sensoren ab Werk noch spezielle Messaufbauten zur Adressierung baugleicher Sensoren. Dadurch werden Adressierungsfehler in der Sensormontage sowie Montagefehler in der Sensormontage vermieden. Gleichzeitig reduzieren sich die Kosten für die Adressierung der Sensoren. Darüber hinaus ist die Adressierung beispielsweise bei Reparaturen, die das Fahrerassistenzsystem betreffen, einfach reproduzierbar.

Claims

Verfahren (200) zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Vielzahl von Sende- und Empfangseinheiten (120_1 ... 120_6) und zumindest eine Steuereinheit (110) umfasst, umfassend: selektives Versorgen (210), durch die Steuereinheit (110), von Sende- und Empfangseinheiten (120_1) mit Strom über eine Versorgungsspannung (140_1); Empfangen (220), an der Steuereinheit (110) von Signalen der über die Versorgungsspannung (140_1) versorgten Sende- und Empfangseinheiten (120_1); Erfassen (230), durch die Steuereinheit (110), der Busleitungen, über die die Signale der durch die Versorgungsspannung (140_1) versorgten Sende- und Empfangseinheiten (120_1) empfangen wurden; und Zuweisen (240) einer eindeutigen Adresse an die durch die Versorgungsspannung (140_1) versorgten Sende- und Empfangseinheiten (120_1); wobei die Sende- und Empfangseinheiten (120) derart mit der Steuereinheit (110) verbunden sind, dass jeweils zwei zueinander symmetrische Sende- und Empfangseinheiten (120_1, 120_1) - über dieselbe Versorgungsspannung (140_1); und - über verschiedene Busleitungen (130_1, 130_2) mit der Steuereinheit (110) verbunden sind.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, wobei zueinander nicht symmetrische Sende- und Empfangseinheiten (120_1, 120_2) über verschiedene Versorgungsspannungen (140_1, 140_2, 140_3) mit der Steuereinheit (110) verbunden sind.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (110) vor der Adressierung des Fahrerassistenzsystems einen Initialisierungsmodus startet (205).
Verfahren (200) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, zudem umfassend: Prüfen (250), durch die Steuereinheit (110), ob allen Sende- und Empfangseinheiten (120_X) des Fahrerassistenzsystems eine eindeutige Adresse zugeordnet wurde; und wenn ja: Beenden (260) des Initialisierungsmodus; wenn nein: selektives Versorgen (210) von Sende- und Empfangseinheiten (120_2) über eine nächste Versorgungsspannung (140_2); undwiederholen der Schritte (210) bis (250).
System (100) zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug, auf dem ein Verfahren (200) zur Adressierung eines Fahrerassistenzsystems gemäß einem der vorangehenden Patentansprüche 1 bis 4 ausgeführt wird, wobei das Fahrerassistenzsystem eine Vielzahl von Sende- und Empfangseinheiten (120_1 ... 120_6) und zumindest eine Steuereinheit (110) umfasst.