本發明涉及一種用于機動車輛的停車輔助設備，其中至少一個傳感器用來產生取決于車輛-外部目標的相對位置的傳感器信號，以及控制器將該相對位置作為基礎用于控制促動器裝置。該促動器裝置用來告知駕駛員或者驅動所述機動車輛。舉例來說，當車輛-外部目標處于預定最小距離內時輸出報警聲。本發明還包括具有根據本發明的停車輔助設備的機動車輛以及用于操作該停車輔助設備的方法。

背景技術：

現有技術中已知的停車輔助設備通常具有所述的至少一個傳感器，例如超聲波傳感器，以及所述控制器，其控制用于告知駕駛員或者驅動所述機動車輛的促動器。特別地如果目的例如不只是提供簡單的距離警告而是全自動的停車或停車位退出輔助，則隨著傳感器數目增加和由此測量信號的復雜性增加，會出現這樣的控制器的處理器能力不足以處理傳感器信號以及同時控制所述促動器的問題。

在諸如氣囊的個人保護器具的促動的情況下，DE 10 2006 056 838 A1一方面公開了一種從周圍照相機接收傳感器信號的控制器，以及另一方面公開了一種傳感器盒子。為了處理復雜的傳感器信號，控制器具有兩個處理器，一個用于處理來自于照相機的圖像數據，另一個用于其余的計算。用于復雜的照相機數據的傳送的導線借助于照相機直接安裝在所述控制器的殼體上而被保持在低電平。

技術實現要素：

本發明基于提供可涉及傳感器信號的計算密集處理的可靠地工作的停車輔助的目的。

該目的是通過獨立權利要求的主題實現的。本發明的有利的展開由從屬權利要求的特征產生。

在描述的方式中，根據本發明的用于機動車輛的停車輔助設備具有至少一個傳感器，該至少一個傳感器被設計成產生取決于車輛外部目標的相對位置的傳感器信號。舉例來說，該目標可以是不同的車輛或者另一個障礙物。在根據本發明的停車輔助設備的情況下，至少一個傳感器被連接到第一控制器，該第一控制器被設計成從至少一個傳感器接收它的相應傳感器信號，并且大體上，將每個傳感器信號作為基礎用于產生描述車輛外部目標的相對位置的位置數據。第一控制器此外被設計成經由機動車輛的通信鏈傳送這些位置數據。具體地說，根據本發明的停車輔助設備現在此外具有第二控制器，該第二控制器被設計成經由通信鏈接收所述位置數據并且，在機動車輛的停車操縱期間，將位置數據作為基礎用于產生用來控制機動車輛的促動器裝置的控制信號，以及將所述控制信號輸出到所述促動器裝置。

換句話說，本發明由此提供了一種停車輔助設備或停車輔助系統，其中部件，即至少一個傳感器、第一控制器和第二控制器，可位于機動車輛中的分布式配置中，并且其中一方面用于處理傳感器數據和另一方面用于產生用于促動器裝置的控制信號所需要的處理器能力通過兩個控制器被分開。該分開有利地允許控制器的利用水平的降低，以及第二，在一個控制器故障的情況下，還可存在提供冗余的選擇，通過該冗余，故障的控制器的功能能夠由另一個控制器承擔。

在本發明的上下文內，控制器是用來被理解為特別地意味著具有它自己的殼體的內置單元，所述殼體特別地屏蔽控制器的處理器單元以便將灰塵排除在外和/或將噴射物排除在外。至少一個傳感器在每種情況下會特別地是超聲波傳感器或雷達傳感器。優選地，至少四個傳感器被提供，例如四個、六個、八個或十二個傳感器。傳感器信號可以是模擬信號或數字信號，也就是說，原始的傳感器數據。位置數據可指示例如距離車輛外部目標的距離以及距離多個車輛外部目標的距離或，舉例來說，可以是其中車輛外部目標或多個車輛外部目標被記錄或繪圖的車輛周圍的數字地圖。

在用于促動器裝置的控制信號還需要適合車輛外部目標的目前測量的相對位置的范圍內，提供用于停車輔助的兩個控制器不是不言而喻的。為此，停車輔助設備的有利的研究提供用于使第一控制器被設計成對于每個相對位置也經由通信鏈將時間戳傳送到第一控制器。時間戳指示相對位置的捕捉時間。在第二控制器中，然后可以確定多長時間已經過去，因為相對位置被測量。另外，所出現的優點是：例如相對位置的一系列連續的測量能夠與時間戳一起用于第二控制器中，以便還基于位置數據確定速度，并且這允許外推。

十分特別地有利的是，第二控制器被設計成它自己從直接地連接到第二控制器的至少一個進一步的傳感器直接地接收傳感器信號，并且從其產生進一步的位置數據，用于產生所述控制信號。現在這允許車輛外部目標的位置是基于經由通信鏈接收到的位置數據和由第二控制器自己生成的進一步的位置數據二者被特別精確地估計。如果相應的時間戳在該情況下還由第一控制器傳送，那么所述位置數據和進一步的位置數據還可以以時間同步的方式組合。除了至少一個進一步的傳感器之外或作為至少一個進一步的傳感器的替代，還可存在提供使第二控制器被設計成使用機動車輛的操作數據來確定機動車輛的合適運動的運動數據，所述操作數據例如機動車輛的至少一個輪的滾動速度和/或GPS(全球定位系統)位置。運動數據優選地包括測距法數據。該實施例具有的優點是：在相對位置的測量的時間之間，機動車輛的合適的運動可用來確定相對位置的變化。還在此情況下，特別地有利的是將用于相對位置的捕捉時間的時間戳考慮進去。

特別地有利的是，其中第一控制器的系統時鐘和第二控制器的系統時鐘沒有同步操作，和/或其中在控制器之間的位置數據的傳送同樣地需要時間的情況也被考慮進去。為此，本發明的特別地優選的實施例提供用于使停車輔助設備設置有一同步裝置，該同步裝置被設計成確定第一控制器的系統時鐘和第二控制器的系統時鐘之間的時間偏移。另外或替代地，同步裝置可被設計成確定用于位置數據經由通信鏈的傳送的傳送周期。舉例來說，適合的同步裝置可經由控制器之一中的程序模塊或通過兩個控制器中的程序模塊產生。特別優選地，第一和/或第二控制器具有被設計成確定時間偏移和/或傳送周期的相應中斷程序。這導致的優點是：時間偏移和/或傳送周期的確定不能由控制器的另一個操作程序延遲和由此篡改。

為了使第一和第二控制器彼此協調以確定所述時間偏移和/或傳送周期，已經發現特別地有利的是通信鏈被用于根據精確時間協議(PTP)傳送。這有利地允許確定達到一個微秒和更少的兩個控制器的系統時鐘之間的時間差。

進一步優點出現，如果第一和第二控制器具有用于提供所述通信鏈的相同設計的通信模塊。換句話說，控制器的硬件設備對兩個控制器是相同的，至少在通信鏈方面，也就是說，例如使用的集成電路和/或它的互連。這導致特別的優點是：控制器之一可通過測量它自己的處理周期來估計另一個控制器中的通信數據的處理周期。假如通信模塊的設計相同的話，可假定另一個控制器還要求相同的處理時間。

十分特別地優選地，通信鏈包括機動車輛的通信總線，特別地是CAN(控制器區域網)總線和/或FlexRay總線。這導致的優點是：位置數據以確定性地可預定的傳送循環傳送。特別地，然而，CAN總線在該情況下沒有為連接的控制器提供同步機構。然而，在這點上，在本發明的十分特別地優選的實施例中，存在提供用于使第一和第二控制器使用CAN總線以根據用于所描述同步的PTP傳達。PTP實際上被提供用于面向分組通信網絡，例如以太網。根據本發明，PTP現在經由CAN總線與總線通信結合使用。

根據本發明的一個實施例，第二控制器被設計成使用所述通信鏈以將用于開始相對位置的測量的至少一個控制指令傳送到第一控制器。第二控制器因此能夠有目的地啟動或開始相對位置的最新測量，如果這對控制所述促動器裝置是必需的。優選地，指示希望的測量時間的時間戳在該情況下也與開始指令一起傳送。

參照使用的促動器裝置，根據本發明的停車輔助設備提供了多個實施例。所述促動器裝置可包括音頻發生器，用于產生信號音，以使得第二控制器可將例如車輛外部目標的目標距離作為基礎用于產生頻率不同的不同信號音和/或暫停長度。所述促動器裝置還可具有顯示裝置，用于提供車輛外部目標的目標距離，也就是說例如條線圖。所述促動器裝置還可主動地設計成以使得它包括操控裝置，其用來執行半自動的停車和/或依靠駕駛員用于機動車輛的停車位退出，無可否認駕駛員不得不執行縱向導引(加速和制動)，但是橫向導引(操控)由所述操控裝置負責。促動器裝置還可包括當存在碰撞的風險時用于緊急制動的制動器控制器。促動器裝置還可以包括停車位辨識器和/或停車位監測儀。進一步的實施例提供使促動器裝置包括一控制裝置，用于執行自動停車操縱，其中機動車輛的用戶由此還可在當所述車輛自動地停放或離開停車位時留在機動車輛外部。

因此，本發明還涵蓋具有根據本發明的停車輔助設備的實施例的至少一個停車輔助設備的機動車輛。根據本發明的機動車輛具有的優點是：至少一個停車輔助設備可以相應的分布式布置被放入到機動車輛中，并且兩個控制器的相應的處理器能力是可用的，用于提供停車輔助的功能。這首先允許冗余其次要提供的增加的處理器能力。

本發明還包括所出現的用于根據本發明的停車輔助設備的操作方法。根據該方法，其中機動車輛停放在停車位或者從停車位出來的停車操縱涉及停車輔助設備的至少一個傳感器，其產生取決于車輛-外部目標的相對位置的相應傳感器信號，以及停車輔助設備的第一控制器從至少一個傳感器接收或接受它的相應傳感器信號，并且將每個傳感器信號作為基礎用于產生位置數據并經由機動車輛的通信鏈輸出該位置數據。該位置數據是所述用于描述所述相對位置的數據。停車輔助設備的第二控制器經由通信鏈接收所述位置數據并且將該位置數據作為基礎用于產生用來控制機動車輛的促動器裝置的控制信號。該控制信號被輸出到所述促動器裝置。根據本發明的方法具有的優點是：停車輔助的功能性現在可通過超過一個的控制器產生，從而意味著兩個控制器的冗余和/或組合的處理器能力能夠被使用。

該方法的有利的發展提供了：第一控制器和第二控制器具有經由通信鏈在它們之間一次或重復地或周期性地交換的同步數據，該同步數據用來確定控制器的系統時鐘之間的時間偏移和/或確定用于位置數據的傳送的傳送周期。由于時間偏移和/或傳送周期被考慮進去，當控制促動器裝置時，第二控制器可有利地考慮由位置數據描述的相對位置是否仍是當前的，或者是否機動車輛或車輛-外部目標的合適的運動意味著另一個相對位置需要被作為基礎。同步數據的周期性傳送具有特別的優點：它還可以使系統時鐘中的漂移被考慮進去或者甚至得到補償。

傳送周期可通過測量所謂的往返時間得到確定。為此，控制器之一傳送請求消息并且測量用于該請求消息的傳送時間。另一個控制器使用通信鏈以接收該請求消息并且返回一響應消息。當返回的響應消息被接收時，接收時間因此能夠被確定，傳送時間與接收時間的比較允許用于來回傳送的周期被確定。該傳送周期然后被估計為半個往返時間。在該實施例中，描述的同步數據由此由請求消息和響應消息提供。

為了確定時間偏移，以下方法優選地被提供。控制器之一，特別地第一控制器，傳送同步消息并且在這樣做時測量所述傳送時間。具有所述傳送時間的測量消息然后同樣地被傳送。另一個控制器，也就是特別地第二控制器，接收該同步消息并且在這樣做時測量所述接收時間。測量消息然后也被接收。在該情況下，同步消息和測量消息形成同步數據。控制器的系統時鐘之間的時間偏移然后通過將傳送時間、接收時間和傳送周期考慮進去被確定。在該情況下，該傳送周期優選地以如上所述的方式被估計。

確定的時間偏移可作為基礎，用于例如借助于該時間偏移依靠一個同步時鐘被設定為與另一個系統時鐘的時間相同來使系統時鐘同步。

優選地，然而，提供了使第一控制器將至少一個時間戳，其以所述的方式指示車輛外部目標的相對位置的捕捉的時間，傳送到第二控制器。第二控制器然后基于所述時間偏移和/或傳送周期由每個接收的時間戳計算因此優選地與相對位置有關的虛擬時間戳。這導致的優點是：控制器的系統時鐘不需要改變，其確保控制器的穩定運行。

附圖說明

下面描述本發明的示例性的實施例。在附圖中：

圖1示出了根據本發明的機動車輛的實施例的示意性平面圖；

圖2示出了如可在圖1的機動車輛中執行的用于根據本發明的方法的實施例的流程圖；

圖3示出了如可由圖2中示出的方法執行的示出同步數據的交換的曲線圖；

圖4示出了如可安裝在圖1的機動車輛中的停車輔助設備的示意圖；以及

圖5示出了如可以是圖4的停車輔助設備的一部分的控制器的處理器裝置。

具體實施方式

下面解釋的示例性實施例是本發明的優選實施例。然而，在示例性實施例的情況下，該實施例的描述的部件每個都是本發明的單獨特征，其可彼此獨立地考慮，并且每個還彼此獨立地顯示出本發明，并且由此還可以單獨地或與所示的不同組合而被認為是本發明的一部分。此外，所描述的實施例通過早已描述的本發明的特征的進一步特征還是可擴展的。

圖1示出一機動車輛10，其可以是小汽車，特別地例如小客車。機動車輛10可具有停車輔助設備或停車輔助系統或者簡稱為停車輔助器12。停車輔助器12可具有第一控制器14(ECU–電子控制單元)和第二控制器16，其可經由通信鏈18，例如CAN總線被連接。

第一控制器14可被設計成處理來自于傳感器20特別地超聲波傳感器的原始的傳感器消息S，所述傳感器20被連接到第一控制器14，因而，將原始的傳感器數據S作為基礎，用于產生位置數據P，該位置數據P舉例來說描述機動車輛10與諸如混凝土柱或停放的不同車輛的車輛外部目標22的相對位置例如距離D。第一控制器14可經由通信鏈18將該位置數據P傳送到第二控制器16。

第二控制器16可具有用于停車輔助的控制邏輯。為此，第二控制器16還可以從機動車輛10的進一步的數據源24，例如另一個控制器或傳感器，接收操作數據B，并且將該操作數據作為基礎，用于執行例如用于機動車輛10的測距法測量。為了執行用于機動車輛10的駕駛員(未示出)的停車輔助功能或停車輔助，控制器16可通過產生一控制信號C例如數字控制指令來控制促動器裝置26。控制信號C可以是基于位置數據P和可能的操作數據B產生的。第二控制器16還可以經由通信鏈16將最初信號A傳送到控制器14以便開始或提示相對于目標22的相對位置的測量。

機動車輛10還可具有第三控制器14’和一個或更多個進一步的控制器(未示出)，進一步的傳感器20’能夠被連接到第三控制器14’(和可能地進一步的控制器)以便捕捉相對于進一步的車輛-外部目標(未示出)的相對位置。第三控制器14’可經由進一步的通信鏈16’被耦連到第二控制器16。為了清楚起見，僅第一控制器14和第二控制器16在下面被論述，而不是可能的進一步控制器14’。該解釋以相應的方式適合于第三控制器14’。

控制器14，16經由通信鏈18，也就是說特別地經由CAN總線，特別地執行時間同步。這特別地是基于PTP或包含來自于PTP的元素的通信協議，但是與CAN總線匹配已經被執行。特別地，經由通信鏈18的用于位置數據P的總線傳送時間被考慮，這實現了用于第二控制器16的時間數據的同步的高精度。

該同步方法在下面參照圖2和圖3進行解釋。

圖2示出第一控制器14和第二控制器16以及第一控制器14和第二控制器16使用以交換同步數據28的通信鏈18。在第一控制器14中，設置了狀態機器或簡稱為機器30，其具有狀態M1，M2，M3，M4，M5，M6。在第二控制器16中，設置了具有狀態S1，S2，S3，S4，S5的狀態機器或簡稱為機器32。兩個機器30，32用來產生同步過程，其中第一控制器14形成主控制器，其規定絕對時間聲明(statement)，第二控制器16形成從屬控制器，其接納來自于主控制器的時間聲明。機器30由第一控制器14的初始化程序34初始化，機器32由第二控制器16的初始化程序36初始化。

為了隨后的機器30和32的解釋，還參照圖3，其中測量時間沿著用于時間t的時間線被指示，所述測量時間被確定以便確定為經由通信鏈18的數據傳輸所需要的傳送時間Tb，在第一控制器14和第二控制器16內的用于通信消息的處理時間Tp被考慮進去。傳送時間Tb和傳送器端和接收器端處理時間Tp一起形成傳送周期Tdelay＝2Tp+Tb。

主控制器的系統時鐘(未示出)指示作為系統時間T的時間t以及從屬控制器的系統時鐘(未示出)指示作為系統時間T’的時間t。所述系統時鐘的同步是以兩個階段P1，P2執行的，在主控制器和從屬控制器的系統時鐘之間的時間偏移To的第一估計在第一階段P1被確定，第一估計還包括用于通信的傳送期間Tdelay。根據同步階段的結論，傳送期間Tdelay在第二階段P2被確定，然后用于時間偏移To的更精確值被確定。

初始化程序34使所述主控制器進入到其中它開始所述同步的狀態M1。在狀態M1下，主控制器可監視或控制相應的預定周期在兩個同步循環之間消逝，所述周期能夠舉例來說在從0.5秒到10秒的范圍內，特別地0.5秒到2秒的范圍內，例如能夠是1秒。同步循環一需要執行，所述主控制器就變化到狀態M2。

初始化程序36使所述從屬控制器進入到狀態S1，從該狀態S1，所述從屬控制器自動變化狀態S2并且等候來自于所述主控制器的消息。進一步的狀態轉移由事件信號Rx_Notification、Message_Sent、Tx_Notification、Message_Received，控制，這些事件信號由傳送或接收過程起動。

在同步循環的第一階段P1中，主控制器將同步消息Master_Slave_Sync_Frame發送到從屬控制器并且記錄或儲存同步消息的傳送時間T1。時間測量在同步消息從特別地是CAN驅動器的通信模塊傳送到通信鏈18時就發生。從屬控制器接收所述同步消息，并且這開始用于接收時間T1’的時間測量，其儲存在從屬控制器中。

在主控制器已經傳送所述同步消息之后，這作為Tx_Notification發送信號，主控制器變化為狀態M3，其中它將具有測量的傳送時間T1的測量消息Master_Slave_Follow_Up_Frame作為傳送數據傳送到從屬控制器。該消息是必需的，因為它可提供CAN驅動器的CAN傳送功能和精確的傳送時間之間的偏移。在通信鏈18的另一端處的從屬控制器儲存主控制器接收的傳送時間T1，其描述同步消息的精確的傳送時間。這終止了第一階段，并且存在兩個可利用的時間測量值，基于此，時間偏移可被粗略地估計，粗略的估計意味著仍有未知的傳送周期Tdelay也包含在該估計中。時間偏移根據以下公式獲得:To＝T1–T1’.

第一階段的終止提示變化到主控制器中的狀態M4和從屬控制器中的狀態S3。在第二階段，傳送周期Tdelay被確定。為此，從屬控制器發送一請求消息Slave_Master_Delay_Req_Frame到主控制器并且這樣做時確定傳送時間T2’，其儲存在從屬控制器中。從屬控制器然后從狀態S3變化到狀態S4。主控制器接收該消息然后以響應消息Master_Slave_Delay_Res_Frame進行響應。為此，主控制器從狀態M4變化到狀態M5。在該情況下，盡可能短的處理周期應當在主控制器中實施，這能夠特別地基于中斷來實現。

從屬控制器接收所述響應消息并且確定所述接收時間T3’。基于傳送時間T2’和接收時間T3’，傳送周期Tdelay可根據以下公式進行確定：Tdelay＝(T3’–T2’)/2＝2Tp+Tb.

T3’–T2’的差是往返時間Trrt。

出現的延遲可分為程序相關的軟件延遲和電路相關的硬件延遲。如果程序是基于中斷實施的，那么軟件延遲可以確定性地可預測的時間間隔受到一致地限制。在該情況下它是特別地有利的，如果第一控制器14和第二控制器16具有相同的電路設計，以使得處理周期Tp可被假設為在第一控制器14和在第二控制器16中是相同的。如果不同的硬件被使用，因此，需要兩個不同的處理周期Tp和Tp’被作為基礎。對于結果的傳送周期Tdelay，該結果那么是：Tdelay＝Tp’+Tp+Tb.

在從屬控制器中，現在存在對傳送周期Tdelay和時間偏移To是可用的估計，借助于該估計，從屬控制器可將它從主控制器接收到的時間聲明轉變為以從屬控制器的系統時鐘為目標的時間聲明。為此，例如從屬控制器可酌情調節系統時鐘。

在該情況下適合的另一個構思是將已經從主控制器接收的時間戳轉換為虛擬的時間戳，其中所述構思實施起來更簡單且還特別地適合于使用進一步的控制器，例如第三控制器14’。在這點上，圖3示出用于主控制器即第一控制器14在其處已經估計所述傳感器信號S，也就是說已經操作所述傳感器20的測量時間的時間戳Tm如何可在從屬控制器端轉換為虛擬的時間戳Tm’:

通過使用虛擬的時間戳，還可以將用于所述主控制器的從屬控制器中的特殊程序的執行時間的時間戳Te轉換為虛擬的時間戳Te’。

在兩個控制器14，16還有進一步的控制器中處理的時間戳的精確校準允許單獨的主控制器到多個從屬控制器的聯網以非常簡單和可靠的方式實施。每個從屬控制器可通過單個主控制器執行兩個模擬階段P1和P2，然后它具有可用的必需的時間測量以便將時間戳虛擬化。

下面的內容描述處理周期Tp如何可設定為用于停車輔助系統10的小的值。在諸如第一控制器14和第二控制器16的控制器中，通常存在實際的用戶軟件在一個或更多個層的操作軟件上處于合適位置的問題，如圖4所示的。

圖4示出第一控制器14從傳感器20接收所述傳感器信號S，以及接收的傳感器信號需要在實際的傳感器軟件(傳感器SWC)能夠處理傳感器信號S，并能夠從其計算位置數據P之前首先傳送穿過基本軟件層BSW，然后穿過運行環境層RTE。為了傳送所述位置數據P，傳感器軟件需要穿過RTE層和BSW層將計算的位置數據傳送到通信模塊的驅動器，用于經由通信鏈18傳送。基本上，這可導致比希望的處理周期Tp更長得多的處理周期TP。

因此，在第二控制器16中真實的是，接收的位置數據P需要通過基本軟件BSW和運行環境RTE形成信道到實際的控制邏輯(系統SWC)，以便提供停車輔助。用于促動器裝置ACT 26的基于位置數據P計算的控制指令同樣地需要通過控制邏輯穿過RTE層和BSW層再次到通信網絡的驅動器。也在此情況下，結果再次是比希望的處理周期Tp長得多的處理周期TP。

因此，既然現在只要在第一控制器16和第二控制器18內的盡可能短的處理周期Tp中處理所述同步數據28，相應的中斷程序可被提供。這在圖5的CAN總線控制器的上下文內進行了描述。

圖5示出了對于控制器14，16，來自于收發器30的信號如何可作為基礎用于控制在控制器14，16之一的板34上的中斷控制器INTC 32。舉例來說，板34可具有中央處理器，也就是說，CPU，或控制器14，16的微控制器控制單元MCU。中斷控制器32可被耦連到總線驅動器CAN控制器36，其被耦連到收發器30的傳送線CAN_0_H和CAN_0_L。在圖5中示出的用于收發器30的PIN分配對應于已知的收發器電路TJA1042的PIN分配。

為了傳送同步數據，協議控制器38經由示出的PIN借助于數字輸入/輸出DIO 40與收發器30交換CAN傳送協議CAN-TP。這可涉及被識別的傳送和接收時間，其進而起動中斷控制器32上的中斷服務程序ISR的開始，該中斷服務程序可儲存在電路34的存儲器42中。中斷服務程序ISR可被設計成儲存它的相應的起始時間，其意味著描述的時間T1，T1’，T2’和T3’因此能夠被確定。

大體上，所述示例示出了精確時間協議(PTP)如何可用來經由CAN總線提供時間同步。