CN111619477B - 用于机动车通信的通信系统和通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于机动车通信的通信系统和通信方法。所述通信系统包括：多个装置(26、28)；将所述多个装置(26、28)相互连接的传输通道(32)，以及与传输通道(32)耦合的信号源(30)。每个装置(26、28)包括：控制单元(36)，所述控制单元(36)用于评估传输通道(32)的信号；和至少两个耦合单元(38、40)，其用于使相应的装置(26、28)与传输通道(32)连接以及用于使相应的装置(26、28)与传输通道(32)断开。装置(26、28)的控制单元(36)设置成，在特定的时间点使得耦合单元(38、40)将不多于一个装置(26、28)与传输通道(32)连接，和将另一个装置(26、28)与传输通道(32)断开。

Description

用于机动车通信的通信系统和通信方法
技术领域
本发明公开了用于机动车内多个装置之间经由共同的传输通道进行通信的系统和方法。所述系统和方法的特征特别是，可以实现与传输通道耦合的信号源的冗余读取。以这种方式提供用于读取机动车内信号源的有效和成本合适的可能性。此外，提高了特别是半自动控制或全自动控制的机动车内的人员安全性。
背景技术
对于部分自动控制或自动控制的机动车目前的发展来说，检测特定的交通状况和正确地解释这种交通状况是一个主要方面。当前的驾驶辅助系统(ADAS-高级辅助驾驶系统)在此类机动车中提供各种监控和提示功能，使得机动车的驾驶在日益拥挤的交通条件下变得更安全和更舒适。为此基于从位于机动车上的一个或更多个环境传感器获得的环境数据来监控机动车的周围环境。
例如在所谓的ACC-系统(适应性巡航控制)中在自动的速度控制范围内，基于所获得的环境数据使得机动车的速度适应前方行驶的机动车的速度。通常，应保持与前方行驶机动车的一定距离。所述系统为此检测前方行驶机动车的可能移动方向和/或速度。
在由人驾驶的机动车内，驾驶辅助系统大多数提供提示功能，以便在危急的驾驶情况下警告驾驶员或者为驾驶员建议适当的机动车驾驶行为。同样，驾驶辅助系统还可以用在自动控制的机动车内，以便为自动控制提供相应的环境数据。
但是，当今常用的ADAS-系统不仅与所述环境传感器一起使用。因此，车载测量变量也包括在对机动车当前交通状况的评估中。这些测量变量由车载传感器提供，并且通过其的控制装置以适当的方式进行处理。这些例如包括速度传感器、压力传感器、温度传感器、用于车轮和/或机动车马达的转数传感器等等。
为了监控装置，例如所述驾驶辅助系统的控制设备的安全功能，使用软件和/或硬件监控电路。系统部件在此监控同一系统的另一个部件的功能。如果检测到错误状态，则会例如将信号发送到更高级别的控制装置，随后例如通过触发硬件-复位将系统带回到定义的状态。在机动车的控制设备中例如看门狗监视程序-定时器可以接管这个任务。
为了在这类控制设备之间进行通信，在机动车中通常使用无线和/或有限的总线系统。用于特定的车载传感器的控制设备例如可以通过LIN-总线或CAN-总线互相进行通信。另外使用电流回路接口，在车载传感器和对应的控制设备之间传递数据，之后再次使用或继续分配这些数据。在此使用双芯或三芯的电缆为传感器供电，并且同时可以传输输出信号。
潜在问题
对于驾驶辅助系统和其他调节系统的可靠性来说，准确和有效地检测传感器信号对机动车非常重要。特别是与部分自动或自动驾驶的机动车的发展以及机动车内控制设备的数量因此不断增加相关，另外要求成本有效和安全的附件用来读取传感器信号。
发明内容
所述目的通过一种通信系统以及用于通信的方法来实现。
一个方面涉及用于机动车的通信系统，其具有多个装置、将多个装置相互连接的传输通道和与传输通道耦合的信号源。每个装置包括：设置用于评估传输通道的信号的控制单元和至少两个耦合单元。至少两个耦合单元设置成用于使相应的装置与传输通道连接/断开。所述装置的控制单元设置成，在特定时间点使得耦合单元将不多于一个装置与传输通道连接，并将另一个装置与传输通道断开。
所述特定时间点可以在此特别是机动车运行的每个特定时间点或特定时间段。换句话说，通信系统可以设置成，用于促使在每个特定时间点仅由多个装置中的一个对接口的信号进行评估，而另外的多个装置与接口断开。
以这种方式提供通信系统，所述装置特别地可能是用于评估和或生成机动车的信号的控制单元，可以选择性地访问传输通道。所述信号源可以被多个控制设备交替地读取。所述通信系统为此促使在特定时间点分别只有一个装置主动切换到传输通道，而其余的装置与传输通道断开。因为每个装置都具有控制单元，其促使分别只有一个装置与传输通道连接，而另外的装置与传输通道断开，确保了传输通道信号的容错读取。所述通信系统是灵活和模块化的，因为用于将设备连接至传输信道或将其与传输信道断开的每个设备都设置为具有相同的功能，特别是在电路技术方面相同。
根据特定的实施例，每个装置可以另外包括与对应的控制单元耦合的监控单元，所述监控单元设置成用于识别相应的装置的故障状态，并且向相应的装置的控制单元发送信号。在这种情况下所述装置的控制单元设置成用于识别故障状态，以使得相应的装置与传输通道断开。
在识别装置损坏的过程中，以这种方式可以防止所涉及的装置对传输通道继续访问。在所涉及的装置处于活动状态但具有故障的情况下，也特别适用。因此，确保剩余的装置可以接收传输通道的信号，并且损坏装置不干扰通信系统的数据传输。
在特定的实施例中，在一个装置中所包括的控制单元和/或监控单元可以设置成，使得相应的装置的耦合单元促使相应的装置与传输通道的连接，或使相应的装置与传输通道的断开。
在此，多个装置可以通过传输通道互相并联连接。
在特定的实施例中，所述信号源包括可切换的电流源，其通过至少一个装置经由传输通道供应能量。
因此，信号源可以设置成将电流信号施加到传输通道。这可以是集成的传感器已经处理的电流信号，例如压力传感器、转数传感器和/或温度传感器，代表信号源。集成的传感器为此例如可以包括用于温度补偿、用于A/D和/或用于D/A转换、用于电流/电压转换的内部开关部件，存储部件和/或计算部件，例如微处理器。
特别可以规定，在特定时间点由多个装置中的不多于一个装置通过传输通道向信号源供应能量，所述装置在特定时间点通过各个耦合单元与传输通道连接。
在这种情况下，剩余的装置保持电无源状态，换句话说，剩余的装置不参与信号源的能量供应。
多个装置可以设置成，通过多个装置之间的通信检测不多于一个装置。
为此可以通过通信连接以适当的方式来连接装置。所述通信连接可以是数据通道或数据总线，可以是线缆连接或无线的。
每个装置的至少两个耦合单元可以包括高侧耦合单元和低侧耦合单元。在这种情况下，两个耦合单元控制信号源与为装置供应能量的负的(低侧耦合单元)和与正的(高侧)电势的连接。
高侧耦合单元和低侧耦合单元都由一个开关部件或由多个开关部件构成。这些开关部件包括机电开关部件如继电器和电子开关部件如半导体继电器、双极晶体管、场效应晶体管、晶闸管、双向可控硅、三端双向可控硅开关等。
在特定的实施例中，每个装置还可以包括信号处理单元，信号处理单元设置成用于接收传输信号的信号，并且以限定的格式提供至相应装置的控制单元。
在作为信号源不存在具有相应的信号处理部件的集成传感器时，所述信号处理单元特别可以保证，各个装置的控制单元以控制单元可解读的数据形式提供来自传输通道的数据。
在特定的实施例中，所述传输通道可以设计成双芯的。在这种情况下，信号源可以设置成为传输通道施加电流信号。
所述传输通道可以是双芯电流回路，其中发送器由可开关的电流源构成，并且通过接收器，即通过一个装置供应能量。在此例如可以是4-20mA电流回路。替代地，所述电流回路可以是双芯实施例，也可以是三芯或多于三芯的。在三芯的实施例时，其中给一个芯可以用于信号源的能量供应，而剩余的两个芯用于传输信号，代表传输通道。
由此将传输通道设计成电流回路接口，可以被多个装置选择性地使用。已经识别出故障状态的装置，通信系统将自动地与电流回路接口断开，以防止例如由于故障信号的耦合而干扰电流回路接口。
另一方面涉及用于机动车内在多个分别具有控制单元的装置之间通信的方法。所述多个装置布置在机动车内，并且通过传输通道互相连接。所述传输通道与信号源耦合。所述方法包括：
-通过装置的控制单元促使多个装置中的一个通过相应装置的至少两个耦合单元在特定时间点与传输通道连接；
-通过装置的控制单元促使多个装置中的另一个装置通过另外的装置的分别至少两个耦合单元在特定时间点与传输通道断开；和
-借助装置的控制单元评估传输通道的信号，所述装置在特定时间点与传输通道连接。
另外一个方面涉及包括前述通信系统的机动车。
相对于传统的驾驶辅助系统和其他在机动车内用于部分自动驾驶或自动驾驶的、用于控制设备和/或传感器之间通信的系统相比，在此介绍的解决方案以经济高效的方式提高了可靠性和驾驶安全性，因为依据所介绍的用于冗余地读取非冗余传感器系统的方法，可以实现牢固的通信接口，同时省去了重复存在的传感装置。
对本领域技术人员来说显而易见的是，通信系统和/或用于机动车内装置之间通信的方法可以根据需要将前面描述的方面和特征进行组合。虽然前面描述的几个特征是关于通信系统的，但是应该理解，这些特征也可以适用于机动车内装置之间通信的方法。同样，前面描述的关于机动车内装置之间通信的发给你法的特征也适用于通信系统。
附图说明
其他目标、特征、有点和应用可能性由下面对具有附图的实施例的描述给出，所述实施例应理解为不限制本发明。所有描述的和/或图示说明的特征本身或者任意组合都示出本文公开的主题，也不依赖于权利要求的分组或之间关联。
-图1示意性地示出具有根据特定实施例的通信系统的机动车，
-图2示意性地示出根据特定实施例的具有特定系统部件的通信系统的框图，
-图3示意性地示出根据特定实施例的具有传感器和电流回路的通信系统的实现形式，
-图4示出根据特定的实施例的用于机动车内的多个装置之间通信的方法的流程图，
-图5示意性地根据特定的实施例的具有特定系统部件的通信系统的框图。
具体实施方式
在以下公开文本范围内描述主要与通信系统相关的某些方面。然而，所描述的所有这些方面在所公开的用于机动车中的装置之间的通信的方法的背景下也是有效的，该方法例如可以通过机动车的中央控制装置来实现。这可以通过对分配给机动车的内部和/或外部存储器进行适当的读写访问来完成。所述通信方法可以在机动车内以硬件和软件或者硬件和软件的组合方式来实施。其中还包括数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程逻辑门阵列以及其他合适的电路和计算部件。
首先参考图1。其中示意性地示出了机动车10，其包括控制系统12和通信系统14。控制系统12联结至少一个位于机动车10上的环境传感器16、18、20，以便从至少一个传感器16、18、20处获得环境数据。控制系统12可以包括电子控制装置ECU(电子控制单元，在附图中未示出)。例如，可以至少借助于ECU和/或其他电子控制系统设置和确定控制系统12，以便基于机动车10的实际交通状况来确定机动车10和/或其他机动车未来的行为。例如，环境传感器16、18、20接收ECU信号，对这些信号和所属的环境出具进行处理，并且生成控制-和/或输出信号。所述其他电子控制系统特别可能是用于部分自动或自动驾驶的控制设备例如ACC-设备(ACC)，紧急制动辅助和/或用于其他驾驶辅助系统的控制设备。替代地，后面所述的控制设备还可以分别集成在单独的控制装置(图1中未示出)中，或者组合在除了控制系统12之外的驾驶辅助系统的电子控制装置24中。
在图1中示出三个环境传感器16、18、20，其将相应的信号发送给控制系统12或电子控制装置ECU。特别地，在机动车10向前的驾驶方向上布置至少一个环境传感器16，其检测机动车10的区域22。所述至少一个环境传感器16例如可以布置在机动车10的前保险杠、前灯和/或前散热器格栅的区域中。由此，环境传感器16检测机动车10正前方的区域22。
在机动车10的前窗区域内示出至少一个附加地或者替代地，同样在在机动车10向前的驾驶方向上设置的环境传感器18。例如，所述环境传感器18可以布置在机动车10的内部后视镜和其前窗之间。这个环境传感器18检测机动车10前面的区域24，其中根据机动车10的形状，由于机动车10的前段(或其几何形状)不能检测机动车正前方的区域24。
另外，可以将至少一个环境传感器20侧面地布置在机动车10上和/或机动车尾部。所述任选的环境传感器20检测区域26，该区域位于机动车10之后机动车10侧面和/或驾驶方向上。例如，所述至少一个环境传感器20的数据或信号可以用于验证由另一个环境传感器16、18检测的信息，和/或用于确定机动车10行驶的车道的曲率。
所述至少一个环境传感器16、18、20可以根据需要实现，并且包括前置摄像头、后置摄像头、侧面摄像头、雷达传感器、激光雷达传感器、超声传感器和/或惯性传感器。例如，环境传感器16可以以前置摄像头、雷达传感器，激光雷达传感器或超声传感器的形式实现。前摄像头特别适合放置在较高位置的环境传感器18，而布置在机动车10尾部的环境传感器20可以以后置摄像头、雷达传感器，激光雷达传感器或超声波传感器的形式实现。
电子控制装置ECU处理由位于机动车10上的环境传感器16、18、20得到的环境数据，以便获得实际交通状况下关于机动车10周围环境的信息。所述信息例如包括，机动车10实际行驶的车道的车道边界和标志，还有机动车10的环境中的另外的机动车或交通参与者。
因此，电子控制装置处理由位于机动车10上的环境传感器16、18、20得到的环境数据，以便检测机动车10行驶的车道，所述车道具有机动车10前方的第一和第二侧面车道边界。电子控制装置ECU附加地处理由位于机动车10上的环境传感器16、18、20得到的环境数据，以便检测被另外的机动车占据的车道，以及在机动车10前方、两侧和/或后方的侧面车道边界，所述被另外的机动车占据的车道与机动车10行驶的车道相邻，其中相邻意味着在相邻的车道之间还可能有一条或更多条其他车道。
为此，环境传感器16、18、20向控制系统12或电子控制装置ECU提供环境数据，该环境数据描述机动车10前方、两侧和后方的区域。控制系统12为此通过至少一个数据通道或总线(图1中以虚线表示)与至少一个环境传感器16、18、20相连。所述数据通道或总线可以借助电缆或无线地实现。
替代地或附加地，控制系统12或其电子控制装置ECU还可以从一个或更多个另外的辅助系统获得数据，例如用于机动车10的驾驶辅助系统或其他控制装置(图1中未示出)的电子控制装置24，所述数据指示机动车10以及其他机动车行驶的、具有侧面车道边界的车道，或者可以由此导出。因此，控制系统12可以使用通过另外的系统检测的数据和信息。
另外，控制系统12或其电子控制装置ECU利用环境传感器检测驾驶状况，也就是说，基于借助至少一个环境传感器16、18、20得到的环境数据。替代地或附加地，已经存在的辅助系统或电子控制装置24在此还可以提供数据和/或信息，其定义了驾驶状况，或者由其可以快速导出驾驶状况。
还可以设置和确定电子控制装置24，以便自动地和/或部分自动地控制机动车。在这种情况下，设置和确定控制系统12，将数据输出到电子控制装置24用于自动驾驶。控制系统12(或其ECU)特别地可以将数据输出到部件24，所述数据指示机动车10根据实际交通状况在其他走向应遵循的特定运动路径的走向。所述数据同样可以通过数据通道或总线由电缆连接或无线地传输。
所述由环境数据得到和提供给控制系统12的信息包括例如机动车10和/或在机动车10环境中另外的机动车，其分别在横向、纵向或横向或纵向组合方向上的位置和/或速度和/或加速度。此外，这心信息包括例如机动车10和其他机动车分别在所述方向上的相对速度和/或相对加速度。
参照图1可以看出，控制系统12与通信系统14通过虚线代表的数据通道或总线相连，进行双向数据交换。所述数据通道或总线可以借助电缆偶无线地实现。在通信系统14中可以合并多个例如负责监控机动车10的车辆内部状况的装置。所述多个装置可以分别是控制设备，其读取如传感器的特定信号源的信息，例如机动车10的压力传感器、温度传感器和/或转数传感器，并且将所得到的数据提供给控制系统12。控制系统12可以将这些数据再提供给驾驶辅助系统的电子控制装置24。因此，由通信系统14监控的变量可以用于部分自动和/或自动驾驶的决策过程。
参照图2进一步描述通信系统14。如图2所示，机动车10的通信系统14包括多个装置26、28。然而，所述装置的数量不限于图2中的两个示例性装置26、28。通信系统14可以包括多个其他装置，为了清楚起见图2中未示出。通信系统14还包括信号源30和传输通道32，信号源30与装置26、28相连。装置26、28在此彼此并联连接并且可以通过通信连接34互相通信。
每个装置26、28包括一个控制单元36、两个耦合单元38、40、一个监控单元42以及任选的信号处理单元44。耦合单元38、40的数量不限于两个；任选地，每个装置26、28还可以包括多于两个耦合单元38、40。在这种情况下，耦合单元38、40的数量特别可以是两个的倍数。
每个装置26、28的控制单元36与对应的装置26、28的监控单元42相连，并且设置用于与监控单元42交换数据。监控单元42与每个耦合单元38、40耦合。控制单元36附加地可以具有分别与对应的装置26、28的耦合单元38、40的通信连接(图2中以虚线表示)。因此，每个装置26、28的耦合单元38、40可以通过各个控制单元36和/或通过各个监控单元42进行驱动。
其中一个设计为高侧耦合单元38和另一个设计为低侧耦合单元40，通过耦合单元38、40可以将装置26、28分别与传输通道32耦合，即与其连接。换句话说，在需要时可以通过其控制设备36和/或通过监控单元42将各个装置26、28经由耦合单元38、40与传输通道隔离。耦合单元38、40分别代表开关部件。其可以设计成机电的和/或电子的。
因此，耦合单元38、40可以设计成为例如晶体管、继电器和/或二极管，其中本发明不限于此。耦合单元38、40可以例如由电子部件和机电部件的混合构成，例如由(半导体)继电器与光耦合器相连构成，以便可以是实现装置26、28和传输通道32之间的电流断开。
如果装置26、28中的一个通过其耦合单元38、40与传输通道32相连或通过其接收信号，则所述输入信号通过耦合单元38、40传导至任选的信号处理单元44。如果不存在所述耦合单元，则输入信号例如被直接发送到各个控制单元36。
信号处理单元44用于处理各个装置26、28的输入信号。为此，根据输入信号和/或根据装置26、28使用适当的测量变换器、测量放大器、A/D-转换器、D/A-转换器和/或其他部件，例如用于电流转换和/或电压转换。所述部件用于将输入信号转换成对应的装置26、28的控制单元36可以解读的数据形式。然而，这在本公开文本的范围内可以不是必须的。因此，替代地例如还可以要求已经经过处理的、即在对应的装置26、28的耦合单元38、40上可以由控制单元36解读的输入信号。所述装置26、28的信号处理单元44则是任选的，在图2中通过虚线框表示信号处理单元44。
信号处理单元44还可以包括测量电路(图2中未示出)。所述测量电路可以例如是用于电流测量、电压测量和/或功率测量的电路。设置和确定所述测量电路，以便测量对应的装置26、28的输入信号和/或经过处理的输入信号的电流和/或电压。为此，替代地还可以在信号处理单元44之外布置测量设备，但是是在装置26、28的内部。在后一种情况下，所述测量电路分别与对应的装置26、28的耦合单元38、40和控制单元36相连，例如插入其之间，其中任选地，可以存在与信号处理单元44(如果存在)的连接。
监控单元42用于监控各个装置26、28的系统功能和识别故障状态。特别地，设置监控单元42用于识别对应的装置26、28的控制单元36内部和/或其他部件的故障状态。所述故障状态在此可以是硬件相关的和/或软件相关的故障状态。如果对应的装置26、28的控制单元36和/或其他部件无法正常工作，则例如出现故障状态。
如果监控单元42识别到了故障状态，则发送信号通知对应的装置26、28的控制单元36。控制单元36可以通过对应的装置26、28的耦合单元38、40将对应的装置26、28的与传输通道32断开。
监控单元42可以被设计成看门狗监视程序-定时器或另外适当的计数器，其中本公开文本不限于此。除了基于软件的看门狗监视程序-定时器之外，特别地考虑集成到各个装置26、28中的硬件-看门狗监视程序-定时器。例如，可以将其设计成超时-看门狗监视程序、窗口-看门狗监视程序和/或智能看门狗监视程序。
控制单元36以规则的间隔向监控单元42发送信号，表示在对应的装置26、28内部的控制单元36或另外的部件没有故障状态(也称为功能故障)。设计成计数器的监控单元42，可以例如通过控制单元36实现，例如在结束系统部件的功能检验时通过增加或将计数器设置为特定的值，随后在没有故障的操作过程中在软件侧或硬件侧减少。如果计数器为零或者控制单元36没有及时通知看门狗监视程序-定时器，则出现或识别到故障状态。替代地，如果使用窗口-看门狗监视程序，则存在控制单元36对监控单元42进行反馈的时间窗口。智能看门狗监视程序要求控制单元36在挑战-反应-过程中做出正确回答。
在装置26、28内部识别到故障状态的情况下，可以通过将对应的装置26、28的耦合单元38、40与传输通道32断开，使得装置26、28隔离。另外的装置26、28(与出现故障的装置26、28并联连接)没有出现故障，其仍然可以借助耦合单元38、40访问传输通道32。
传输通道32在根据图2的实施例中被设计成双芯传输通道32。但是本公开文本不限于此。替代地，所述传输通道32可以例如是三芯或多于三芯的传输通道。传输通道32可以例如被设计成电流回路(也称为电流接口或电流回路接口)。在这种情况下，例如双绞、双芯电缆既可以是信号源30的电压供应(也成为能量供应)，也可以作为信号源30产生的信号的传输线。如果传输通道32被设计成三芯的，则额外的导线提供信号源30的电压供应。
传输通道32可以例如被设计成4-20mA的传感器界面(也称为4-20mA电流回路)。在这种情况下，设置信号源用于提供在4mA和20mA之间变化的输出电流。为了信号源30的能量供应，可以使用图2中未示出的装置26、28中之一内部的电压源或装置26、28之一的电压源自身，其通过传输通道32与信号源30相连。信号源30代表压控的电流源30，其将电源信号转换成电流信号。
信号源30的输出电流作为输入信号传入分别与信号源30通过传输通道32相连的装置26、28，其可以代表用于各个装置26、28或其控制单元36的模拟或数字信息。因此，信号源30例如可以连续产生4mA和20mA之间的电流信号，然后例如通过测量电路在接收装置26、28中将其作为分流器的电压降或直接作为电流进行测量。替代地还有可能通过信号源30仅产生对应数字信息的两个不同的电流电平。在这种情况下，有电流或没有电流作为二进制的信息。在后一种情况下，测量电路由各个装置26、28内部的电流测量电路构成，其测量各种电流电平(4mA；20mA)。各种电流电平可以例如在信号处理单元44中被转换成二进制信息，随后可以被控制单元36解读。
信号源30的输出信号可以由通信系统14的每个并联装置26、28读取。此外，每个装置26、28可以为信号源30提供能源。然而，根据本公开文本设置和确定通信系统14，在特定的时间点或者对于特定的时间段分别只有一个装置26、28可以通过其的耦合单元38、40访问传输通道32。其余的装置26、28至少在相连的装置26、28与传输通道32再次隔离之前都拒绝访问传输通道32。换句话说，只有一个装置26、28负责主动提供信号源30，而其余的装置26、28保持电无源，以便可以通过装置26、28无故障地选择性读取信号源30的输出信号。
在应用通信连接34的条件下，装置26、28在特定的时间点直接检测哪一个装置26、28可以访问传输信道32，从而获得信号源30的输出信号。为此可以确定或调整装置26、28或其控制单元36(其中一个或更多个)，哪一个装置26、28获得对传输通道32的访问。获得访问的装置26、28也负责通过传输通道32为信号源30提供能量。
可以例如基于适当的优先信息对哪一个装置26、28在特定的时间点获得对传输通道32的访问进行调整，并且特别包括装置26、28在特定时间点(也称为访问时间点)是否具有可以通过对应的监控单元42识别的故障状态。装置26、28之间的通信连接34可以任选地耦合仲裁器，其基于由装置26、28的控制单元36提供的信息(例如时间信息或优先信息)来决定哪一个装置26、28在特定的时间点获得对传输通道32的访问。
参考图3描述通信系统14的实现实施例。应当注意，为了清楚起见图2中所示的各个装置26、28的部件没有都示出，但是图3所示的通信系统14可以，但不一必包括左右根据图2的部件。
图3示意性地示出两个装置26、28，以用于车轮转速传感器30的控制设备26、28形式示出。车轮转速传感器30在这种情况下是用于机动车10的一个车轮的车轮转速传感器。传输通道32被设计成双芯电流接口形式。车轮转速传感器30是无源的车轮转速传感器30，其输出信号通过电流接口32选择性地通过两个控制设备26、28来读取。被读取的控制设备26、28同时为车轮转速传感器30提供能量。
电阻46可以例如是分流器，通过其由参照图2描述的测量电路测量电压降，该电压降与通过分流器的电流、各个控制设备26、28的输入信号或通过信号处理单元44处理的输入信号成比例。在这种情况下，测量电路被设计成电压测量电路。
设置根据图3的通信系统14，使得装置26、28选择性地，即交替地读取车轮转速传感器30的输出信号。换句话说，在特定的时间点或在特定的时间段内只有一个装置26、28可以主动访问车轮转速传感器30的电流信号。另外的装置26、28在所述时间点与电流回路断开。根据图3的通信系统14可以例如是机动车10的冗余的车轮打滑控制装置和/或车轮打滑调节装置的一部分。通过选择性地读取车轮转速传感器30的传感器信号，可以例如在控制设备26、28损坏的情况下继续运行车轮打滑调节装置，而不需要其他的车轮转速传感器。
为了给车轮转速传感器30提供必需的能量用于测量机动车10的车轮转数，两个装置26、28中的一个要不间断地通过各个耦合单元38、40与电流回路32相连。然而，这意味着各个与电流回路32相连的装置26、28在任何时间点必须不间断地(主动)读取和/或处理车轮转速传感器30的输出信号。对应的装置26、28可以只为车轮转速传感器30提供能量。
为了产生车轮转速传感器30的供给能量，还有供给电压，两个控制设备26、28分别具有内部电压源UB。所述电压源在根据图3的实施例中与控制设备26、28的各个供给电压UV1和UV2不同，但是他们也可以是相同的。例如使用适当的电压调节部件，可以从各个装置26、28的供给电压UV1、UV2获得车轮转速传感器30的供给电压。
在根据图3的实施例中，监控单元42被设计成整合在各个装置26、28中的看门狗监视程序-定时器。其与控制设备26、28的各个控制单元36(图3中未示出)耦合。监控单元42附加地具有与各个耦合单元38、40的通信连接。在根据图3的实施例中，耦合单元38、40自身构成自锁的n-通道-MOSFET。然而，本公开文本并不限于此。替代地，在此还可以使用双极晶体管或继电器或所有与图2所描述的用于耦合单元38、40相关的开关部件。
每个耦合单元38、40在此包括两个示例性的串联的MOSFET。替代地，耦合单元38、40的两个MOSFET也彼此并联连接。
在根据图3的实施例中设置和确定通信系统14，在连续运行过程中，特别是在机动车10行驶过程中为车轮转速传感器30提供连续不断和冗余的监控。为此，依据通过电流回路32提供的车轮转速传感器30的传感器信号，由各个装置26、28的控制单元36检测车轮转数。所述车轮转数可以随后提供给控制系统12和/或电子控制装置24，用于机动车10的驾驶辅助系统。为此可以省去冗余的传感装置，也就是说不必使用两个车轮转速传感器30，通信系统14用于从电流回路32冗余读取传感器信号的技术。
通信系统12的装置26和28要决定哪一个装置26、28在接下来特定的时间点应检测车轮转数。装置26、28为此通过通信通道34进行通信，并且确定哪一个装置26、28为车轮转速传感器30提供能量。如果相应的控制单元36或监控单元42识别到故障状态，装置26、28可以例如通过通信连接34向另外的装置26、28发送信号，通知电流回路32不能进行传感器30的供给和信号的读取。在这种情况下，相应的另外的装置26、28负责监控机动车10的车轮转数。
另外的调节方案(图中未示出)可以例如基于优先度，如果通信系统14通过多个装置26、28不只是应保证传感器30的传感器信号的冗余读取，而是必须读取不同装置26、28的车轮转数用于不同的任务(例如依据不同的时间规格必须进行处理)。在这种情况下，可以基于相应的装置26、28完成其对应的任务需要的时间得到适当的优先级，具有最短的完成任务的时间窗口的装置26、28可以作为第一装置26、28获得对电流回路32的访问。
如果装置26、28确定了哪一个装置26、28应通过内部产生的工作电压UB向车轮转速传感器30供应能量和读取车轮转速传感器30的输出信号，相应的装置26、28的控制单元36和/或监控单元42使其与电流回路32断开。这通过由控制单元36和/或监控单元42控制的相应的耦合单元38、40实现，使得装置26、28与电流回路32的电连接断开。换句话说，相应的装置26、28借助其耦合单元38、40与电流回路32隔离。
同时或基本上同时，另外的装置26、28通过其耦合单元38、40制造与电流回路32的连接。这又是通过控制单元36和/或监控单元42对相应的装置26、28的耦合单元38、40的适当控制来实现的。一旦建立了到电流回路32的连接，另外的装置26、28则可以通过电流回路32向车轮转速传感器30供应能量和读取车轮转速传感器30的输出信号。
如果监控单元42识别到向车轮转速传感器30供应能量和读取输出信号的装置26、28的故障状态，则所述装置26、28的耦合单元28、40如所述地与电流回路32解除耦合。
同时或基本上同时，另外的装置26、28通过通信连接34发送信号，通知在装置26、28内识别到故障状态。如果再另外的装置26、28内在所述时间点不存在故障状态，则两个装置26、28的控制单元36确定，另外的装置26、28承担向车轮转速传感器30供能和监控车轮转数，还有对车轮转速传感器30的传感器信号的评估。
图4示出用于在机动车内多个装置26、28之间进行通信的通信方法的流程图。所述多个装置26、28布置在机动车10内，并且通过传输通道32互相连接。传输通道32余信号源30耦合。所述通信方法可以例如通过前面所述的机动车10的通信系统14来执行。所有在所述通信系统范围内描述的特征也适用于所述通信方法。特别是所有前面描述关于以下方面的特征是可以转移的，监控单元42和对故障状态的识别，装置26、28在电流回路上的并联连接，装置26、28、耦合单元38、40和信号处理单元44以所述通信方法进行的通信。
在第一个步骤S10中，装置26、28的控制单元36促使装置26、28通过对应的装置26、28的至少两个耦合单元38、40在特定时间点与传输通道32相连。特别是基于对通信系统14描述的装置26、28互相之间通信的可能性，所述步骤S10可以通过装置26、28的控制单元36共同发起。
在第二个步骤S12中，装置26、28的控制单元36促使，另外的装置26、28通过另一个装置26、28对应的至少两个耦合单元38、40在特定时间点与传输通道32断开。所述特定时间点特别是相互连接的多个特定时间点，即特定的时间段。
在第三个步骤S14中，借助装置26、28的控制单元26评估传输通道32的信号，所述装置在特定时间点与传输通道36相连。
应该理解，步骤S10至S14的顺序不受限制。因此，例如在S10促使多个装置与传输通道连接之前，S12可以促使另外的装置与传输通道的断开。在步骤S10至S14之间可以插入其他步骤，在这些步骤之前或之后发生，特别是可以从关于通信系统14所述的特征得出的其他步骤。
根据图5的通信系统14对应根据图2的通信系统，并且以相同的方式工作，除了本段描述的区别之外。附图标记对应图2中的附图标记。在这个实施例中，每个装置26、28的控制单元36余对应的耦合单元38、40相连。每个装置26、28的监控单元42同样与对应的耦合单元38、40相连。监控单元42和控制单元36分别独立地互相监控，传输通道32上是否有期待的信号。如果装置26、28例如以主从模式运行，也就是说装置中的一个例如装置28作为主机优先访问传输通道32，监控单元42和控制单元36检验是否存在对应无故障情况的信号如4-20mA电流信号；并且装置26的耦合单元38、40根据从属模式运行不访问传输通道32，特别是不向传输通道32主动提供电势，即电无源地工作。通过控制单元36和监控单元42进行的监控可以在时间上交替实现。如果控制单元36或监控单元42检测到传输通道32上的一个故障，例如尽管另一个装置28采用主机模式运行，但没有出现期待的信号，其就发送信号通过故障级别或故障标志通知对应的另外的单元，并且促使原本在从属模-运行进行监控的装置26访问传输通道32。在主从模式运行中的角色分配可以在不改变电路的情况下，单纯通过装置26、28的配置设定，因为二者关系到通信系统14时构造相同。监控单元42和控制单元36既识别各个装置26、28自身的故障，也通过检验传输通道32识别对应另外的装置26、28中的故障。在监控传输通道的功能时是四倍冗余，在监控各个装置26、28中故障时是两倍冗余。耦合单元38、40的控制、去激活和/或信号源30的读取达到双倍冗余。
前面描述的方案以及构造和操作方面仅用于更好地理解结构、工作模式和特性；其不应将本公开限制于示例性实施例。附图部分是示意性的，以说明功能、操作原理、技术实施例和特征。在附图或文本中公开的每个工作模式、每个原理、每个技术实施例和每个特征可以与所有权利要求、文本和其他附图中的每个特征、包括在本公开文本中或由此产生的其他工作模式、原理、技术实施例、特征可以自由和根据需要组合，从而可以分配所描述的方案的所有可能组合。在此还包括文本中的所有单个实施例之间的组合，也就是说，包括在说明书的每个部分中，在权利要求和文本中不同方案之间的组合中，在权利要求和附图中。权利要求书也不限制本公开文本，因此不限制所有所示特征的可能组合。在此单独地并结合所有其他特征明确公开了所有公开的特征。

Claims (9)

1.一种用于机动车(10)的通信系统(14)，其包括：
-多个装置(26、28)；
-传输通道(32)，其将所述多个装置(26、28)相互连接；
-与所述传输通道(32)耦合的信号源(30)，其中每个装置(26、28)包括：
-控制单元(36)，其用于评估所述传输通道(32)的信号，和
-至少两个耦合单元(38、40)，其用于使相应的装置(26、28)与所述传输通道(32)连接，以及用于使相应的装置(26、28)与所述传输通道(32)断开，装置(26、28)的控制单元(36)设置成，在特定的时间点使得所述耦合单元(38、40)将不多于一个装置(26、28)与所述传输通道(32)连接，以及将另一个装置(26、28)与所述传输通道(32)断开，
其中每个装置(26、28)还包括于相应的控制单元(36)耦合的监控单元(42)，监控单元(42)设置成用于识别相应装置(26、28)的故障状态并向相应装置(26、28)的控制单元(36)发送信号，其中装置(26、28)的控制单元(36)设置成用于在特定的时间点使设备(26、28)的各个耦合单元(38、40)识别出故障状态，以使得相应的设备(26、28)与所述传输通道(32)断开。
2.根据权利要求1所述的通信系统(14)，其中所述装置(26、28)之一所包括的控制单元(36)和/或监控单元(42)分别设置成，相应的装置(26、28)的耦合单元(38、40)使相应的装置(26、28)与所述传输通道(32)连接，以及用于使相应的装置(26、28)与所述传输通道(32)断开。
3.根据权利要求1或2所述的通信系统(14)，其中多个装置(26、28)通过所述传输通道(36)相互并联连接。
4.根据权利要求1或2所述的通信系统(14)，其中信号源(30)包括能够切换的电流源，其通过至少一个装置(26、28)经由所述传输通道(32)供应能量。
5.根据权利要求1或2所述的通信系统(14)，其中所述多个装置(26、28)设置成，其通过所述多个装置(26、28)之间的通信来检测不多于一个装置(26、28)。
6.根据权利要求1或2所述的通信系统(14)，其中每个装置(26、28)的所述至少两个耦合单元(38、40)包括高侧-耦合单元(38)和低侧-耦合单元(40)。
7.根据权利要求1或2所述的通信系统(14)，其中每个装置(26、28)还包括信号处理单元(44)，所述信号处理单元设置成(44)用于接收传输通道(32)的信号并以限定的格式提供给对相应的装置(26、28)的所述控制单元(36)。
8.一种用于在机动车(10)中的多个装置(26、28)之间通信的方法，其中在机动车(10)内布置所述多个装置(26、28)并且通过传输通道(32)使得所述多个装置(26、28)互相连接，其中所述传输通道(32)与信号源(30)耦合，并且其中所述方法包括：
-步骤S10，其中通过所述装置(26、28)的控制单元(36)促使所述装置(26、28)中的一个通过相应的装置(26、28)的至少两个耦合单元(38、40)在特定的时间点与所述传输通道(32)连接；
-步骤S12，其中通过所述装置(26、28)的所述控制单元(36)促使另一个装置(26、28)通过另一个装置(26、28)的相应的至少两个耦合单元(38、40)在特定的时间点与所述传输通道(32)断开；和
-步骤S14，其中借助所述装置(26、28)的控制单元(36)评估所述传输通道(32)的信号，所述装置(26、28)在特定时间点与所述传输通道(32)连接。
9.一种机动车(10)，其包括根据权利要求1至7中任一项所述的通信系统(14)。
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