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Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung, insbesondere eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Sensor und einer Kommunikationseinrichtung, die einen Parallel-Seriell-Umsetzer implementiert, um über wenigstens eine erste Schnittstelle der Kommunikationseinrichtung gemäß einem ersten Protokoll bereitgestellte Messdaten, insbesondere Bilddaten, des Sensors über ein differentiell betriebenes Kommunikationsleitungspaar oder eine einzelne Kommunikationsleitung an eine Steuereinrichtung zu übertragen. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Sensoreinrichtung in einem Kraftfahrzeug.
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In Kraftfahrzeugen werden zunehmend bildgebende Sensoren genutzt, beispielsweise kamerabasierte Sensorsysteme, insbesondere LIDAR-Systeme. Häufig werden hierbei die Bilddaten dieser Sensoren an ein zentrales Steuergerät für Fahrerassistenzsysteme gesendet. Die großen anfallenden Datenmengen bildgebender Sensoren können hierbei jedoch unter Umständen zu einer aufwändigen Verkabelung im Fahrzeug führen.
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Zur Übertragung von Bilddaten zu verschiedenen Monitoren ist es hierbei bekannt, Paare aus Parallel-Seriell-Umsetzern und Seriell-Parallel-Umsetzern zu nutzen, um eine serielle Datenübertragung zu nutzen und somit den Verkabelungsaufwand zu reduzieren. Beispielsweise wird in der Druckschrift
US 10063904 B2 ein Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) genutzt, um den Monitorinhalt eines Monitors auf einem zweiten Monitor zu spiegeln. Eine konkrete Implementierung einer solchen Verbindung ist beispielsweise in dem Datenblatt des Seriell-Parallel-Umsetzers MAX9268 der Firma MAXIM Integrated Products, Inc. beschrieben (https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX9268.pdf).
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Neben der Datenübertragung von Bilddaten zu dem zentralen Steuergerät mit hohen Datenübertragungsraten soll typischerweise auch eine bidirektionale Kommunikation zu dem Sensor implementiert werden, beispielsweise um Diagnosefunktionen auszulösen bzw. eine Datenübertragung zu Diagnosezwecken zu ermöglichen und/oder eine interne Software der Sensoreinrichtung zu konfigurieren bzw. zu aktualisieren. Diese zusätzliche Verbindung wird üblicherweise über ein normales Bus-System des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einen CAN-Bus, implementiert. Da derartige Bus-Systeme jedoch bislang keine ausreichenden Übertragungsgeschwindigkeiten erreichen, um auch Bild- bzw. Videodaten des Sensors mit ausreichender Auflösung und Bildrate zu übertragen, ist es erforderlich, dass die Sensoreinrichtung über zwei verschiedene Kommunikationssysteme mit der Steuereinrichtung kommuniziert, was einerseits den Aufwand zur Implementation der Sensoreinrichtung und andererseits den Verkabelungsaufwand im Kraftfahrzeug erhöht.
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Aus der Druckschrift
US 2014/0247355 A1 ist ein Bildgebungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Kamera bekannt. Zum Datenaustausch zwischen der Kamera und einer Empfangseinrichtung kann ein differentiell genutztes Kommunikationsleitungspaar genutzt werden. Der Rückkanal, also die Kommunikation zur Kamera hin, kann dazu genutzt werden, Steuerdaten zu übertragen. Eine bidirektionale Kommunikation von Steuerdaten kann über ein I
2C- oder UART-Protokoll erfolgen.
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Aus der Druckschrift
US 2015/0042807 A1 ist ein Ansatz zur Kommunikation einer Kamera mit einer Haupteinheit bekannt, bei der über eine LVDS-Verbindung zwischen der Kamera und der Haupteinheit sowohl Bilddaten als auch Steuerdaten übertragen werden. Videodaten und über das I
2C-Protokoll übertragene Steuerdaten werden serialisiert und gemeinsam über die LVDS-Verbindung übertragen.
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Die Druckschrift
US 2017/0237937 A1 lehrt eine Videobildgebungseinrichtung, die eine Kamera und ein Zentralmodul umfasst. Die Kommunikation zwischen den beiden Einrichtungen erfolgt über ein bidirektional genutztes LVDS-Kabel. Neben Bilddaten können auch andere Daten über dieses Kabel übertragen werden.
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Ein Kamerasystem mit einer Kamera und einer Steuereinrichtung ist aus der Druckschrift
US 2018/0324386 A1 bekannt. Die Kommunikation erfolgt über einen Multiplexer, der sowohl kameraseitig als auch steuerungseinrichtungsseitig mehrere Mehrzweckeingänge und Mehrzweckausgänge aufweist. Zur Übertragung von Bilddaten genutzte kameraseitige Eingänge können zudem ebenfalls zur Übertragung weiterer Daten genutzt werden.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Sensoreinrichtung anzugeben, deren Kommunikation mit einer Steuereinrichtung mit geringem Aufwand umgesetzt werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoreinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei der Sensor zusätzlich mit einer zweiten Schnittstelle der Kommunikationseinrichtung gekoppelt ist, um gemäß einem von dem ersten Protokoll unterschiedlichen zweiten Protokoll, das ein Netzwerkprotokoll, nämlich das Internetprotokoll, ist, Zusatzdaten über die Kommunikationseinrichtung von der Steuereinrichtung zu empfangen und/oder an die Steuereinrichtung zu senden, wobei die Kommunikationseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Zusatzdaten über das Kommunikationsleitungspaar oder die Kommunikationsleitung an die Steuereinrichtung zu übertragen und/oder von der Steuereinrichtung zu empfangen.
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Es wird somit vorgeschlagen, zusätzlich zu den Messdaten, also insbesondere den Bilddaten, des Sensors Zusatzdaten, also beispielsweise Steuerdaten, Diagnosedaten, Softwareupdates oder Ähnliches, über das gleiche Kommunikationsleitungspaar bzw. die gleiche Kommunikationsleitung zu übertragen. Dies ermöglicht es insbesondere, dass auf eine separate Kommunikationsverbindung zum Austausch dieser Daten, beispielsweise über einen CAN-Bus, verzichtet werden kann. Die Sensoreinrichtung kann somit insbesondere mit geringerem Verkabelungsaufwand in das Kraftfahrzeug integriert werden und es kann auch möglich sein, die zur Kommunikation dienenden Komponenten der Sensoreinrichtung und der Steuereinrichtung einfacher auszugestalten.
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Eine Übertragung von Zusatzdaten von der Kommunikationseinrichtung zu der Steuereinrichtung kann insbesondere erfolgen, indem ein Multiplexing, insbesondere ein Zeitmultiplexing, der Messdaten und der Zusatzdaten erfolgt. Da durch einen Parallel-Seriell-Umsetzer bereits typischerweise ein Zeitmultiplexing verschiedener paralleler Datenströme erfolgt, kann dieses Multiplexing mit geringem technischen Aufwand derart erweitert werden, dass zusätzlich die Zusatzdaten übertragen werden können. Für die umgekehrte Übertragungsrichtung kann ebenfalls ein Zeitmultiplexverfahren genutzt werden. Da ein Übertragungskanal für die Zusatzdaten typischerweise eine erheblich geringere Bandbreite erfordert als der Übertragungskanal für die Sensordaten und somit im Rahmen der Seriellisierung bzw. des Multiplexings nur ein Bruchteil der Übertragungszyklen zur Übertragung von Zusatzdaten genutzt wird, kann in diesem Fall, obwohl im Rahmen der physikalischen Übertragung ein Halbduplexverfahren genutzt wird, das zweite Protokoll an der zweiten Schnittstelle als Vollduplexverfahren verwendet werden. Dies wird dadurch ermöglicht, dass beispielsweise Zeitscheiben für ein Senden der Zusatzdaten und für ein Empfangen der Zusatzdaten um ein Zeitintervall zueinander versetzt sind, das kleiner oder gleich der Übertragungsrate der zweiten Schnittstelle ist, so dass im Rahmen der Zeitauflösung des zweiten Protokolls eine Gleichzeitigkeit realisiert wird.
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Alternativ könnten, insbesondere zur Übertragung von Zusatzdaten von der Steuereinrichtung zu der Kommunikationseinrichtung, auch andere Ansätze genutzt werden. Beispielsweise könnten die Zusatzdaten derart über ein Kommunikationsleitungspaar übertragen werden, dass das Potential beider Kommunikationsleitungen bezüglich eines Referenzpotentials oder der Absolutwert des Potentialunterschieds der Kommunikationsleitungen in Abhängigkeit der Zusatzdaten vorgegeben wird, während ein Vorzeichen des Spannungsdifferentials zwischen den Kommunikationsleitungen des Kommunikationsleitungspaars in Abhängigkeit der Messdaten vorgegeben wird oder Ähnliches.
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Das zweite Protokoll ist ein Netzwerkprotokoll, nämlich das Internetprotokoll. Das Internetprotokoll, auch IP-Protokoll, ist ein Protokoll der Vermittlungsschicht (Network Layer) im ISO/OSI-Schichtenmodell bzw. der Internet- bzw. Netzwerkschicht im TCP/IP-Schichtenmodell. Es kann beispielsweise IPv4 oder IPv6 als zweites Protokoll verwendet werden. Netzwerkprotokolle können insbesondere einzelnen Einrichtungen im Netz eine Netzwerkadresse zuordnen, über die diese ansprechbar sind. Durch eine Maskierung bestimmter Adresssegmente kann ein Netzwerk in Subnetze aufgeteilt werden.
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Eine Nutzung des Netzwerkprotokolls als zweites Protokoll kann insbesondere vorteilhaft sein, da der Sensor in diesem Fall zur Diagnosezwecken über das Diagnostics over Internet Protocol (DoIP) angesprochen werden kann, das in der ISO-Norm 13400-2 spezifiziert ist.
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Wird das zweite Protokoll auch steuereinrichtungsseitig bereitgestellt, beispielsweise indem die Zusatzdaten steuereinrichtungsseitig von den Messdaten separiert werden, kann ein Tunnel für das zweite Protokoll bereitgestellt werden, wodurch auf einem Netzwerkprotokoll aufsetzende Diagnoseansätze genutzt werden können, obwohl der einzelne Sensor bzw. die Sensoreinrichtung nicht unmittelbar an einem entsprechenden Netzwerk angeschlossen ist, sondern ausschließlich über den beschriebenen Tunnel mit diesem gekoppelt ist.
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Die Kommunikationseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, das zweite Protokoll auf ein serielles, insbesondere asynchrones, Schnittstellenprotokoll umzusetzen, um die Zusatzdaten über das Kommunikationsleitungspaar oder die Kommunikationsleitung zu übertragen. Das serielle Schnittstellenprotokoll kann Schnittstellenprotokollen entsprechen, wie sie üblicherweise durch Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) implementiert werden. Hierbei werden Nachrichten gemäß dem zweiten Protokoll insbesondere in eine zu übertragende Bitfolge umgesetzt, die anschließend, beispielsweise durch ein Zeitmultiplexing, mit einer die Messdaten beschreibenden Bitfolge zusammengeführt werden kann. Dies ermöglicht es, die gemeinsame Übertragung von Messdaten und Zusatzdaten besonders einfach umzusetzen. Beispielsweise implementiert der eingangs erwähnte Seriell-Parallel-Umsetzer neben breitbandigen Kanälen zur Bildübertragung bereits einen UARTkonformen Datenübertragungskanal, der genutzt werden kann, um den mit diesem kommunizierten Parallel-Seriell-Umsetzer zu konfigurieren. Es wird vorgeschlagen, einen entsprechenden Datenstrom stattdessen zur Übertragung von Zusatzdaten zu- bzw. von einem Sensor zu nutzen, wobei hierdurch insbesondere ein Tunnel für ein Netzwerkprotokoll implementiert werden kann. Eine Kommunikation mit einem Netzwerkprotokoll über ein serielles, insbesondere asynchrones, Schnittstellenprotokoll, kann beispielsweise mit Hilfe des Serial Line Internet Protocol (SLIP) oder des Point-to-Point Protocol (PPP) realisiert werden.
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Beim Empfang von Zusatzdaten durch die Sensoreinrichtung kann eine Konfiguration des Sensors verändert oder eine Diagnosefunktion des Sensors ausgelöst werden. Alternativ oder ergänzend können als Zusatzdaten Diagnosedaten an die Steuereinrichtung gesendet werden. Zu Diagnosezwecken kann insbesondere das bereits oben genannte Diagnostics over Internet Protocol genutzt werden. Diagnosefunktionen können beispielsweise bestimmte Erfassungsaufgaben durchführen, die Rückgabe fester Daten zur Prüfung der Kommunikation anfordern oder Ähnliches. Eine Veränderung der Sensorkonfiguration kann insbesondere dazu dienen, eine sensorseitige Software zu aktualisieren. Ergänzend oder alternativ kann jedoch auch ein Betriebsmodus des Sensors geändert werden, ein Erfassungsbereich verändert werden, beispielsweise durch Ansteuern eines entsprechenden Aktors oder Beamforming, oder Ähnliches.
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Zu Diagnosezwecken kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn der Sensor mit einer fahrzeugexternen Einrichtung kommuniziert. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung beispielsweise einfach dadurch ermöglicht, dass die Steuereinrichtung über ein Netzwerk mit der fahrzeugexternen Einrichtung verbunden wird. Über dieses Netzwerk und den oben beschriebenen Tunnel kann die fahrzeugexterne Einrichtung über das zweite Protokoll mit dem Sensor kommunizieren.
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Der Sensor kann insbesondere ein bildgebender Sensor, insbesondere ein Laserscanner, sein, wobei die Messdaten Bilddaten sind. Bilddaten können beispielsweise über mehrere parallele Leitungen zu der Kommunikationseinrichtung geführt werden und dort mit Hilfe des Parallel-Seriell-Umsetzers über das Kommunikationsleitungspaar bzw. die Kommunikationsleitung übertragen werden.
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Die Bereitstellung der Messdaten an die Kommunikationseinrichtung und/oder die Übertragung von Daten über das Kommunikationsleitungspaar kann vorzugsweise gemäß dem Low Voltage Differential Signaling (LVDS)-Standard erfolgen, der gemäß ANSI/TIA/EIA-644-1995 standardisiert ist. Durch Nutzung differentieller Signalpegel und relativ geringer Spannungspegel und insbesondere relativ geringer Spannungsdifferenzen zwischen den verschiedenen Signalisierungszuständen kann hierbei eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit erreicht werden.
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Neben der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäß Sensoreinrichtung und eine Steuereinrichtung, die über das Kommunikationsleitungspaar oder die Kommunikationsleitung mit der Sensoreinrichtung kommuniziert. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug mehrere Sensoren bzw. Sensoreinrichtungen umfassen. Mehrere Sensoren können zu einer Sensoreinrichtung zusammengefasst sein und über eine gemeinsame Kommunikationseinrichtung mit der Steuereinrichtung kommunizieren, die Kommunikationseinrichtung kann jedoch alternativ oder ergänzend auch mit Kommunikationseinrichtungen mehrerer der Sensoreinrichtungen verbunden sein. Die Kommunikation zwischen Sensoreinrichtung und Steuereinrichtung erfolgt vorzugsweise ausschließlich über das Kommunikationsleitungspaar bzw. die Kommunikationsleitung. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann mit Merkmalen weitergebildet werden, die vorangehend mit Bezug zur erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung erläutert wurden. Hierdurch können die dort genannten Vorteile erreicht werden.
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Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise einen Seriell-Parallel-Umsetzer, der dazu eingerichtet ist, die Messdaten oder von den Messdaten abhängige Bilddaten aus dem über das Kommunikationsleitungspaar oder die Kommunikationsleitung bereitgestellten Datenstrom zu rekonstruieren. Insbesondere können durch den Seriell-Parallel-Umsetzer mehrere parallele Ströme von Messdaten, die an die Kommunikationseinrichtung bereitgestellt wurden, aus dem empfangenen Datenstrom extrahiert werden und/oder die Messdaten können von den Zusatzdaten separiert werden.
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Die Steuereinrichtung kann eine Steuereinrichtungsschnittstelle zur Kommunikation mit einer kraftfahrzeugseitigen oder kraftfahrzeugexternen Einrichtung über das zweite Protokoll umfassen. Insbesondere kann hierdurch, wie obig erläutert, ein Tunnel für Daten bzw. Datenpakete des zweiten Protokolls bereitgestellt werden, um diese gemäß dem zweiten Protokoll von der Steuereinrichtung bzw. der kraftfahrzeugseitigen oder kraftfahrzeugexternen Einrichtung zu dem jeweiligen Sensor und/oder umgekehrt zu übertragen.
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Die Steuereinrichtung und die Kommunikationseinrichtung können derart eingerichtet sein, dass eine von der kraftfahrzeugseitigen oder kraftfahrzeugexternen Einrichtung über das zweite Protokoll gesendete, an die Sensoreinrichtung adressierte Nachricht über die zweite Schnittstelle an den Sensor übertragen wird und/oder dass durch den Sensor Zusatzdaten gemäß dem zweiten Protokoll über die zweite Schnittstelle an die kraftfahrzeugseitige oder kraftfahrzeugexterne Einrichtung übertragbar sind. Das beschriebene Vorgehen ist insbesondere vorteilhaft, wenn das zweite Protokoll ein Netzwerkprotokoll ist. In diesem Fall wird eine Kommunikation der kraftfahrzeugseitigen bzw. kraftfahrzeugexternen Einrichtung mit den einzelnen Sensoren über das Netzwerkprotokoll ermöglicht, ohne dass die Sensoren unmittelbar physikalisch an dem Netzwerk angebunden sein müssen.
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Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Sensoreinrichtung in einem Kraftfahrzeug, das die Sensoreinrichtung und eine Steuereinrichtung umfasst, wobei ein differentiell betriebenes Kommunikationsleitungspaar oder eine einzelne Kommunikationsleitung, das oder die die Sensoreinrichtung mit der Steuereinrichtung verbindet, dazu verwendet wird, sowohl Messdaten, die von einem Sensor der Sensoreinrichtung über eine erste Schnittstelle gemäß einem ersten Protokoll an eine Kommunikationseinrichtung der Sensoreinrichtung bereitgestellt werden, als auch Zusatzdaten, die durch den Sensor über eine zweite Schnittstelle der Kommunikationseinrichtung gemäß einem von dem ersten Protokoll unterschiedlichen zweiten Protokoll, das ein Netzwerkprotokoll, nämlich das Internetprotokoll, ist, an die Steuereinrichtung übertragen und/oder von dieser empfangen werden, zwischen der Steuereinrichtung und der Kommunikationseinrichtung zu übertragen. Die zur erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung bzw. zum erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug erläuterten Merkmale und Einzelheiten lassen sich mit den dort genannten Vorteilen auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
- 2 eine Detailansicht des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs, die insbesondere ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung und deren Kommunikation mit einer Steuereinrichtung zeigt, und
- 3 einen in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 nutzbaren Protokollstapel.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 1, das eine Sensoreinrichtung 2, beispielsweise einen LIDAR-Sensor oder einen anderen bildgebenden Sensor, und eine Steuereinrichtung 3, die Messdaten, insbesondere Bilddaten, des Sensors 2 verarbeitet, beispielsweise um eine Fahrerassistenzsystem zu implementieren und/oder um Bilddaten für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 auszugeben, umfasst. Die Kommunikation zwischen der Sensoreinrichtung 2 und der Steuereinrichtung 3 erfolgt ausschließlich über ein differentiell betriebenes Kommunikationsleitungspaar 4. Alternativ wäre es möglich, die Kommunikation ausschließlich über eine einzelne Kommunikationsleitung zu führen. Das Kommunikationsleitungspaar 4 bzw. die Kommunikationsleitung überträgt hierbei einerseits die Messdaten des Sensors 2 mit hoher Datenrate. Andererseits können über das Kommunikationsleitungspaar 4 bzw. die Kommunikationsleitung zusätzlich Zusatzdaten von der Sensoreinrichtung 2 zu der Steuereinrichtung 3 und umgekehrt übertragen werden, um beispielsweise eine Diagnose des Sensors und/oder ein Softwareupdate des Sensors durchzuführen. Die Messdaten können insbesondere in der Steuereinrichtung 3 selbst verarbeitet werden, jedoch auch an nicht gezeigte weitere Einrichtungen im Kraftfahrzeug 1 bereitgestellt werden. Zu Diagnose- bzw. Updatezwecken kann eine kraftfahrzeugseitige Einrichtung 5 und/oder eine kraftfahrzeugexterne Einrichtung 6, beispielsweise ein im Rahmen des Service des Kraftfahrzeugs 1 genutzte Diagnoseeinrichtung, verwendet werden, die beispielsweise über ein Netzwerkprotokoll, insbesondere das Internetprotokoll, mit dem Sensor kommunizieren kann, wobei durch die Steuereinrichtung 3 und eine Kommunikationseinrichtung der Sensoreinrichtung hierfür ein Tunnel implementiert wird, wie im Folgenden noch genauer erläutert werden wird.
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2 zeigt die für die Kommunikation über das Kommunikationsleitungspaar 4 relevanten Komponenten der Sensoreinrichtung 2 und der Steuereinrichtung 3. Der Sensor stellt seine Messdaten über ein erstes Protokoll an eine erste Schnittstelle 10 einer Kommunikationseinrichtung bereit. Im gezeigten Beispiel werden die Messdaten über drei Paare von differentiell betriebenen Kommunikationsleitungen 11 gemäß dem bereits beschriebenen Low Voltage Differential Signaling, beispielsweise über eine PCI Express-Schnittstelle, bereitgestellt. Durch einen Parallel-Seriell-Umsetzer 9 werden die parallel bereitgestellten Datenströme in einen seriellen Datenstrom umgesetzt, insbesondere durch ein Zeitmultiplexverfahren. In der Steuereinrichtung 3 wird der resultierende Datenstrom durch einen Seriell-Parallel-Umsetzer 12 wieder in mehrere parallele Datenströme aufgeteilt und an einen Prozessor 13 bereitgestellt, um die Messdaten zu verarbeiten und beispielsweise eine Fahrerassistenz in Abhängigkeit der Messdaten zu implementieren. Die Übertragung zwischen Seriell-Parallel-Umsetzer 12 und Prozessor 13 kann ebenfalls über einen Low Voltage Differential Signaling, beispielsweise über eine PCI Express-Schnittstelle, erfolgen.
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Das beschriebene Multiplexing der parallelen Datenströme der Messdaten erfolgt derart, dass zwischen Zeitintervallen, während denen die Messdaten übertragen werden, Zeitlücken verbleiben, in denen Zusatzdaten über das differentiell betriebene Kommunikationsleitungspaar 4 von der Kommunikationseinrichtung 8 zu der Steuereinrichtung 3 oder umgekehrt übertragen werden können. Dies dient insbesondere zur Diagnose des Sensors 7 bzw. zur Aktualisierung einer Steuersoftware des Sensors. Die Zusatzdaten können beispielsweise dazu dienen, eine einfache Kommunikation zwischen der fahrzeugexternen Einrichtung 6 und dem Sensor 7 zu ermöglichen. Das beschriebene Vorgehen kann auch zur Kommunikation zwischen der in 1 gezeigten kraftfahrzeugseitigen Einrichtung 5 und dem Sensor 7 genutzt werden, wobei dieser Kommunikationspfad aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt ist.
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Die Kommunikationsverbindung zwischen der kraftfahrzeugexternen Einrichtung 6 bzw. der kraftfahrzeugseitigen Einrichtung 5 und dem Sensor 7 erfolgt über ein Netzwerkprotokoll, insbesondere das Internetprotokoll. Somit kann der Sensor 7 mit einer zweiten Schnittstelle 14 der Kommunikationseinrichtung 8 und die kraftfahrzeugseitige Einrichtung 5 bzw. die kraftfahrzeugexterne Einrichtung 6 mit der Steuereinrichtungsschnittstelle 15 jeweils über dieses Netzwerkprotokoll kommunizieren. Um eine Übertragung der Zusatzdaten über das differentiell betriebene Kommunikationsleitungspaar 4 gemeinsam mit den Messdaten zu ermöglichen, sind hierbei jedoch die Schnittstelleneinrichtungen 17, 18 vorgesehen, die dazu dienen, das Netzwerkprotokoll auf ein asynchrones Schnittstellenprotokoll, wie es beispielsweise durch UART-Schnittstellen bereitgestellt wird, umzusetzen.
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Der genutzte Protokollstack gemäß des ISO/OSI-Schichtenmodells ist in 3 dargestellt. Hierbei sind für die kraftfahrzeugexterne Einrichtung 6, die Steuereinrichtung 3 und die Sensoreinrichtung 2 jeweils ausschließlich die Bitübertragungsschicht 19, 20, 21, 22, die Sicherungsschicht 23, 24, 25, 26, die Netzwerkschicht 27, 28, 29, 30, die Transportschicht 31, 32, 33, sowie die Anwendungsschicht 34, 35, 36 dargestellt. Die verbleibenden Schichten sollen nicht diskutiert werden, da sie für das konkret beschriebene Vorgehen nicht relevant sind. Die Kommunikation wird am Beispiel einer Diagnose über das Diagnostics over Internet Protocol beschrieben. Alternativ könnte sie beispielsweise genutzt werden, um eine Software des Sensors 7 zu aktualisieren oder Ähnliches.
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In der Anwendungsschicht 34 der kraftfahrzeugexternen Einrichtung 6 wird eine Anwendung ausgeführt, die es einem Benutzer erlaubt, Diagnosebefehle an den Sensor 7 zu senden und entsprechende Diagnoseresultate darzustellen. Um dies umzusetzen, kann beispielsweise auf allen Transportschichten 31, 32, 33 das TCP-Protokoll und auf allen Netzwerkschichten 27, 28, 29, 30 das Internetprotokoll genutzt werden. Für die unteren Protokollschichten 20, 21, 24, 25, 28, 29 werden auf der Steuereinrichtung 3 vorzugsweise zwei Protokollstapel implementiert, um beispielsweise separate Netze für die Kommunikation mit der kraftfahrzeugexternen Einrichtung 6 und einer oder insbesondere mehreren Sensoreinrichtungen 2 bereitzustellen.
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Für das Netz, das die fahrzeugexterne Einrichtung 6 mit der Steuereinrichtung 3 verbindet, kann in der Sicherungsschicht 23, 24 und der Bitübertragungsschicht 19, 20 ein Ethernet-Protokoll genutzt werden, um eine einfache Verbindung mit Standardkomponenten zu ermöglichen.
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Zur Datenübertragung zwischen der Sensoreinrichtung 2 und der Steuereinrichtung 3 kann, wie vorangehend erläutert, ein UART-Protokoll in der Bitübertragungsschicht 21, 22 verwendet werden. Der resultierende serielle Datenstrom kann, wie vorangehend erläutert, insbesondere mit Hilfe eines Zeitmultiplexing, zwischen der Übertragung der Messdaten, über das differentiell betriebene Kommunikationsleitungspaar 4 übertragen werden, wobei hierfür beispielsweise Low Voltage Differential Signaling genutzt werden kann. Die Sicherungsschicht 25, 26 kann hierbei beispielsweise über das Serial Line Internet Protokoll oder auch ein Point-to-Point Protokoll implementiert werden.
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Insbesondere, wenn durch die Steuereinrichtung 3 ein Routing zwischen den beiden beschriebenen Netzen erfolgt, ist somit die Kommunikation für Anwendungen, die in den Anwendungsschichten 34, 35, 36 ausgeführt werden, vollständig transparent und nicht von einer normalen TCP/IP-Verbindung zu unterscheiden. Somit kann beispielsweise zu Diagnosezwecken in den Anwendungsschichten 34, 36 eine Diagnoseapplikation durchgeführt werden, die das Diagnostics over Internet Protocol nutzt. Ebenso kann beispielsweise ein Softwareupdate einer Sensorsoftware über übliche Protokolle erfolgen. Es ist hierbei möglich, dass eine auf der kraftfahrzeugexternen Einrichtung 6 ausgeführte Anwendung die einzelnen Sensoreinrichtungen 2 direkt adressiert. Es ist jedoch beispielsweise auch möglich, dass in der Anwendungsschicht 35 der Steuereinrichtung 3 eine Abstraktionsschicht implementiert wird, die beispielsweise ein gemeinsames Updaten aller Sensoreinrichtungen 2 ermöglicht oder dass beispielsweise zur Nutzung von Diagnose- und Updatefunktionen durch ein auf der Steuereinrichtung 3 ausgeführtes Programm Informationen über verbaute und diagnostizierbare bzw. updatebare Sensoreinrichtungen 2 an die kraftfahrzeugexterne Einrichtung 6 bereitgestellt werden. Selbstverständlich kann die Netzwerkverbindung zwischen der kraftfahrzeugexternen Einrichtung 6 und der Steuereinrichtung 3 auch genutzt werden, um die Software der Steuereinrichtung 3 zu aktualisieren und/oder eine Diagnose der Steuereinrichtung 3 durchzuführen.
