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JP2019528625A - データパケットをセンサから制御装置へ伝送するための方法、センサおよび制御装置 - Google Patents

データパケットをセンサから制御装置へ伝送するための方法、センサおよび制御装置 Download PDF

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JP2019528625A
JP2019528625A JP2019509502A JP2019509502A JP2019528625A JP 2019528625 A JP2019528625 A JP 2019528625A JP 2019509502 A JP2019509502 A JP 2019509502A JP 2019509502 A JP2019509502 A JP 2019509502A JP 2019528625 A JP2019528625 A JP 2019528625A
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Abstract

本発明は、データパケット(108)をセンサ(104)から制御装置(102)へペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)を介して伝送するための方法に関し、この場合、送信ステップにおいて、制御装置(102)により同期化されたセンサインタフェース(100)の操作モードでデータパケット(108)がセンサ(104)からセンサインタフェース(100)を介して操作モードの伝送期間のタイムウィンドウ内に送信され、および伝送期間内に、伝送期間の少なくとも1つの他のタイムウィンドウ内にデータパケット(108)がセンサ(104)から再び送信される。【選択図】図1

Description

本発明は、独立形式請求項に記載の制御装置または方法を基礎とする。コンピュータプログラムもまた本発明の対象である。
非遮蔽ケーブルを介してのデータ伝送は、電磁影響により妨害されることがある。データパケットが妨害されたとき、データパケットは再送されてもよい。しかしながら、このために長い通信時間が必要となり、その間は他のデータパケットは伝送可能ではない。
この背景から、ここに紹介された手法を用いて、データパケットを、センサから制御装置へ伝送する方法、さらにこの方法を使用したセンサおよび制御装置、並びに最後に主請求項に記載の対応コンピュータプログラムが紹介される。引用形式請求項に記載の手段により、独立形式請求項に記載の制御装置の有利な変更態様および改善が可能である。
データパケットを少なくとも一回高い確率で正確に伝送するために、妨害されたデータパケットは破棄されてもよいように、データパケットは相前後して複数回送信可能である。特に、複数のセンサのデータパケットを伝送するために適したペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)の場合、制御装置の追加問い合わせによる時間損失を発生させることなくデータパケットを冗長に伝送させるために、個々のセンサを接続するとき、センサインタフェースの余剰通信容量が使用されてもよい。
データパケットをセンサから制御装置へ周辺センサインタフェース、特にペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)を介して伝送するための方法が紹介され、この場合、送信ステップにおいて、制御装置により同期化されたセンサインタフェースの操作モードでデータパケットがセンサからセンサインタフェースを介して操作モードの伝送期間のタイムウィンドウ内に送信され、および伝送期間内に、伝送期間の少なくとも1つの他のタイムウィンドウ内にデータパケットがセンサから再び送信される。
ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)とは、二線式電気導線を使用してセンサを制御装置に接続するインタフェースと理解されてもよい。ペリフェラルセンサインタフェース5(Peripheral Sensor Interface 5)は強靭な通信プロトコルを有する。操作モードは制御装置によって影響され得る。操作モードは非同期であってもまたは同期であってもよい。同期操作モードにおいて、制御装置は、伝送を周期化ないしは同期化するための同期信号を提供可能である。同期信号は伝送期間の開始を定義してもよい。伝送期間は相互に連続する複数のタイムウィンドウを含む。伝送期間の長さは通信プロトコルにより定義されていてもよい。伝送期間内のタイムウィンドウの数は、同様に、通信プロトコルにより定義されていてもよい。タイムウィンドウは、データパケットを伝送するために適した、伝送期間内の時間部分であってもよい。
方法は、データパケットが、タイムウィンドウ内に制御装置により周辺センサインタフェースを介して受信され、および少なくとも1つの他のタイムウィンドウ内にデータパケットが制御装置により再び受信される受信ステップを有してもよい。伝送は送信および受信を含んでもよい。送信および受信は、空間的に相互に離れたユニット上で実行される。
方法は、タイムウィンドウ内に受信されたデータパケットおよび他のタイムウィンドウ内に受信されたデータパケットが相互に比較される検査ステップを有してもよい。検査において、伝送の妨害が検出可能である。データパケットの比較において相違が特定されたとき、データパケットの1つが妨害されて伝送されたことは確実である。データパケットそれ自身は検査総和のような検査情報を含んでもよい。比較および検査情報により、大きな確率で、他の使用のための妨害されていないデータパケットが選択可能である。
送信ステップにおいて、伝送期間内に、データパケットが伝送期間の空いているタイムウィンドウ内にさらに送信されてもよい。同一パケットを伝送期間の空いているタイムウィンドウ内に送信することにより、伝送の冗長性が向上可能である。特に強く妨害される環境において、データパケット内に含まれる情報は大きな確率で確実に伝送可能である。
送信ステップにおいて、伝送期間のタイムウィンドウと他のタイムウィンドウの間に存在する追加タイムウィンドウ内に他のデータパケットが周辺センサインタフェースを介して送信されてもよい。伝送期間内に、他のデータパケットが伝送期間の他のタイムウィンドウに後続するタイムウィンドウ内に再び送信されてもよい。2つの異なるデータパケットが伝送されるとき、データパケットは交互に伝送されてもよい。この場合もまた、データパケットの送信のために、伝達期間の空いている他のタイムウィンドウが使用可能である。
受信ステップにおいて、追加タイムウィンドウ内に他のデータパケットが受信されてもよい。他のタイムウィンドウに後続するタイムウィンドウ内に他のデータパケットが再び受信されてもよい。受信の間に、データパケット間で相違することがある。相違するデータパケットは異なるレジスタ内に記憶されてもよい。
検査ステップにおいて、追加タイムウィンドウ内に受信された他のデータパケットおよび他のタイムウィンドウに後続するタイムウィンドウ内に受信された他のデータパケットが相互に比較されてもよい。他のデータパケットにおいてもまた伝送の妨害を検出するために、検査が他のデータパケットにおいて実行されてもよい。
この方法は、例えば制御装置内において、例えばソフトウェアまたはハードウェアで、あるいはソフトウェアおよびハードウェアの混合形式で実行されてもよい。
さらに、データパケットを制御装置へペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)を介して伝送するためのセンサが紹介され、この場合、センサは送信装置を有し、送信装置は、制御装置により同期化されたセンサインタフェースの操作モードでデータパケットを操作モードの伝送期間のタイムウィンドウ内に送信し、および伝送期間内に、伝送期間の少なくとも1つの他のタイムウィンドウ内にデータパケットを再び送信するように設計されている。
さらに、周辺センサインタフェース、特にペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)を操作するための制御装置が紹介され、この場合、制御装置は受信装置を有し、受信装置は、制御装置により同期化されたセンサインタフェースの操作モードでデータパケットを操作モードの伝送期間のタイムウィンドウ内にセンサインタフェースを介して受信し、および伝送期間の少なくとも1つの他のタイムウィンドウ内にデータパケットをセンサインタフェースを介して再び受信するように設計されている。
このために、制御装置は、信号またはデータを処理するための少なくとも1つの計算ユニット、信号またはデータを記憶するための少なくとも1つの記憶ユニット、センサからセンサ信号を読み取るためのまたはアクチュエータに制御信号を出力するための、センサまたはアクチュエータへの少なくとも1つのインタフェースおよび/または通信プロトコル内に埋め込まれたデータを読み取りまたは出力するための少なくとも1つの通信インタフェースを有してもよい。計算ユニットは、例えば信号プロセッサ、マイクロコントローラ等であってもよく、この場合、記憶ユニットは、フラッシュメモリ、EEPROMまたは磁気記憶ユニットであってもよい。通信インタフェースは、データを無線でおよび/または導線結合で読み取りまたは出力するように形成されていてもよく、この場合、導線結合でデータを読み取りまたは出力することを可能にする通信インタフェースは、これらのデータを、例えば電気的にまたは光学的に対応データ伝送導線から読み取りまたは対応データ伝送導線内に出力可能である。
制御装置とは、ここでは、センサ信号を処理しかつ制御信号および/またはデータ信号に依存して出力する電気装置と理解されてもよい。制御装置は、ハードウェア的におよび/またはソフトウェア的に設計可能なインタフェースを有してもよい。ハードウェア的構成の場合、インタフェースは、例えば制御装置の種々の機能を含むいわゆるシステムASICの一部であってもよい。しかしながら、インタフェースは固有の集積回路であり、または少なくとも部分的に離散的構造要素から構成されることもまた可能である。ソフトウェア的構成の場合、インタフェースは、例えばマイクロコントローラ上に他のソフトウェアモジュールと並列に存在するソフトウェアモジュールであってもよい。
特にプログラム製品またはプログラムがコンピュータまたは装置上で実行されるとき、プログラムコードが、半導体メモリ、ハードディスクメモリまたは光メモリのようなマシンが読取り可能な担体または記憶媒体上に記憶可能であり、かつ上記の実施形態のいずれかによる方法ステップを実行し、変換しおよび/または操作するために使用可能である、該プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品またはコンピュータプログラムもまた有利である。
ここに紹介された手法の実施例が図面に示されかつ以下の記載において詳細に説明される。
図1は、一実施例により、周辺インタフェース5を介して制御装置と結合されたセンサのブロック回路図を示す。 図2は、一実施例により、データパケットの伝送の図を示す。 図3は、一実施例により、データパケットの伝送方法の流れ図を示す。
以下に記載の本発明の好ましい実施例において、種々の図に示された、類似に作用する要素に対して、同一または類似の符号が使用され、この場合、これらの要素の反復説明は省略される。
図1は、一実施例により、ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)100を介して制御装置102と結合されたセンサ104のブロック回路図を示す。PSI5インタフェース100は、二線式導線106を介してのセンサ104の制御装置102との通信を可能にする。このために、制御装置102およびセンサ104は、それぞれ1つのペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェース100を有する。インタフェース100は、3つのモードないしは操作タイプを備えた通信プロトコルを有する。
非同期モードにおいては、制御装置102は常時受信可能であり、通信は、センサがデータパケット108を伝送しなければならないとき、ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェース100を介してセンサ104から制御装置102に行われる。
同期モードにおいては、制御装置102は、導線106を介して同期信号110により通信を同期化する。同期信号110に応答して伝送期間が開始する。伝送期間内に、センサ104は、それに割り当てられたタイムウィンドウの間にそのデータパケット108を送信する。各センサ104に伝送期間内に固有のタイムウィンドウが割当可能であるので、同期化通信により、複数のセンサ104は同一ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェース100を介して操作可能である。
ここに紹介された保護モードの場合、通信は同様に制御装置102により同期信号110を介して同期化される。しかしながら、非同期モードの場合、1つのセンサ104のみがペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェース100を介して制御装置102と結合されているにすぎない。保護モードにおいては、センサ104は、データパケット108を複数回伝送期間の複数のタイムウィンドウ内に送信する。
このために、センサ104は送信装置112を有し、送信装置は、保護操作モードにおいて、データパケット108を、伝送期間の第1タイムウィンドウ内に、および少なくとも1つのそれに続く伝送期間の第2タイムウィンドウ内に、ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェース100を介して伝送するように設計されている。
制御装置102は受信装置114を有し、受信装置は、保護操作モードにおいて、データパケット108を伝送期間の第1タイムウィンドウ内に受信し、およびデータパケット108を伝送期間のそれに続く少なくとも1つの第2タイムウィンドウ内に再びペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェース100を介して受信するように設計されている。
一実施例において、制御装置102は検査装置116を有する。検査装置116は、第1タイムウィンドウ内に受信されたデータパケット108を第2タイムウィンドウ内に受信されたデータパケット108と比較するように設計されている。比較においてタイムウィンドウの1つ内に妨害が特定されることがある。
データパケット108はエラーチェック機構を介して個々に検査可能である。検査の組合せにおいてデータパケット108の1つがエラーを有すると検出されかつ他のデータパケット108がエラーを有しないと検出されたとき、エラーを有するデータパケット108は破棄されかつエラーを有しないデータパケット108はさらに使用可能である。
図2は、一実施例により、データパケット108の伝送の図を示す。伝送は、例えば図1に示したようなペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)導線の電気量202の時間経過200により示されている。経過200は線図で提供され、線図は、その横軸に時間tをおよびその縦軸に電気量202を目盛っている。電気量202は、例えば電流または電圧であってもよい。保護モードにおいて、経過200は同期信号110により伝送期間204、206に区分されている。同期信号110の後に、この実施例において、伝送期間206内に、ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)標準により定義された一連の4つのタイムウィンドウ208、210、212、214が続く。
一実施例において、各タイムウィンドウ208、210、212、214内に同一データパケット108が冗長に伝送される。したがって、ここでは4回冗長になっている。
一実施例において、第1タイムウィンドウ208内に第1データパケット108が伝送される。第2タイムウィンドウ210内に第2データパケット216が伝送される。第3タイムウィンドウ212内に再び第1データパケット108が伝送されかつ第4タイムウィンドウ214内に再び第2データパケット216が伝送される。したがって、第1データパケット108のみならず第2データパケット216もまた重複して、したがって、冗長に伝送される。
タイムウィンドウの冗長性によりペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)伝送の強靭さの向上が紹介される。ここに紹介された手法によりペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェースのEMV耐性の向上が達成可能である。
ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェース標準は、非同期モードおよび同期モードにおけるセンサデータの制御装置(SG)へのディジタル伝送を可能にする。非同期モードにおいては、センサは、データパケットがいつ送信されるかの時点を決定する。ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェースごとに、1つのセンサのみが制御装置に接続可能である。同期モードにおいては、制御装置によりセンサユニットの同期化が行われる。これにより、複数のセンサが共通のペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェースを介してそれらのデータを分離されたタイムウィンドウ208、210、212、214を介して制御装置に伝送可能である。同期モードはバスモードと呼ばれてもよい。これにより、センサインタフェースは効率的利用を取得し、このことは、制御装置内の必要なペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェースの数を低減可能にする。
しかしながら、接続された全てのセンサが、例えば短絡のようなペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)導線上の妨害を受けることがある。したがって、多くのユーザは同期ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェースに常に1つのセンサのみを接続しかつペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェースを二点間操作(P2P)で操作する。複数のタイムウィンドウ210、212、214は使用されないままである。
同期二点間伝送において使用されないタイムウィンドウ210、212、214は、伝送の妨害安全性を向上させるために使用されてもよい。このために、センサのデータパケット108は、所定のタイムウィンドウ208内のみならず少なくとも1つの他のタイムウィンドウ210、212、214内に伝送される。
1つのタイムウィンドウ208、210、212、214のみに関する例えばバースト妨害のような妨害の場合、妨害されないタイムウィンドウ208、210、212、214内の妨害されない伝送が行われてもよい。最大の妨害安全性は、空いている全てのタイムウィンドウ208、210、212、214内にデータ108の伝送を提供する。すなわち、125kBモードにおいて、センサのデータ108の3倍の伝送が可能である。
2つのタイムウィンドウ208、210を予約した例えば二チャネルセンサの場合、189kBモードは、その4つのタイムウィンドウ208、210、212、214を用いて二重のデータ伝送を提供する。
ここに紹介された手法において、外部センサは同期二点間操作に対して新しい冗長モード(Rモード)を備えている。これは、製造者側のコンベヤ端部において、発送前に確実にプログラミングされるかまたは初期化工程においてエアバッグ制御装置を介して各電源投入サイクル内に特定可能である。このRモードの選択により、得られたセンサデータ108は、ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)標準の空いているタイムウィンドウ210、212、214内に反復される。バースト妨害の場合、妨害されたデータパケット108はエラーを有するとしてまたはエラーであるとして検出され、したがって、衝突の識別に使用されないので、これにより、システムの利用性および性能は上昇する。他の210、212、214内に送信された、妨害されないデータパケット108は、衝突の識別に使用可能である。センサデータはきわめて迅速な衝突の検出を必要とするので、センサデータの向上された利用可能性は、側部衝突の場合に特に有利に乗員に働く。
二点間モードで操作される同期ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)インタフェースの場合、ここに紹介された手法により、妨害放射に対する強さが向上される。さらに、制御装置内におけるセンサデータの利用可能性が改善される。
制御装置側で追加ハードウェア費用は発生しない。センサ側の追加費用は僅かでありかつディジタル部分に限定される。
制御装置内において、複数回伝送されたデータ108は、伝送エラーの評価に追加して、データ比較により検査される。正確なデータ108を受信する確実性は向上される。
ここに紹介された手法において、異なるタイムウィンドウ208、210、212、214内に複数回のデータ伝送が行われる。機能検査は、ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)導線における電流舌片測定により可能である。
図3は、一実施例により、データパケットの伝送方法300の流れ図を示す。方法300は、データパケットをペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)を介して制御装置に伝送するために、例えば図1に示したようなセンサ内において実行可能である。方法300は送信ステップ302を有する。送信ステップ302において、制御装置により同期化されたセンサインタフェースの操作モードで、データパケットはセンサからセンサインタフェースを介して操作モードの伝送期間のタイムウィンドウ内に送信される。伝送期間内に、データパケットは、伝送期間の少なくとも1つの他のタイムウィンドウ内に再び送信される。
一実施例において、方法は受信ステップ304を含む。受信ステップは、例えば図1に示したような制御装置上で実行可能である。受信ステップ304において、データパケットは、タイムウィンドウ内に、制御装置により周辺センサインタフェースを介して受信される。少なくとも1つの他のタイムウィンドウ内に、データパケットは制御装置により再び受信される。
一実施例において、検査ステップ306において、タイムウィンドウ内に受信されたデータパケットおよび他のタイムウィンドウ内に受信されたデータパケットが相互に比較される。データパケットは同一であるべきであるので、比較により、伝送時の妨害が検出可能である。
一実施例が第1特徴と第2特徴の間に“and/or”結合を含む場合、これは、実施例が、一実施形態により、第1特徴のみならず第2特徴もまた有し、他の実施形態により、第1特徴のみまたは第2特徴のみを有すると読み取られる。
100 ペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)
102 制御装置
104 センサ
106 二線式導線
108 第1データパケット
110 同期信号
112 送信装置
114 受信装置
116 検査装置
200 時間経過
202 電気量
204、206 伝送期間
208、210、212、214 タイムウィンドウ
216 第2データパケット
300 方法
302 送信ステップ
304 受信ステップ
306 検査ステップ
t 時間

Claims (11)

  1. データパケット(108)をセンサ(104)から制御装置(102)へ周辺センサインタフェース(100)、特にペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)を介して伝送するための方法(300)において、
    送信ステップ(302)において、制御装置(102)により同期化されたセンサインタフェース(100)の操作モードでデータパケット(108)がセンサ(104)からセンサインタフェース(100)を介して操作モードの伝送期間(206)のタイムウィンドウ(208)内に送信され、および伝送期間(206)内に、伝送期間(206)の少なくとも1つの他のタイムウィンドウ(210、212、214)内にデータパケット(108)がセンサ(104)から再び送信される、
    データパケット(108)をセンサ(104)から制御装置(102)へ伝送するための方法(300)。
  2. データパケット(108)が、タイムウィンドウ(208)内に制御装置(102)により周辺センサインタフェース(100)を介して受信され、および少なくとも1つの他のタイムウィンドウ(210、212、214)内にデータパケット(108)が制御装置(102)により再び受信される受信ステップ(304)を有する、請求項1に記載の方法(300)。
  3. タイムウィンドウ(208)内に受信されたデータパケット(108)および他のタイムウィンドウ(210、212、214)内に受信されたデータパケット(108)が相互に比較される検査ステップ(306)を有する、請求項2に記載の方法(300)。
  4. 送信ステップ(302)において、伝送期間(206)内に、データパケット(108)が伝送期間(206)の空いているタイムウィンドウ(212、214)内にさらに送信される、請求項1〜3のいずれかに記載の方法(300)。
  5. 送信ステップ(302)において、伝送期間(206)のタイムウィンドウ(208)と他のタイムウィンドウ(212)の間に存在する追加タイムウィンドウ(210)内に他のデータパケット(216)が周辺センサインタフェース(100)を介して送信され、および伝送期間(206)内に、他のデータパケット(216)が伝送期間(206)の他のタイムウィンドウ(212)に後続するタイムウィンドウ(214)内に再び送信される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法(300)。
  6. 受信ステップ(304)において、追加タイムウィンドウ(210)内に他のデータパケット(216)が受信され、および他のタイムウィンドウ(212)に後続するタイムウィンドウ(214)内に他のデータパケット(216)が再び受信される、請求項5に記載の方法(300)。
  7. 検査ステップ(306)において、追加タイムウィンドウ(210)内に受信された他のデータパケット(216)および他のタイムウィンドウ(212)に後続するタイムウィンドウ(214)内に受信された他のデータパケット(216)が相互に比較される、請求項6に記載の方法(300)。
  8. データパケット(108)を制御装置(102)へペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)(100)を介して伝送するためのセンサ(104)において、この場合、センサ(104)は送信装置(112)を有し、送信装置は、制御装置(102)により同期化されたセンサインタフェース(100)の操作モードでデータパケット(108)を操作モードの伝送期間(206)のタイムウィンドウ(208)内に送信し、および伝送期間(206)内に、伝送期間(206)の少なくとも1つの他のタイムウィンドウ(210、212、214)内にデータパケット(108)を再び送信するように設計されている、データパケット(108)を制御装置(102)へ伝送するためのセンサ(104)。
  9. 周辺センサインタフェース(100)、特にペリフェラルセンサインタフェース5(PSI5)を操作するための制御装置(102)において、この場合、制御装置(102)は受信装置(114)を有し、受信装置は、制御装置(102)により同期化されたセンサインタフェース(100)の操作モードでデータパケット(108)を操作モードの伝送期間(206)のタイムウィンドウ(208)内にセンサインタフェース(100)を介して受信し、および伝送期間(206)の少なくとも1つの他のタイムウィンドウ(210、212、214)内にデータパケット(108)をセンサインタフェース(100)を介して再び受信するように設計されている、周辺センサインタフェース(100)を操作するための制御装置(102)。
  10. 請求項1〜7のいずれかに記載の方法(300)を実行するように設計されているコンピュータプログラム。
  11. その上に請求項9に記載のコンピュータプログラムが記憶されている、マシンが読取り可能な記憶媒体。
JP2019509502A 2016-08-19 2017-07-06 データパケットをセンサから制御装置へ伝送するための方法、センサおよび制御装置 Pending JP2019528625A (ja)

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DE102016215640.3 2016-08-19
PCT/EP2017/066895 WO2018033294A1 (de) 2016-08-19 2017-07-06 Verfahren, sensor und steuergerät zum übertragen eines datenpakets von einem sensor zu einem steuergerät

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