(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサデータを伝送する方法であって、センサ（３４）はアナログ信号を出力し、前記アナログ信号にしたがってデジタル信号が生成され、前記デジタル信号が符号化され、前記アナログ信号および前記符号化されたデジタル信号が受信ユニット（３２）へと伝送される、方法。
【請求項２】
前記アナログ信号および前記デジタル信号が１つの導線（６０、６２）を介して伝送される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つの導線（６０、６２）を介して変調された信号が伝送される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アナログ信号および前記符号化されたデジタル信号は、前記受信ユニット（３２）内で互いに比較される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記アナログ信号は前記比較の前にデジタル化される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記デジタル信号は、前記符号化の前に平均値が生成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記受信されたアナログ信号はデジタル化されてから平均値が生成される、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法を実施するためのセンサ構成であって、
測定値を記録するセンサ（３４）であって、アナログ信号を提供する上記センサ（３４）と、
前記アナログ信号にしたがってデジタル信号を提供するアナログ／デジタル変換器（３６、４２）と、
前記デジタル信号を符号化する符号化ユニット（４０）と、
を備え、
前記センサ構成（３０）は、前記アナログ信号と前記符号化されたデジタル信号とを伝送するよう構成される、センサ構成。
【請求項９】
中間値形成のための演算ユニット（３８、４４）を有する、請求項８に記載のセンサ構成。
【請求項１０】
アナログ／デジタル変換器（３６、４２）と、復号ユニット（４６）と、信頼性検査のための演算ユニット（４８）と、を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法を実施するための受信ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサデータを伝送する方法、ならびに、本方法を実施するためのセンサ構成、および受信ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両内では、品質的に、または、測定値として計量的に物理的および化学的特性を記録するためにセンサが使用される。センサから、測定値を表すセンサデータが車両内の制御装置へと転送される。このセンサデータに基づいて、車両内のシーケンスが開ループおよび／または閉ループ制御される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常では、センサは、記録された測定値に関する情報を担うアナログ信号を出力する。このアナログ信号が操作される場合、車両のシーケンスまたはプロセスに介入され、例えばエンジン制御に介入される可能性がある。
【０００４】
したがって、車両の出力向上、いわゆるチューニング（Ｔｕｎｉｎｇ）のための可能な方法は、パワーボックス（Ｐｏｗｅｒ  Ｂｏｘ）とも呼ばれる電力供給制御装置（Ｖｏｒｓｃｈａｌｔｓｔｅｕｅｒｇｅｒａｅｔ）を、センサ信号を歪ませるために使用することである。その際に、より高いエンジン出力を生成するために、エンジン制御装置に対して、誤った測定値、例えば、給気圧、噴射圧、および空気流量が設定される。通常の場合、安定器（Ｖｏｒｓｃｈａｌｔｇｅｒａｅｔ）は、エンジン制御装置のソフトウェアによって検出されない。このような処置がエンジン損傷に繋がる場合のために、コストを保障に変えるために、安定器は少し離される。
【０００５】
このような理由から、センサデータを安全に伝送すること、すなわち、操作不可能なまたは操作された際に検出し表示することも可能なセンサデータの伝送を行うことが目指される。
【０００６】
公知のやり方では、デジタル署名された測定値伝送が構想され、その際に、測定値はセンサ構成内でデジタル化され、センサ構成のプライベート鍵を用いて署名される。受信ユニット、すなわち通常では制御ユニットが、公開鍵を用いて、署名が正しいかどうかを検査する。伝送は、もはやアナログ値としてではなくビットストリームとして、例えばバスとして構成されるデジタル線上で行われる。その際に、適切な学習方法またはセキュリティセンタ（Ｔｒｕｓｔｃｅｎｔｅｒ）によって、例えばセンサ交換の際の、鍵の割り当ておよび制御装置への公開鍵の伝送が保障される必要がある。
【０００７】
独国特許出願公開第１０２００４０２１６６０号明細書は、排気を生成する内燃機関を備えた車両内のセンサデータの伝送を記載している。ここでは、第１のセンサによって、速度と相関する測定値が測定され、この測定値は、速度特性値を記録する路程計へと伝達される。路程計は第２のセンサと接続されており、この第２のセンサによって、尿素供給と相関する測定値が測定されうる。上記測定値は、路程計のために符合化され、デジタル形式で伝送されうる。
【０００８】
米国特許第５８９８７８２号明細書は、センサと記録ユニットの間でデータ要素を安全に伝送する方法を記載しており、ここでは、センサはパルスを伝達し、このパルスが記録ユニットによって処理される。本方法では、デジタル形式の命令メッセージを含む符号化されたデータ要素が交換される。
【０００９】
安全であると共に、センサ構成により収集されたデータの十分に高速な伝送を可能とする、センサデータの伝送が目指される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような背景から、請求項１の特徴を備える方法と、請求項８に記載のセンサ構成と、請求項１０に記載の受信ユニットとが提示される。実施形態は、従属請求項および明細書の記載から明らかとなろう。
【００１１】
したがって、記載される方法を用いて、「インテリジェント」（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）センサによって、例えば圧力、空気流量等の測定値を暗号により保護して伝送することが可能である。デジタルデータを単に伝送することに比べて、提示される方法は、高速データ伝送も可能にする。
【００１２】
センサ構成は、保護されていないが十分に高速なデータ伝送を可能とする追加的な高速アナログ出力口を有する。例えば、有効な平均値を介して、追加的に符合化方法が適用され、符号化されたデータが、受信ユニット、例えば制御装置へと伝送される。制御装置内では、デジタル化された高速のアナログ信号を用いて同じオペレーションが行われる。引き続いて、信頼性検査（Ｐｌａｕｓｉｂｉｌｉｔａｅｔｓｐｒｕｅｆｕｎｇ）によって、アナログ信号に誤りがあったかどうかを確認することが可能である。
【００１３】
この信頼性検査は、例えば定期的な間隔で行われ、かつ、アナログ信号の伝送と並行して行われる。信頼性検査によって操作が確認される場合には、アナログデータの伝送を中止しおよび／または対応する警報を出力することが可能である。
【００１４】
符号化として、対称方式および非対称方式の符号化方法を利用することができる。例えば、ＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｓｏｃｋｅｔｓ  Ｌａｙｅｒ）のような認証に基づく方法も使用可能である。これは、例えば、チューニング処理の前の保護の際のエンジン制御において、または、製品模倣から保護するための措置として使用されうる。
【００１５】
本方法は基本的に、全てのセンサで利用可能であり、これらセンサの出力信号は操作から保護される。
【００１６】
本発明のさらなる利点および実施形態は、以下の明細書の記載および添付の図面から明らかとなろう。
【００１７】
先に挙げた特徴、および、以下で解説される特徴は、各示される組み合わせのみならず、他の組み合わせにおいても、または、単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく利用されうるものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術による構成を示す。
【図２】提示される方法を実施するためのセンサ構成の実現、および、提示される方法を実施するための受信ユニットの実現を示す。
【図３】結合信号の推移を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、図面の実施形態を用いて概略的に示され、以下では、図面を参照して詳細に記載される。
【００２０】
図１には、全体として符号１０が付された、従来技術によるセンサ構成が示されている。この図はさらに、受信ユニット１２、この場合はセンサ構成１０から測定データを受信する制御装置を示している。
【００２１】
センサ構成１０は、センサ１４と、アナログ／デジタル変換器１６と、メモリユニット１８とを有する。メモリユニット１８にはプライベート鍵が格納されている。データ伝送のために、デジタル線２０が設けられている。受信ユニット１２には、公開鍵が格納されたさらなる別のメモリユニット２２が設けられている。
【００２２】
したがって、デジタル署名された測定値伝送が行われ、その際に、記録された測定値はセンサ構成１０内でデジタル化され、プライベート鍵を用いて署名される。受信ユニット１２は公開鍵を用いて、署名が正しいかどうかを検査する。したがって、伝送は、もはやアナログ値としてではなくビットストリームとして、デジタル線２０上で行われる。
【００２３】
図１で明確にした方法の欠点は、伝送する前に、記録されたデータを連続的にデジタル化して符号化するという要件により、データの高速伝送が可能ではないことである。
【００２４】
図２には、全体として符号３０が付された、記載されるセンサ構成の一実施形態が示されている。図はさらに、制御ユニットとして構成された受信ユニット３２を示している。センサ構成３０と受信ユニット３２とは、提示される方法を実施するための１つのユニットを形成する。
【００２５】
センサ構成３０は、センサ３４と、アナログ／デジタル変換器３６と、平均値生成のための演算ユニット３８と、符号化ユニット４０とを備える。受信ユニット３２は、アナログ／デジタル変換器４２と、平均値生成のための演算ユニット４４と、復号ユニット４６と、信頼性検査のための演算ユニット４８とを有する。
【００２６】
図１で示すセンサ構成１０に対して、図２で示すセンサ構成３０は、測定値のデジタル伝送が遅すぎる場合に特に適している。センサ構成３０は、符号化されたデジタル信号のための第１の出力口５０と、保護されていない高速アナログ出力口である第２の出力口５２とを有する。
【００２７】
測定データの伝送のために、符号化されたデジタル信号が伝送される第１の線６０が設けられる。さらに、アナログ信号が伝送される第２の線６２が提供される。したがって、この２つの線６０および６２によって、アナログ信号と、符号化されたデジタル信号とを特に同時に伝送することが可能である。代替的に、上記２つの信号の伝送を１つの線を介して行うことが可能である。この場合には、アナログ信号および符号化されたデジタル信号についての情報を担う結合信号が伝送される。
【００２８】
示されるセンサ構成３０では、有効な平均値の生成後に、追加的に符号化方法が利用される。受信ユニット３２内では、受信されたアナログ信号を用いて、同じオペレーションが行われる。引き続いて、信頼性検査によって、アナログ信号に誤りがあったかどうかが検査される。したがって、アナログ信号が、符号化されたデジタル信号と比較される。信頼性が確認されたこのアナログ信号は、さらに利用することが可能である（矢印６６）。通常では、アナログ信号は、操作が確認されるまでは利用される。
【００２９】
デジタル値を永続的に符合化される必要が無く、かつ、デジタル化されたアナログ信号の平均値を予め設定可能な時点に常に符号化するように、平均値生成は行われる。この平均値は、平均値生成が実施された間の時間の信号の推移に関する情報を担う。
【００３０】
図２では、測定データ伝送のための２つの線６０および６２が設けられている。基本的に、本方法は１つの線のみ用いても実施することが可能である。この場合に、アナログ信号および符号化されたデジタル信号は、上記１つの線を介して伝送される必要がある。このことは、例えば、上記２つの信号の連続伝送によって行うことが可能である。さらなる別の選択肢では、デジタル信号がアナログ信号に変調されることを構想する。その際に、周波数変調または位相変調も行うことが可能である。この場合は、アナログ信号およびデジタル信号の情報を担う結合信号が、１つの線を介して伝送される。
【００３１】
その際に、アナログ信号の推移全体に渡ってデジタル信号が変調されていることも可能である。代替的に、アナログ信号の特定の時間的区間内のみ、デジタル信号を変調させることも構想されうる。いずれの場合にも、結合信号の上記２つの成分、すなわち、アナログ信号と符号化されたデジタル信号とを抽出することが可能な装置を、受信ユニット内に提供する必要がある。
【００３２】
図３には、結合信号７０の推移が示されており、この結合信号７０は、アナログ信号のみが伝送される区間７２、７４、および７６と、デジタル信号がアナログ信号に変調されている区間７８および８０とを有する。ここでは、横座標７３上に時間ｔが示され、縦座標７５上に電圧Ｕが示されている。
【００３３】
矢印８２は、変調されたデジタル信号の開始を示し、さらなる別の矢印８４は、変調されたデジタル信号を示している。時間Ｔ８６は、時間的に連続する２つの変調の間の時間を与え、一種の周期であることが暗示される。
【００３４】
第１の点線９０は最大アナログ値を示す。第２の点線９２はアナログ値０を示す。ここで重要なことは、結合信号が、変調の間、アナログ信号が到達しない電圧範囲に動かされている（ｚｉｅｈｅｎ）ことである。これにより抽出が容易になる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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