Die K-Leitung

Ein Bestandteil der Automobilbranche

Fahrzeuge heutiger Zeit, besonders zahlreiche Automobile kostspieliger Klassen, müssen technisch in der Lage dazu sein, innerhalb ihres Netzwerks zu kommunizieren. Durch diese Interaktion der Teilnehmer soll es möglich werden, die Abläufe innerhalb eines Systems so zu automatisieren, dass Fehler frühzeitig erkannt und behoben werden können. Ebenso spielt der Komfort eine Rolle, auch wenn der Aspekt der Sicherheit in den Fokus rückt, neben dem Ziel ein Auto wirtschaftlicher und effizienter zu gestalten. Um diese Anforderungen zu realisieren, werden seit Jahrzehnten Busse eingesetzt. Hinter einem Bus steht das „Binary Unit System“, welches das System ist, dass für die erwünschte Datenübertragung unter den Teilnehmern einer Netzwerktopologie über einen gemeinsamen Transferweg sorgt. Dabei sind die Teilnehmer nicht an den Übertragungen von Nachrichten, Telegrammen und Dateien anderer Teilnehmer beteiligt.

Die K-Leitung – Allgemeine Informationen

Um den Anforderungen der industriellen Kommunikation und Informationstechnik gerecht zu werden, kommt es zum Einsatz von Bussen, zu denen auch die K-Leitung gehört. Hierbei handelt es sich um einen bidirektional verlaufenen Ein-Draht-Bus, der innerhalb der Automobiltechnik für die Datenübertragung zwischen den Teilnehmern eines Netzwerks sorgt. Er ist in den Normen ISO 9141 und ISO 14230 definiert. Das Besondere an dieser Form der Datenverbindung ist, dass, wenn neben der K-Leitung auch die L-Leitung zum Einsatz kommt, sich dieser Bus auch unidirektional betreiben lässt. Übergeordnet dient diese Anwendung der Automatisierung von Arbeitsschritten, doch im Detail sieht diese Funktion die Abhandlung der Kommunikation nach außen und die Reizung des Steuergeräts und der Initialisierung der entsprechenden Abläufe vor.

Der Ein-Draht-Bus

Die K-Leitung ist eine One-Wire Verbindung und somit eine serielle Schnittstelle, die über eine Datenader geführt wird und eine Masse-Verbindung besitzt, weswegen die Bezeichnung als ein Bus mit einem Draht im Grunde falsch oder zumindest irreführend ist. Somit finden sich in der Praxis bei der K-Leitung zwei physikalische Leiterverbindungen, die zum Einsatz kommen. Die Stromversorgung und die Leitung der Sendung und des Empfangs zählen zu den Hauptaufgaben dieser technischen Komponente. Die Form der Anordnung wird als knopfförmig bezeichnet und bringt den Vorteil mit sich, dass diese Struktur ein einfacher Faktor zum Authentisieren ist. Folgende Eigenschaften besitzen ein Ein-Draht-Bus und somit auch die K-Leitung:

  • Die Verbindung arbeitet seriell und über jeweils eine Datenleitung für das Senden und Empfangen. Dies wird als bidirektional benannt.
  • Die Übertragung von Daten erfolgt ohne ein Taktsignal und ist somit asynchron.
  • Bei dem zur Übertragung verwendeten Verfahren handelt es sich um Halbduplex, sodass entweder nur ein Block empfangen oder gesendet werden kann, aber niemals beide Vorgänge gleichzeitig auftreten.
  • Es handelt sich um ein One-Master/Multi-Slave-System, sodass es nur eine Steuereinheit, aber bis zu hundert Sensoren oder Speicher gibt.
  • Jeder Slave hat eine eigene 64-Bit Adresse.
  • Die Slaves benötigen keine externe Spannungsversorgung, da es einen internen Kondensator gibt.
  • Bei dem Ein-Draht-Bus handelt es sich um eine Spannungsschnittstelle.

Der Kommunikationsaufbau bei der K-Leitung

Um einen Aufbau einer Kommunikation zwischen den Teilnehmern eines Netzwerks zu initialisieren, muss es zunächst zur Reizung kommen. Diese findet zwischen dem Steuergerät und den jeweiligen äußeren Diagnoserechnern statt. Wie diese Reizung genau aussieht, kann in zwei unterschiedlichen Formen geschehen:

  • Fast-Initialisierung – hier geschieht der Aufbau der Kommunikation über den Low-Pegel, also die logische 0, die während einer kurzen Dauer gehalten wird. Danach beginnt die normale Interaktion.
  • 5-Baud-Initialisierung – um hier eine Verbindung zwischen Steuereinheit und Diagnoserechner zu erreichen, wird mit extrem langsamen Telegrammbytes gesendet, deren Aufgabe die Verletzung der Paritätsbedingungen ist. Sobald diese Phase der Reizung beendet ist, kommt es zu einer normal schnellen Kommunikation.


Wie auch bei anderen Bussen nutzt die K-Leitung bei der Kommunikation ein bestimmtes Protokoll zur Strukturierung des Vorgangs und dessen Ordnung. In diesem Falle kommt in der Regel das KWP zum Einsatz, bei dem es sich um das „Key-Word-Protocol“ handelt, also ein Kommunikationsprotokoll, welches mit Schlüsselwörtern arbeitet. Vorteilhaft an dem KWP ist die Möglichkeit, mittels des Diagnoseanschlusses die Firmware mit besser entwickelten Softwareversionen zu überschreiben.

Die Zukunft der K-Leitung

Trotz dessen, dass es sich bei dem Bus um eine Form der Datenübertragung handelt, die niemals gleichzeitig in beide Richtungen laufen kann, wird die Definition des Busses beibehalten, denn die Kommunikation von mehreren Steuergeräten über ein und dasselbe Kabel besteht. Somit ist die K-Leitung zwar immer noch ein grundlegender Bestandteil der Branche der Automationstechnik, doch mittlerweile wird dieser Ein-Draht-Bus immer häufiger durch modernere Busse abgelöst. So ist es durch die Abhängigkeit moderner Fahrzeuge von der Abgasnorm teilweise vorgeschrieben, dass die K-Leitung nicht mehr verwendet werden darf, sondern an deren Stelle der CAN-Bus zu rücken hat, da dieser in Bezug auf die Norm der Abgase als effizienter und wirkungsvoller gilt.