WO2014095376A1 - Method for managing a vehicle sensor system - Google Patents
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- G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
Definitions
- the invention relates to a method for managing a vehicle sensor system, a control device for carrying out the method and a vehicle sensor system with the control device.
- a vehicle sensor system for detecting a wheel speed of a wheel on a vehicle with an energy harvester is known.
- the energy harvester is set up to obtain an electrical energy from a magnetic field of an encoder for detecting the wheel speed and a kinetic energy of the wheel of the vehicle.
- the regenerated electric energy is for the wireless transmission of the wheel speeds of one wheel speeds used proces ⁇ processing device, such as a vehicle dynamics control system used.
- a method for managing a vehicle sensor system having a first Sys ⁇ temkomponente and a second system component comprising the steps of determining an available for operation of the sensor system operating power and adjusting an electrical power micrograph of the second system components relative to the first
- the adjustment of the electrical energy intake can be done in any way.
- the electrical energy intake can be actively adjusted by throttling or increasing the electrical energy with respect to the first system component, with which the second system component is supplied.
- the electrical energy giea be changed passively by changing a performance of the second system component, for example by transferring the system component in another mode of operation, so that the energy consumption of the second system component relative to the first system component changes.
- the electrical energy consumption in the context of the specified method should thus be understood from an electrical energy consumption of the first subcomponent of a relative change in the electrical energy consumption of the second subcomponent.
- the specified method is based on the consideration that the object of the vehicle sensor system mentioned at the outset is to acquire measurement data at any point of the vehicle autonomously from an electrical energy source of the vehicle and to send this to a higher-level processing device, such as a motor control.
- a higher-level processing device such as a motor control.
- the vehicle sensor system for dispensing a certain amount of measurement data with a certain quality consumes a certain minimum electrical energy, which comprises a necessary recording power for recording the measurement data and a not ⁇ manoeuvrable dispatch energy for transmission of measurement data.
- the minimum energy dependent on the quality of the measured data must be supplied to the individual system components in such a way that each individual system component can make its contribution to the output of the measured data with the specific quality.
- One of these to deliver the data necessary energy absorption of a single system component is useless then and provides Ver ⁇ loss of energy is.
- elec- reduce energy consumption of the entire vehicle sensor system To be in the sensor system about the quality of the measurement data and the energy loss of the Sys ⁇ temkomponenten two screws available, elec- reduce energy consumption of the entire vehicle sensor system.
- the vehicle sensor system available operating energy such as in the vehicle sensor system for detecting a wheel speed mentioned above, these two screws can be used to reduce the energy consumption of the vehicle sensor system.
- the specified method can be used as a basic dimensioning method to make a vehicle sensor system fundamentally energy-efficient as possible.
- the indicated process may also be used to the temporary Leis ⁇ con- sumption of the vehicle sensor system, for example, by losses in the quality of the dispensed measurement data and hence reduce the average power consumption of the vehicle sensor system, thereby providing the measurement data in the case of a falling available stationary energy over a longer period of time, albeit with a lower quality.
- the electrical energy intake of two different system components of the vehicle sensor system is not performed permanently in an equal ratio to one another, but rather to be configured variably with one another. That is to say, viewed from a first of the two system components, the second of the two system components can be designed to be variably variable with respect to the first system component in order to reduce the above-mentioned temporary power consumption for application of the average power consumption. Therefore, within the scope of the specified method, the electrical energy consumption of the second system components is set variably with respect to the first system component on the basis of the available operating energy.
- the two in their electrical energy intake variable system components set arbitrarily to be selected.
- the specified method can be carried out as part of an energy management, in which the vehicle sensor system is separated into the aforementioned two system components, which then optimally use the operating energy available via an algorithm.
- energy management is to be understood that in the vehicle sensor system, which is divided in the aforementioned manner in two or more system components for electrical power supply and thus the electrical energy consumption of the subcomponents, a division of the available operating energy to the two subcomponents in
- both system components can be supplied with electrical energy independently of each other, that is, the electrical energy consumption of one of the two system components While the electrical energy intake of the other system component remains the same, information about the system state of the vehicle can be changed as part of the energy management gsensorsystems are detected and / or stored, which can then be taken into account when adjusting the electrical energy consumption of the second system components relative to the first system component based on the available operating energy, the term "
- the algorithm can be configured "application-dependent.” Below this, an adaptation of the operation of the second System component are understood when the electrical energy consumption of the second system components is limited by the aforementioned algorithm in the context of energy management compared to the first system component. As part of this adjustment energy saving measures can be chosen, those which are as small as possible within the framework of the above-mentioned reduction of the quality of the measurement data precipitating effects of power shortage in the second system component that is supplied with less electrical Be ⁇ driving energy, from an application perspective.
- the vehicle sensor system is supplied with electrical energy from an energy harvester and preferably a temporary energy store connected to the energy harvester.
- the specified method comprises the steps of determining an operating energy available for operation of the sensor system based on a power output of the energy harvester and preferably a state of charge of the temporary energy store.
- An energy harvester is to be understood hereinafter to mean a converter which converts energy in an environment, in particular of the vehicle sensor system, such as kinetic energy of the vehicle, but also other forms of energy such as ambient temperature, vibrations or air currents, into an electrical operating energy which can be used by the vehicle sensor system converts.
- the power output of the energy harvester can be determined arbitrarily and not least depends on which form of energy is converted by the energy harvester. If the energy harvester is, for example, a generator, then it can be taken into account, for example, on a wheel of the vehicle at the same time as a sensor for detecting the measured value, that is to say a wheel speed.
- the available operating energy can then be determined from the wheel speed and / or voltage of the generator and from these to be calculated variables, such as their derivatives over time.
- To supply the vehicle sensor system can be next to the energy harvester yet another source of energy available, creating a certain reliability is achieved. Temporary failures in the electrical energy supply by the energy harvester can be bridged in this way, at least temporarily.
- a device for charging a temporary energy storage may be present, which temporarily stores an excess of electrical energy from the energy harvester and then emits them to the vehicle sensor system in the event of a failure of the energy harvester.
- the second system component is a data transmission device for transmitting messages with data, in particular measured data, from the first system component.
- the messages can be transmitted in particular wirelessly, whereby a cabling effort in a vehicle with the vehicle sensor system can be reduced, because neither an external power supply by the energy harvester, nor a wired data connection through the wireless transmission is necessary.
- this data transmission device can be switched on and off depending on the application, since it has a very high power consumption, in particular in wireless transmission applications, and can thus quickly exhaust the available electrical operating energy.
- a measuring component for detecting the tire pressure could be operated permanently as the first system component, while the data transmission component in which the detected tire pressure is transmitted as measurement data in the message to the tire pressure monitoring system only for a short time in relative long periods of, for example, 30s or longer is turned on.
- the specified method comprises the step of adjusting the electric power consumption of the data transmission device with respect to the first system component based on a prediction, whether the available Be ⁇ driving energy sufficient addition to the electrical energy consumption of the first system component to send a message completely.
- the electrical data transmission ⁇ device could be temporarily switched off, for example, a strategy is followed, is determined by calculating the forecast, taking into account the currently available operating energy, whether the current energy supply is sufficient to send a message due with the measurement data completely , without the transmitter fails due to lack of energy in the middle of the program.
- the aforementioned Al ⁇ rithm would also be application independent executable because no application is known in the sending incomplete and therefore not decodable or testable messages makes sense.
- the data transmission device could adjust the electrical power consumption of the data transmission device with respect to the first system component but also reduced the electrical power consumption of the Cables for ⁇ ragungs founded and thus for example, be Sig- nal-to-noise ratio lowered the messages, which then results in a correspondingly higher Error rate in the transmission of messages and thus lead to a poorer quality of the measurement data in the end-use application.
- the specified method includes the step of sending the messages at regular intervals with a frequency that depends on the available operating power. If an energy harvester is used, the abovementioned application dependent algorithm be adapted within the framework of energy management.
- the frequency with which the messages are sent for example, to the speed and / or voltage of a generator of the energy harvester, to a voltage of a temporary energy storage device mentioned above, to other measures, which results in the state of charge of the temporary energy storage, At a rate of change of the previously ⁇ called sizes of the energy harvester and / or the temporary energy storage, which make up the remaining operating time and / or the remaining number at a negative trend
- the measurement data could be sent in the form of wheel speeds at an increased time interval from each other. At low wheel speeds and thus at low vehicle speeds it can be assumed that the necessary rate for updating the measured values of the wheel speeds need not be as high as at high vehicle speeds.
- the messages with the wheel speeds could particularly preferably be sent in the context of the specified method even at constant distance distances instead of constant time intervals.
- the frequency dependent on the available operating energy comprises a minimum of greater than zero.
- a receiver of the messages with the measured data on reaching this minimum can conclude that no operating energy is available for the supply of the vehicle sensor system, and that, for example, in the case of a wheel speed sensor as a vehicle sensor system, the vehicle has come to a standstill.
- the receiver With the energy management strategy of sending messages with a minimum frequency, the receiver can be signaled, for example, even at standstill, that the communication channel is active and functional.
- the specified The method comprises the step of adapting a content of the message to be sent for adjusting the electrical energy consumption of the data transmission device with respect to the first system component.
- the payload of the messages can be adapted, which can consist of a subset of the following elements in a wheel speed sensor ashariensorsystem identification of the sensor system, time stamp of the measurement, distance, speed, status information such as standstill or self-test result.
- the first system component comprises a sensor based on a differential measuring principle, in particular a Wegmessaufsacrificing.
- a differential measuring principle in particular a Wegmessaufsacrificing.
- Wegmessaufsacrificing example part of a wheel speed sensor, part of an odometry sensor or part of a
- Vehicle sensor system determines the frequency of a generator for measuring the rotational speed as measured data
- the corresponding metrological system component of the vehicle sensor system itself would not require energy from another energy source, but would itself be an energy source.
- only one comparator would be necessary, which detects, for example, the zero crossings of the alternating voltage which is generated by the generator.
- To determine the distance is only a counter for the zero crossings required.
- Both circuits can be operated with such low power consumption that an uninterrupted operation over years with supply from a battery in the format of a button cell is also possible.
- the use of a separate sensor element for the speed possible but the use of the generator as a sensor can be considered particularly advantageous.
- the specified includes
- the method comprises the step of detecting a threshold value for switching on the sensor system as a first absolute measured value for the differential measuring principle. In this way, for example, in a wheel speed sensor, the first message, the increase in speed due to a rising
- Time differences are to be determined, which is why the first measurement after starting the metrological part of the system can not provide such information.
- the specified method comprises the step of storing the measured values from the sensor.
- measured variables continue to be calculated and processed on site, which can then be subsequently transmitted, for example, as an integrated measure such as a total distance to the receiver when more operating energy for Available.
- a control device is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
- the specified device has a memory and a processor.
- the specified method is stored in the form of a computer program in the memory and the processor is provided for carrying out the method when the computer program is loaded from the memory into the processor.
- control device is a microcontroller with a
- the microcontroller could be operated with a very low operating frequency, which is possible because the processes to which the energy management refers, do not run very fast. Alternatively, the microcontroller could only
- a computer program comprises program code means for performing all the steps of one of the specified methods when the computer program is executed on a computer or one of the specified devices.
- a computer-program product comprises a program code which is stored on a data carrier and the compu ⁇ terlesbaren, when executed on a data processing device, carries out one of the methods specified.
- a vehicle sensor system for outputting a measured value in a vehicle comprises a measuring component for detecting a measured value of a physical variable in the vehicle, a transmitting component for transmitting the detected measured value, in particular wirelessly, a harvester that is set up, at least to supply the transmitting component with an electrical energy converted from an ambient energy source and a specified control device for managing the measuring component and the control component.
- the specified sensor system comprises a battery for the electrical power supply of at least the control device and preferably the measuring component.
- a battery which in contrast to the temporary energy storage can not be recharged, is an advantageous addition to the energy sources generator and temporary energy storage of the energy harvester.
- the use of a permanent regardless of the speed and the state of charge of the temporary energy storage available source allows continuous operation of individual components of the specified sensor system , in particular of energy management.
- a vehicle includes a specified sensor system.
- the specified vehicle comprises a vehicle dynamics control, which is supplied by a specified sensor system with vehicle dynamics data as measured values for its operation.
- FIG. 2 is a schematic diagram of a wheel speed sensor in the vehicle
- 3 is a qualitative diagram with voltage values and frequency values corresponding to a speed of the wheel of the
- Fig. 4 is a qualitative diagram of a preset Fre ⁇ quenzagonist in FIG. 3 based on the available energy
- FIG. 5 is a flowchart for an algorithm that may be implemented in an energy management device 28 of the wheel speed sensor of FIG. 2.
- FIG. 1 a plan view of a vehicle 2 is shown.
- the vehicle 2 has a chassis 4, which is supported in a manner known per se on a road not shown in more detail by wheels 6.
- a wheel speed sensor 10 which measures a wheel speed 12 shown in FIG. 2 at the location of the respective wheel 6 and outputs it to a vehicle dynamics control 14, is arranged on each wheel 6.
- the wheel speed sensor 10 may be formed as a tire pressure sensor, which outputs a tire pressure instead of the wheel speed 12 to a tire pressure control system instead of the vehicle dynamics control 14.
- the vehicle dynamics control 14 receives the wheel speeds 12 from the wheel speed sensors 10, among other known driving dynamics data, as actual values.
- the vehicle dynamics control 14 can contrast the received driving dynamics with a desired driving dynamics, such as, for example, a desired trajectory. If a difference occurs between the desired driving dynamics and the received driving dynamics, the control device 14 can return the vehicle 2 to the desired driving dynamics by means of actuating interventions via actuators such as, for example, brakes, which are not shown further.
- Fig. 2 shows a schematic diagram of one of the wheel speed sensors 10, which outputs the wheel speed 12 as a wirelessly transmitted signal to the vehicle dynamics control 14.
- an encoder 16 which can be magnetic, for example, is arranged in a manner known per se in a rotationally fixed manner relative to the wheel 6.
- a sensor 18, for example in the form of a known Hall sensor or a known AMR sensor outputs a dependent of the position of the encoder 16 and thus the position of the wheel 6 measuring voltage 20.
- this measuring voltage 20 is used on the one hand in an evaluation device 30 for determining the wheel speed 12 and on the other hand for the electrical power supply of the wheel speed sensor 10.
- the wheel speed sensor 10 has a temporary energy store 22 which, in a manner known per se, temporarily stores an electrical energy 24 from the voltage signal 20 with the individual elements of the wheel speed sensor 10 in a manner not shown in any way can.
- An evaluation device 30 in the signal processing device 26 receives in a manner known per se Measuring voltage 20 from the wheel speed calculated based 12 of the wheel 6 and outputs it to a wireless icosein ⁇ direction 32, the process 12 then the wheel speed with a known, depending on the application to be selected wireless transmission may be transmitted to the vehicle dynamics control fourteenth
- the evaluation device 30 may also deposit the wheel speed 12 in a memory, such as an integrator 34, from which a total travel distance 36 of the wheel 6 can then be read out, which can then also be wirelessly transmitted to the vehicle dynamics control 14 via the wireless transmission device 32.
- an energy management device 28 is configured to affect the above wireless transmission. These analyzes Energyma ⁇ management device 28 stored in the temporary energy storage 22 and thus available to electrical energy 24 falls below the levels available to elekt ⁇ innovative energy may make a predetermined threshold, the accession to play as after 24, if a message with a currently to be transmitted to wheel speed 12 can be completely transferred to the vehicle dynamics control 14, then the power management device 28 turns off the wireless transmission device 32 to save energy in the wheel speed sensor 10. The energy management device 28 thus interrupts the electrical energy supply of the data transmission device 32. Alternatively, the energy management device 28 in a manner not shown interrupt only the transmission of the total distance 36 of the wheel 6, so that the data volume to be transmitted decreases and so less electrical energy 24 through the wheel speed sensor 10 is consumed.
- auxiliary power source 38 such as a battery.
- FIGS. 3 to 5 shows qualitatively a diagram in which voltage values 42 which are the rectified and smoothed
- Represent measuring voltage 20, and a target frequency 44, with the wheel speeds 12 are to be sent in the form of messages wirelessly to the vehicle dynamics control 14, a speed 46 of the wheel 6 are compared.
- the diagram shown in FIG. 3 can be used in the energy management device 28 as a characteristic to set the frequency 44 of the transmission of the wheel speeds 12.
- the voltage values 42 below a certain threshold voltage threshold 48 are zero. This is because the measurement voltage 20 must first exceed a certain threshold value before it is technically converted into a DC voltage. Above this, the voltage values 42 rise approximately linearly with the speed 46.
- the reference frequency 44 also known as frequency increases when enough energy is present in sections linearly with the Ge ⁇ speed 46 at. Below a certain frequency threshold speed 50, it is kept constant at a minimum frequency 47 so that the vehicle dynamics control 14 does not have to resort to wheel speeds 12 that are too old and the driving dynamics control 14 can test itself. Above a frequency threshold speed 52, the setpoint frequency 44 is also kept constant at a maximum frequency 49 because the wheel speeds 12 in the vehicle dynamics control 14 do not have to be updated faster.
- the power balance can be read directly in Fig. 3.
- the generated power dependent on the measuring voltage 20 and the consumed power dependent on the setpoint frequency 44 coincide. Therefore, the wheel speed sensor 10 above this critical speed 56 can permanently over the
- Measuring voltage 20 are supplied with electrical energy.
- FIG. 4 shows in a diagram a specification for the energy management device 28 with which percentage 58 of the nominal frequency 44 the wheel speeds 12 are to be used as a function of the available energy 24, which can be measured, for example, as a function of a voltage of the temporary energy store 22. It is assumed that it is better for the application to stretch the remaining energy 24 over a longer period of time when the temporary energy store 22 is low, rather than transmitting at high frequency until the programs have to be completely set for lack of energy.
- FIG. 5 illustrates a flowchart for an algorithm that may be performed in the energy management device 28 of FIG. 2.
- step 60 the algorithm permanently executes a loop which, with the wait in step 62, turns on
- Trigger signal starts.
- the trigger signal has the task of ensuring that the algorithm is executed at the intended rate. Speed differences in the pro ⁇ program execution then have no effect on the wheel speed sensor 10 and while waiting, the energy management device will be placed in a power saving mode 28th After the waiting time, the speed 46 is measured, for example, based on the wheel speed 12. It is then checked in step 64 whether the VELOCITY ⁇ ness is 46 above the critical speed 56th
- Step 66 Then the entire system, preferably also in ⁇ including the energy management device 28 itself, operated from the measuring voltage 20, set the frequency 44 of the messages with the wheel speeds 12 to the maximum frequency 49 and an excess power from the measuring voltage 20 for charging the used temporary energy storage 22. After that, a new cycle begins.
- the operation of the wheel speed sensor 10 is carried out 22 alone from the temporary energy storage
- the evaluation unit 30 and the Energyma ⁇ management device 28 can be operated from the auxiliary power source 40th
- the measurement voltage 20 is still available and sufficiently high to charge the temporary energy storage 22, however, the charge of the temporary energy ⁇ storage 22 is reduced due to the negative power balance in
- Messages with the wheel speeds 12 are to be sent serve: First, the state of charge 24 of the temporary energy storage 22 is measured in step 72. Then, in step 74 according to FIG. 3, the speed-dependent setpoint frequency 44 for sending the messages with the wheel speeds 12 is determined. This is followed by the determination of the percentage value 58 according to FIG. 4 in step 76. From these values, finally, a count is calculated which is used for sending the messages with the wheel speeds 12.
- the algorithm shown in FIG. 5 uses only one counter with the aid of the available data, it should be possible to control the data interface 32 of the wheel speed sensors 10 yet another process running in parallel.
- the algorithm and this process can also be combined in the energy management device 28.
- the counter should be cyclically compared to another counter coupled to a clock generator. Is the time benefit ⁇ run, which is predetermined by the counter for the desired frequency 44, the messages with the wheel speeds 12, it is checked whether the voltage of the temporary energy store 22 sufficient to deposit a complete message. If this is also the case, the data interface 32 is switched on and the present wheel speeds 12 are transmitted.
- the whole process then starts with the counter reset. If the state of charge of the temporary energy store 22 is not sufficient for issuing a message, it can be checked again after a waiting period.
- the decisions about the content of a message may be made in a manner equivalent to the described ways for the desired frequency 44 of the messages, i. in particular by creating tables in which the speed- and voltage-dependent values are coded.
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Abstract
Description
Verfahren zum Verwalten eines FahrzeugsensorSystems Method for managing a vehicle sensor system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeugsensorsystems, eine Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeugsensorsystem mit der Steuervorrichtung . The invention relates to a method for managing a vehicle sensor system, a control device for carrying out the method and a vehicle sensor system with the control device.
Aus der US 2004/0150516 AI ist ein Fahrzeugsensorsystem zur Erfassung einer Raddrehzahl eines Rades an einem Fahrzeug mit einem Energie-Harvester bekannt. Der Energie-Harvester ist eingerichtet, aus einem Magnetfeld eines Encoders zur Erfassung der Raddrehzahl und einer Bewegungsenergie des Rades des Fahrzeuges eine elektrische Energie zu gewinnen. Die gewonnene elektrische Energie wird zur drahtlosen Übertragung der Rad- drehzahlen an eine die Raddrehzahlen verwendende Verarbei¬ tungseinrichtung, wie eine Fahrdynamikregelung eingesetzt. From US 2004/0150516 AI a vehicle sensor system for detecting a wheel speed of a wheel on a vehicle with an energy harvester is known. The energy harvester is set up to obtain an electrical energy from a magnetic field of an encoder for detecting the wheel speed and a kinetic energy of the wheel of the vehicle. The regenerated electric energy is for the wireless transmission of the wheel speeds of one wheel speeds used proces ¬ processing device, such as a vehicle dynamics control system used.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung das bekannte Fahrzeugsensorsystem zu verbessern. It is an object of the present invention to improve the known vehicle sensor system.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der ab¬ hängigen Ansprüche. Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeugsensorsystems mit einer ersten Sys¬ temkomponente und einer zweiten Systemkomponente die Schritte Bestimmen einer zum Betrieb des Sensorsystems verfügbaren Betriebsenergie und Einstellen einer elektrischen Energie- aufnähme der zweiten Systemkomponenten gegenüber der erstenThe object is solved by the features of the independent claims. Preferred further developments are subject of the dependent claims from ¬. According to one aspect of the invention a method for managing a vehicle sensor system having a first Sys ¬ temkomponente and a second system component comprising the steps of determining an available for operation of the sensor system operating power and adjusting an electrical power micrograph of the second system components relative to the first
Systemkomponente basierend auf der verfügbaren Betriebsenergie. System component based on the available operating energy.
Die Einstellung der elektrischen Energieaufnahme kann in jeder beliebigen Weise erfolgen. Insbesondere kann die elektrische Energieaufnahme aktiv durch eine Drosselung oder Erhöhung der elektrischen Energie gegenüber der ersten Systemkomponente eingestellt werden, mit der die zweite Systemkomponente versorgt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Ener- gieaufnahme passiv durch eine Änderung eines Betriebsverhaltens der zweiten Systemkomponente beispielsweise durch Überführung der Systemkomponente in einen anderen Betriebsmodus verändert werden, so dass sich der Energieverbrauch der zweiten Sys- temkomponente gegenüber der ersten Systemkomponente ändert. Unter der Einstellung der elektrischen Energieaufnahme im Rahmen des angegebenen Verfahrens soll damit von einer elektrischen Energieaufnahme der ersten Subkomponente aus betrachteten eine relative Änderung der elektrischen Energieaufnahme der zweiten Subkomponente verstanden werden. The adjustment of the electrical energy intake can be done in any way. In particular, the electrical energy intake can be actively adjusted by throttling or increasing the electrical energy with respect to the first system component, with which the second system component is supplied. Alternatively or additionally, the electrical energy gieaufnahme be changed passively by changing a performance of the second system component, for example by transferring the system component in another mode of operation, so that the energy consumption of the second system component relative to the first system component changes. Under the setting of the electrical energy consumption in the context of the specified method should thus be understood from an electrical energy consumption of the first subcomponent of a relative change in the electrical energy consumption of the second subcomponent.
Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass es Ziel des eingangs genannte Fahrzeugsensorsystems ist, autonom von einer elektrischen Energiequelle des Fahrzeuges Messdaten an einer beliebigen Stelle des Fahrzeuges zu erfassen und diese an eine übergeordnete Verarbeitungseinrichtung, wie beispielsweise eine Motorsteuerung zu senden. Der Zeitanteil in dem das eingangs genannte autonome Fahrzeugsensorsystem mess- und/oder sendefähig also verfügbar ist, sollte dabei so hoch wie möglich sein, ohne leistungsfähige temporäre Energiespeicher oder Generatoren einzusetzen, die erhöhte Kosten, Bauraum und Gewicht mit sich bringen . The specified method is based on the consideration that the object of the vehicle sensor system mentioned at the outset is to acquire measurement data at any point of the vehicle autonomously from an electrical energy source of the vehicle and to send this to a higher-level processing device, such as a motor control. The proportion of time in which the above-mentioned autonomous vehicle sensor system is thus available for measurement and / or broadcasting should be as high as possible without employing powerful temporary energy stores or generators which entail increased costs, installation space and weight.
Weiterhin liegt dem Verfahren die Überlegung zugrunde, dass das Fahrzeugsensorsystem zur Ausgabe einer bestimmten Menge an Messdaten mit einer bestimmten Qualität eine bestimmte elektrische Mindestenergie verbraucht, die eine notwendige Erfassungsenergie zur Erfassung der Messdaten und eine not¬ wendige Versendungsenergie zur Versendung der Messdaten umfasst. Die von der Qualität der Messdaten abhängige Mindestenergie muss den einzelnen Systemkomponenten in der Summe so zugeführt werden, dass jede einzelne Systemkomponente ihren Betrag zur Ausgabe der Messdaten mit der bestimmten Qualität leisten kann. Eine über diese zur Abgabe der Messdaten notwendige Energieaufnahme einer einzelnen Systemkomponente ist dann nutzlos und stellt Ver¬ lustenergie dar. Damit stehen in dem Sensorsystem über die Qualität der Messdaten und über die Verlustenergie der Sys¬ temkomponenten zwei Stellschrauben zur Verfügung, die elekt- rische Energieaufnahme des gesamten Fahrzeugsensorsystems zu senken . Furthermore, is the method based on the consideration that the vehicle sensor system for dispensing a certain amount of measurement data with a certain quality consumes a certain minimum electrical energy, which comprises a necessary recording power for recording the measurement data and a not ¬ manoeuvrable dispatch energy for transmission of measurement data. The minimum energy dependent on the quality of the measured data must be supplied to the individual system components in such a way that each individual system component can make its contribution to the output of the measured data with the specific quality. One of these to deliver the data necessary energy absorption of a single system component is useless then and provides Ver ¬ loss of energy is. To be in the sensor system about the quality of the measurement data and the energy loss of the Sys ¬ temkomponenten two screws available, elec- reduce energy consumption of the entire vehicle sensor system.
Im Falle einer begrenzten, dem Fahrzeugsensorsystem zur Ver- fügung stehenden Betriebsenergie, wie beispielsweise in dem eingangs genannten Fahrzeugsensorsystem zur Erfassung einer Raddrehzahl, können diese beiden Stellschrauben verwendet werden, die Energieaufnahme des Fahrzeugsensorsystems zu senken. Hierbei kann das angegebene Verfahren als grundlegendes Di- mensionierungsverfahren verwendet werden, um ein Fahrzeugsensorsystem grundlegend zu energieeffizient wie möglich auszubilden. Alternativ oder zusätzlich kann das angegebene Verfahren aber auch dazu genutzt werden, die temporäre Leis¬ tungsaufnahme des Fahrzeugsensorsystems beispielsweise durch Einbußen in der Qualität der abzugebenden Messdaten und damit die mittlere Leistungsaufnahme des Fahrzeugsensorsystems zu senken, wodurch die Bereitstellung der Messdaten im Falle einer sinkenden zur Verfügung stehenden Betriebsenergie über einen längeren Zeitraum, wenn auch mit einer geringeren Qualität gesichert ist. In the case of a limited, the vehicle sensor system available operating energy, such as in the vehicle sensor system for detecting a wheel speed mentioned above, these two screws can be used to reduce the energy consumption of the vehicle sensor system. Here, the specified method can be used as a basic dimensioning method to make a vehicle sensor system fundamentally energy-efficient as possible. Alternatively or additionally, the indicated process may also be used to the temporary Leis ¬ con- sumption of the vehicle sensor system, for example, by losses in the quality of the dispensed measurement data and hence reduce the average power consumption of the vehicle sensor system, thereby providing the measurement data in the case of a falling available stationary energy over a longer period of time, albeit with a lower quality.
Um die zuvor genannten Überlegungen im angegebenen Fahrzeugsensorsystem praktisch umzusetzen, wird vorgeschlagen, die elektrische Energieaufnahme zweier verschiedener Systemkomponenten des Fahrzeugsensorsystems nicht dauerhaft in einem gleichen Verhältnis zueinander durchzuführen, sondern zueinander variabel auszugestalten. Das heißt, dass betrachtet von einer ersten der beiden Systemkomponenten die zweite der beiden Systemkomponenten in ihrer elektrischen Energieaufnahme variabel zur ersten Systemkomponente ausgebildet werden kann, um die oben genannte temporäre Leistungsaufnahme zur Senkung der mittleren Leistungsaufnahme zu applikationsabhängig zu reduzieren. Daher wird im Rahmen des angegebenen Verfahrens die elektrische Energieaufnahme der zweiten Systemkomponenten gegenüber der ersten Systemkomponente basierend auf der ver- fügbaren Betriebsenergie variabel eingestellt. In order to practically implement the aforementioned considerations in the specified vehicle sensor system, it is proposed that the electrical energy intake of two different system components of the vehicle sensor system is not performed permanently in an equal ratio to one another, but rather to be configured variably with one another. That is to say, viewed from a first of the two system components, the second of the two system components can be designed to be variably variable with respect to the first system component in order to reduce the above-mentioned temporary power consumption for application of the average power consumption. Therefore, within the scope of the specified method, the electrical energy consumption of the second system components is set variably with respect to the first system component on the basis of the available operating energy.
Die beiden in ihrer elektrischen Energieaufnahme variabel zueinander eingestellten Systemkomponenten können beliebig ausgewählt werden. The two in their electrical energy intake variable system components set arbitrarily to be selected.
In einer besonderen Weiterbildung kann das angegebene Verfahren im Rahmen eines Energiemanagements durchgeführt werden, bei dem das Fahrzeugsensorsystem in die zuvor genannten zwei Systemkomponenten getrennt ist, welche dann über einen Algorithmus die zur Verfügung stehende Betriebsenergie optimal verwenden. Unter dem Begriff „Energiemanagement" soll dabei verstanden werden, dass in dem Fahrzeugsensorsystem, das in der zuvor genannten Weise in zwei oder mehrere Systemkomponenten aufgeteilt ist, zur elektrischen Energieversorgung und damit der elektrischen Energieaufnahme der Subkomponenten eine Aufteilung der verfügbaren Betriebsenergie auf die beiden Subkomponenten in dem Fahrzeugsensorsystem vorgenommen wird. Unter einem Einstellen einer der elektrischen Energieaufnahme einer der Systemkomponenten gegenüber der anderen Systemkomponente basierend auf der verfügbaren Betriebsenergie soll dabei verstanden werden, dass beide Systemkomponenten unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgt werden können, dass also die elektrische Energieaufnahme einer der beiden Systemkomponenten verändert werden kann, während die elektrische Energieaufnahme der anderen Systemkomponente gleich bleibt. Im Rahmen des Energiemanagements können Informationen über den Systemzustand des Fahrzeugsensorsystems erfasst und/oder gespeichert werden, die dann beim Einstellen der elektrischen Energieaufnahme der zweiten Systemkomponenten gegenüber der ersten Systemkomponente basierend auf der verfügbaren Betriebsenergie mit berücksichtigt werden können, unter den Begriff „Algorithmus" soll dabei ein analoges oder digitales elektrisches System verstanden werden, dass das zuvor beschriebene Energiemanagement ausführen kann. Das Energiemanagement kann beispielsweise als Zustandsmaschine ausgeführt werden. In diesem Fall manifestiert sich der Al¬ gorithmus im Speicherinhalt der Zustandsmaschine bzw. in einem ihr zugehörigen Gatternetzwerk, wodurch die Strategie des Energiemanagements festgelegt wird. In a particular development, the specified method can be carried out as part of an energy management, in which the vehicle sensor system is separated into the aforementioned two system components, which then optimally use the operating energy available via an algorithm. The term "energy management" is to be understood that in the vehicle sensor system, which is divided in the aforementioned manner in two or more system components for electrical power supply and thus the electrical energy consumption of the subcomponents, a division of the available operating energy to the two subcomponents in By setting one of the electrical energy consumption of one of the system components compared to the other system component based on the available operating energy should be understood that both system components can be supplied with electrical energy independently of each other, that is, the electrical energy consumption of one of the two system components While the electrical energy intake of the other system component remains the same, information about the system state of the vehicle can be changed as part of the energy management gsensorsystems are detected and / or stored, which can then be taken into account when adjusting the electrical energy consumption of the second system components relative to the first system component based on the available operating energy, the term "algorithm" is to be understood as an analog or digital electrical system that can perform the energy management described above. The energy management can be carried out, for example, as a state machine. In this case, the Al ¬ rithm manifested in the storage content of the state machine or in a its associated gate network, whereby the strategy of the energy management is set.
Der Algorithmus kann dabei „anwendungsabhängig" ausgestaltet werden. Darunter soll eine Anpassung des Betriebs der zweiten Systemkomponente verstanden werden, wenn die elektrische Energieaufnahme der zweiten Systemkomponenten durch den zuvor genannten Algorithmus im Rahmen des Energiemanagements gegenüber der ersten Systemkomponente eingeschränkt wird. Im Rahmen dieser Anpassung können Energiesparmaßnahmen gewählt werden, im Rahmen derer die sich in der oben genannten Reduktion der Qualität der Messdaten niederschlagenden Folgen des Energiemangels in der zweiten Systemkomponente, die mit weniger elektrischer Be¬ triebsenergie versorgt wird, aus Sicht der Anwendung möglichst gering sind. The algorithm can be configured "application-dependent." Below this, an adaptation of the operation of the second System component are understood when the electrical energy consumption of the second system components is limited by the aforementioned algorithm in the context of energy management compared to the first system component. As part of this adjustment energy saving measures can be chosen, those which are as small as possible within the framework of the above-mentioned reduction of the quality of the measurement data precipitating effects of power shortage in the second system component that is supplied with less electrical Be ¬ driving energy, from an application perspective.
In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird das Fahrzeugsensorsystem aus einem Energie-Harvester und vorzugsweise einem an den Energie-Harvester angeschlossenen temporären Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt. Dabei umfasst das angegebene Verfahren in der angegebenen Weiterbildung die Schritte Bestimmen einer zum Betrieb des Sensorsystems verfügbaren Betriebsenergie basierend auf einer Leistungsabgabe des Energie-Harvesters und vorzugsweise einem Ladezustand des temporären Energiespeichers. In a further development of the specified method, the vehicle sensor system is supplied with electrical energy from an energy harvester and preferably a temporary energy store connected to the energy harvester. In the specified embodiment, the specified method comprises the steps of determining an operating energy available for operation of the sensor system based on a power output of the energy harvester and preferably a state of charge of the temporary energy store.
Unter einem Energie-Harvester soll nachstehend ein Wandler verstanden werden, der eine Energie in einer Umgebung, insbesondere des Fahrzeugsensorsystems, wie beispielsweise eine Bewegungsenergie des Fahrzeuges, aber auch andere Energieformen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen in eine für das Fahrzeugsensorsystem nutzbare elektrische Betriebs¬ energie wandelt. Die Leistungsabgabe des Energie-Harvesters kann dabei beliebig bestimmt werden und hängt nicht zuletzt auch davon ab, welche Energieform vom Energie-Harvester gewandelt wird . Ist der Energie-Harvester beispielsweise ein Generator, so kann er beispielsweise an einem Rad des Fahrzeuges gleichzeitig als Sensor zur Erfassung Messwertes, also einer Raddrehzahl berücksichtigt werden. Die verfügbare Betriebsenergie kann dann aus der Raddrehzahl und/oder der Spannung des Generators sowie aus diesen zu berechnende Größen, wie z.B. deren Ableitungen nach der Zeit bestimmt werden. Zur Versorgung des Fahrzeugsensorsystems kann dabei neben dem Energie-Harvester noch eine weitere Energiequelle zur Verfügung stehen, wodurch eine gewisse Ausfallsicherheit erreicht wird. Temporäre Ausfälle in der elektrischen Energieversorgung durch den Energie-Harvester können auf diese Weise zumindest zeitweise überbrückt werden. Hierzu kann auch eine Vorrichtung zum Aufladen eines temporären Energiespeichers vorhanden sein, der eine überschüssige elektrische Energie aus dem Energie-Harvester zwischenspeichert und diese dann im Falle eines Ausfalls des Energie-Harvesters an das Fahrzeugsensorsystem abgibt. An energy harvester is to be understood hereinafter to mean a converter which converts energy in an environment, in particular of the vehicle sensor system, such as kinetic energy of the vehicle, but also other forms of energy such as ambient temperature, vibrations or air currents, into an electrical operating energy which can be used by the vehicle sensor system converts. The power output of the energy harvester can be determined arbitrarily and not least depends on which form of energy is converted by the energy harvester. If the energy harvester is, for example, a generator, then it can be taken into account, for example, on a wheel of the vehicle at the same time as a sensor for detecting the measured value, that is to say a wheel speed. The available operating energy can then be determined from the wheel speed and / or voltage of the generator and from these to be calculated variables, such as their derivatives over time. To supply the vehicle sensor system can be next to the energy harvester yet another source of energy available, creating a certain reliability is achieved. Temporary failures in the electrical energy supply by the energy harvester can be bridged in this way, at least temporarily. For this purpose, a device for charging a temporary energy storage may be present, which temporarily stores an excess of electrical energy from the energy harvester and then emits them to the vehicle sensor system in the event of a failure of the energy harvester.
In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens ist die zweite Systemkomponente eine Datenübertragungseinrichtung zum Senden von Botschaften mit Daten, insbesondere Messdaten, aus der ersten Systemkomponente. Die Botschaften können dabei insbesondere drahtlos übertragen werden, wodurch ein Verkabelungsaufwand in einem Fahrzeug mit dem Fahrzeugsensorsystem reduziert werden kann, weil weder eine externe Energieversorgung durch den Energie-Harvester, noch eine kabelgebundene Daten- anbindung durch die drahtlose Übertragung notwendig ist. In a particular embodiment of the specified method, the second system component is a data transmission device for transmitting messages with data, in particular measured data, from the first system component. The messages can be transmitted in particular wirelessly, whereby a cabling effort in a vehicle with the vehicle sensor system can be reduced, because neither an external power supply by the energy harvester, nor a wired data connection through the wireless transmission is necessary.
Um die oben genannte Energieaufnahme des Fahrzeugsensorsystems zu senken kann diese Datenübertragungseinrichtung anwendungsabhängig ein- und ausgeschaltet werden, da sie insbesondere in drahtlosen Übertragungsanwendungen eine sehr hohe Leistungsaufnahme aufweist und so die zur Verfügung stehende elektrische Betriebsenergie rasch aufbrauchen kann. Versorgt das Fahrzeugsensorsystem beispielsweise ein Reifendruckkontroll¬ system, könnte als erste Systemkomponente eine Messkomponente zur Erfassung des Reifendrucks dauerhaft betrieben werden, während die Datenübertragungskomponente, im Rahmen derer der erfasste Reifendruck als Messdaten in der Botschaft an das Reifendruckkontrollsystem übertragen wird, nur für kurze Zeit in relativ langen Zeitabständen von beispielsweise 30s oder länger eingeschaltet wird. Obgleich die Leistungsaufnahme der Date¬ nübertragungskomponente und der Messkomponente während ihres Betriebs gleich bleibt, sinkt die mittlere Leistungsaufnahme um mehrere Zehnerpotenzen, wodurch das Gesamtsystem mehrere Jahre aus einem vergleichsweise schwachen elektrischen Energie¬ speicher, wie einer Knopfzelle versorgt werden kann. Ein kostenintensiver Energie-Harvester, der zudem Bauraum verwendet und im Vergleich zu einer Batterie keine hohe Ausfallsicherheit aufweist, wäre hier noch nicht einmal notwendig. In order to reduce the above-mentioned energy consumption of the vehicle sensor system, this data transmission device can be switched on and off depending on the application, since it has a very high power consumption, in particular in wireless transmission applications, and can thus quickly exhaust the available electrical operating energy. If the vehicle sensor system supplies , for example, a tire pressure monitoring system, a measuring component for detecting the tire pressure could be operated permanently as the first system component, while the data transmission component in which the detected tire pressure is transmitted as measurement data in the message to the tire pressure monitoring system only for a short time in relative long periods of, for example, 30s or longer is turned on. Although the power consumption of the Date ¬ Nübertragungskomponente and the measuring component during their operation remains the same, the average power consumption decreases by several orders of magnitude, whereby the entire system several years from a comparatively weak electrical energy ¬ memory, as a button cell can be powered. A costly energy harvester, which also uses space and compared to a battery does not have high reliability, would not even necessary here.
In einer anderen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Einstellen der elektrischen Energieaufnahme der Datenübertragungseinrichtung gegenüber der ersten Systemkom- ponente basierend auf einer Prognose, ob die verfügbare Be¬ triebsenergie neben der elektrischen Energieaufnahme der ersten Systemkomponente ausreicht, eine Botschaft vollständig zu versenden. Hierzu könnte die elektrische Datenübertragungs¬ einrichtung beispielsweise zeitweise abgeschaltet werden, wobei eine Strategie verfolgt wird, mit der unter Berücksichtigung der aktuell zur Verfügung stehenden Betriebsenergie durch Berechnung der Prognose bestimmt wird, ob das aktuelle Energieangebot ausreicht, eine fällige Botschaft mit dem Messdaten komplett zu versenden, ohne dass der Sender durch Energiemangel mitten in der Sendung ausfällt. Das heißt, dass der eingangs genannte Al¬ gorithmus auch anwendungsunabhängig ausführbar wäre, weil keine Anwendung bekannt ist, in der die Versendung unvollständiger und daher nicht dekodierbarer oder prüfbarer Botschaften sinnvoll ist. Statt die Datenübertragungseinrichtung abzuschalten könnte die Einstellung der elektrischen Energieaufnahme der Datenübertragungseinrichtung gegenüber der ersten Systemkomponente jedoch auch die elektrische Energieaufnahme der Datenübert¬ ragungseinrichtung gesenkt und damit beispielsweise das Sig- nal-zu-Rausch-Verhältnis der Botschaften gesenkt werden, was dann zu einer entsprechend höheren Fehlerrate bei der Übertragung der Botschaften und somit zu einer schlechteren Qualität der Messdaten in der Endanwendung führen würde. In another development, the specified method comprises the step of adjusting the electric power consumption of the data transmission device with respect to the first system component based on a prediction, whether the available Be ¬ driving energy sufficient addition to the electrical energy consumption of the first system component to send a message completely. For this purpose, the electrical data transmission ¬ device could be temporarily switched off, for example, a strategy is followed, is determined by calculating the forecast, taking into account the currently available operating energy, whether the current energy supply is sufficient to send a message due with the measurement data completely , without the transmitter fails due to lack of energy in the middle of the program. This means that the aforementioned Al ¬ rithm would also be application independent executable because no application is known in the sending incomplete and therefore not decodable or testable messages makes sense. Instead switch the data transmission device could adjust the electrical power consumption of the data transmission device with respect to the first system component but also reduced the electrical power consumption of the Cables for ¬ ragungseinrichtung and thus for example, be Sig- nal-to-noise ratio lowered the messages, which then results in a correspondingly higher Error rate in the transmission of messages and thus lead to a poorer quality of the measurement data in the end-use application.
In einer noch anderen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Senden der Botschaften in regelmäßigen Abständen mit einer Frequenz, die von der verfügbaren Betriebsenergie abhängig ist. Im Falle eines Einsatzes eines Energie-Harvesters könnte auch der oben genannte anwendungs- abhängige Algorithmus im Rahmen des Energiemanagements angepasst werden. Hier könnte die Frequenz, mit der die Botschaften gesendet werden, beispielsweise an die Geschwindigkeit und/oder Spannung eines Generators des Energie-Harvesters , an eine Spannung eines oben genannten temporären Energiespeichers, an andere Messgrößen, aus denen sich der Ladezustand des temporären Energiespeichers ergibt, an eine Änderungsrate der zuvor ge¬ nannten Größen des Energie-Harvesters und/oder des temporären Energiespeichers, aus denen sich bei negativer Tendenz die Restbetriebszeit und/oder die verbleibende Anzahl an In yet another embodiment, the specified method includes the step of sending the messages at regular intervals with a frequency that depends on the available operating power. If an energy harvester is used, the abovementioned application dependent algorithm be adapted within the framework of energy management. Here, the frequency with which the messages are sent, for example, to the speed and / or voltage of a generator of the energy harvester, to a voltage of a temporary energy storage device mentioned above, to other measures, which results in the state of charge of the temporary energy storage, At a rate of change of the previously ¬ called sizes of the energy harvester and / or the temporary energy storage, which make up the remaining operating time and / or the remaining number at a negative trend
versendbaren Botschaften bis zum Stillstand extrapolieren lässt und/oder an eine verstrichene Zeit angepasst werden, die seit dem letzten Betrieb der Datenübertragungseinrichtung verstrichen ist. Im Falle einer Fahrdynamikregelung könnten die Messdaten in Form von Raddrehzahlen in einem erhöhten zeitlichen Abstand voneinander versendet werden. Bei geringen Raddrehzahlen und damit bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann davon ausgegangen werden, dass die notwendige Rate zur Aktualisierung der Messwerte der Raddrehzahlen nicht so hoch sein muss wie bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten. Die Botschaften mit den Raddrehzahlen könnten besonders bevorzugt im Rahmen des angegebenen Verfahrens auch in konstanten Fahrstreckenabständen anstelle konstanter zeitlicher Abstände gesendet werden. In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens umfasst die von der verfügbaren Betriebsenergie abhängige die Frequenz ein Minimum von größer Null. Auf diese Weise kann ein Empfänger der Botschaften mit den Messdaten bei Erreichen dieses Minimums darauf schließen, dass keine Betriebsenergie zur Versorgung des Fahrzeugsensorsystems mehr zur Verfügung steht, und dass beispielsweise im Falle eines Raddrehzahlsensors als Fahrzeugsensorsystem das Fahrzeug zu Stillstand gekommen ist. Mit der Strategie des Energiemanagements, mit einer minimalen Frequenz Botschaften zu senden, kann dem Empfänger bei- spielsweise auch bei Stillstand signalisiert werden, dass der Kommunikationskanal aktiv und funktionsfähig ist. can extrapolate dispatchable messages to standstill and / or be adapted to an elapsed time that has elapsed since the last operation of the data transmission device. In the case of a vehicle dynamics control, the measurement data could be sent in the form of wheel speeds at an increased time interval from each other. At low wheel speeds and thus at low vehicle speeds it can be assumed that the necessary rate for updating the measured values of the wheel speeds need not be as high as at high vehicle speeds. The messages with the wheel speeds could particularly preferably be sent in the context of the specified method even at constant distance distances instead of constant time intervals. In a particular development of the specified method, the frequency dependent on the available operating energy comprises a minimum of greater than zero. In this way, a receiver of the messages with the measured data on reaching this minimum can conclude that no operating energy is available for the supply of the vehicle sensor system, and that, for example, in the case of a wheel speed sensor as a vehicle sensor system, the vehicle has come to a standstill. With the energy management strategy of sending messages with a minimum frequency, the receiver can be signaled, for example, even at standstill, that the communication channel is active and functional.
In einer alternativen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Anpassen eines Inhalts der zu versendenden Botschaft zum Einstellen der elektrischen Energieaufnahme der Datenübertragungseinrichtung gegenüber der ersten Systemkomponente. Dazu können insbesondere die Nutzdaten der Botschaften angepasst werden, die in einem Raddrehzahlsensor als Fahrzeugsensorsystem aus einer Teilmenge folgender Elemente bestehen können Identifikation des Sensorsystems, Zeitstempel der Messung, Wegstrecke, Geschwindigkeit, Statusinformationen wie Stillstand oder Selbsttestergebnis. Durch den Verzicht auf die Übertragung aller Informationen in jeder Botschaft kann ebenfalls eine Einsparung von Energie erreicht werden. Aus den vorhandenen Informationen kann je nach Zustand auf die fehlenden geschlossen werden. Zum Beispiel können Zeitstempel und/oder Wegstrecke auch zur Identifikation verwendet werden, jedoch nicht dauerhaft, und die Wegstrecke muss im Stillstand nicht übertragen werden. Insbesondere reicht es bei Stillstand aus, die Identifikation sicherzustellen. In an alternative development, the specified The method comprises the step of adapting a content of the message to be sent for adjusting the electrical energy consumption of the data transmission device with respect to the first system component. For this purpose, in particular the payload of the messages can be adapted, which can consist of a subset of the following elements in a wheel speed sensor as Fahrzeugensorsystem identification of the sensor system, time stamp of the measurement, distance, speed, status information such as standstill or self-test result. By eliminating the transmission of all information in each message, energy savings can also be achieved. From the available information can be closed depending on the state of the missing. For example, timestamp and / or path can also be used for identification, but not permanently, and the path does not need to be transmitted at standstill. In particular, it is sufficient at standstill to ensure identification.
In einer noch anderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens umfasst die erste Systemkomponente einen Messaufnehmer basierend auf einem differenziellen Messprinzip, insbesondere einen Wegmessaufnehmer. Ein derartiger differenzieller In yet another development of the specified method, the first system component comprises a sensor based on a differential measuring principle, in particular a Wegmessaufnehmer. Such a differential
Wegmessaufnehmer kann beispielsweise Teil eines Raddrehzahlsensors, Teil eines Odometriesensors oder Teil eines Wegmessaufnehmer example, part of a wheel speed sensor, part of an odometry sensor or part of a
Höhenstandssensors sein. Unter der Voraussetzung, dass dasBe level sensor. Assuming that
Fahrzeugsensorsystem als Messdaten die Frequenz eines Generators zur Messung der Drehzahl bestimmt, würde die entsprechende messtechnische Systemkomponente des Fahrzeugsensorsystems selbst keine Energie aus einer anderen Energiequelle benötigen, sondern wäre selbst eine Energiequelle. Für die Erfassung der Messdaten wäre dabei nur ein Komparator notwendig, der z.B. die Nulldurchgänge der Wechselspannung erfasst, die vom Generator erzeugt wird. Zur Bestimmung der Wegstrecke ist nur noch ein Zähler für die Nulldurchgänge erforderlich. Beide Schaltungen lassen sich mit so geringer Leistungsaufnahme betreiben, dass ebenfalls ein unterbrechungsfreier Betrieb über Jahre mit Versorgung aus einer Batterie im Format einer Knopfzelle in Betracht kommt. Selbstverständlich ist auch die Verwendung eines separaten Sensorelements für die Drehzahl möglich, die Verwendung des Generators als Sensor kann aber als besonders vorteilhaft gelten. In einer besonderen Weiterbildung umfasst das angegebeneVehicle sensor system determines the frequency of a generator for measuring the rotational speed as measured data, the corresponding metrological system component of the vehicle sensor system itself would not require energy from another energy source, but would itself be an energy source. For the acquisition of the measured data, only one comparator would be necessary, which detects, for example, the zero crossings of the alternating voltage which is generated by the generator. To determine the distance is only a counter for the zero crossings required. Both circuits can be operated with such low power consumption that an uninterrupted operation over years with supply from a battery in the format of a button cell is also possible. Of course, the use of a separate sensor element for the speed possible, but the use of the generator as a sensor can be considered particularly advantageous. In a particular embodiment, the specified includes
Verfahren den Schritt Erfassen eines Schwellwertes zum Einschalten des Sensorsystems als einen ersten absoluten Messwert für das differenzielle Messprinzip. Auf diese Weise kann sich beispielsweise in einem Raddrehzahlsensor die erste Botschaft, die bei Erhöhung der Drehzahl aufgrund eines steigenden The method comprises the step of detecting a threshold value for switching on the sensor system as a first absolute measured value for the differential measuring principle. In this way, for example, in a wheel speed sensor, the first message, the increase in speed due to a rising
Energieangebots gesendet werden kann, bereits auf eine Messung stützen, die eine Geschwindigkeitsinformation in der Botschaft ermöglicht. Für die Messung der Geschwindigkeit sind schließlich zwei Stützstellen notwendig, bei denen Wegstrecken- und Energy supply can already be based on a measurement that allows speed information in the message. For the measurement of the speed finally two interpolation points are necessary in which Wegstrecken- and
Zeitdifferenzen zu ermitteln sind, weshalb die erste Messung nach dem Starten des messtechnischen Teils des Systems eine solche Information nicht bereitstellen kann. Time differences are to be determined, which is why the first measurement after starting the metrological part of the system can not provide such information.
In zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens ist der Betrieb des Messaufnehmers unabhängig von der zweiten Sys¬ temkomponente. Auf diese Weise könnte beispielsweise im Rahmen eines Raddrehzahlsensors eine Stillstandserkennung umgesetzt werden, für die eine durchgehende Versorgung der messtechnischen Systemkomponente des Fahrzeugsensorsystems vorteilhaft wäre. Weiterhin ist mit dem dauerhaft aktiven Fahrzeugsensorsystems sichergestellt, dass die gemessene Gesamtfahrstrecke korrekt ermittelt wird und für Zeiten ohne eine Übermittlung von Botschaften mit Messdaten zumindest eine mittlere Geschwindigkeit ermittelt werden kann. In additional further development of the method given for the operation of the sensor is independent of the second Sys ¬ temkomponente. In this way, for example, in the context of a wheel speed sensor, a standstill detection could be implemented, for which a continuous supply of the metrological system component of the vehicle sensor system would be advantageous. Furthermore, it is ensured with the permanently active vehicle sensor system that the measured total travel distance is determined correctly and at least one average speed can be determined for times without a transmission of messages with measured data.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Speichern der Messwerte aus dem Messaufnehmer. Auf diese Weise könnten selbst wenn die Date¬ nübertragungseinrichtung aufgrund eines Energiemangels abge- schaltet wird, weiterhin Messgrößen vor Ort berechnet und verarbeitet werden, die dann nachträglich beispielsweise als integrierte Messgröße wie eine Gesamtstrecke an den Empfänger übertragen werden können, wenn wieder mehr Betriebsenergie zur Verfügung steht. In a particularly preferred development, the specified method comprises the step of storing the measured values from the sensor. In this way, even if the date ¬ nübertragungseinrichtung is switched off due to a lack of energy, measured variables continue to be calculated and processed on site, which can then be subsequently transmitted, for example, as an integrated measure such as a total distance to the receiver when more operating energy for Available.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung eingerichtet, ein Verfahren nach einem der vor- stehenden Ansprüche durchzuführen. According to a further aspect of the invention, a control device is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
In einer Weiterbildung der angegebenen Steuervorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Compu- terprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist. In a development of the specified control device, the specified device has a memory and a processor. The specified method is stored in the form of a computer program in the memory and the processor is provided for carrying out the method when the computer program is loaded from the memory into the processor.
In einer anderen Weiterbildung der angegebenen Steuervorrichtung ist die Steuervorrichtung als MikroController mit einer In another embodiment of the specified control device, the control device is a microcontroller with a
Leistungsaufnahme von weniger als 50 Mikrowatt ausgebildet. Hierzu könnte der MikroController mit einer sehr geringen Betriebsfrequenz betrieben werden, was möglich ist, weil die Vorgänge, auf die sich das Energiemanagement bezieht, nicht sehr schnell ablaufen. Alternativ könnte der MikroController nur Power consumption of less than 50 microwatts formed. For this purpose, the microcontroller could be operated with a very low operating frequency, which is possible because the processes to which the energy management refers, do not run very fast. Alternatively, the microcontroller could only
Intervallweise eingeschaltet sein, dann mit entsprechend höherer Taktfrequenz. Auf diese Weise lassen sich die oben genannten geringen Leistungsaufnahmen mit dem MikroController erreichen. Auf diese Weise kann gerade das oben erwähnte Reifendruck- Überwachungssystem mit einer Batterie im Format einer Knopfzelle über Jahre ohne Betriebsunterbrechung betrieben werden. Intervals be switched on, then with a correspondingly higher clock frequency. In this way, the above-mentioned low power consumption can be achieved with the microcontroller. In this way, just the above-mentioned tire pressure monitoring system can be operated with a battery in the format of a button cell for years without interruption.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird. According to a further aspect of the invention, a computer program comprises program code means for performing all the steps of one of the specified methods when the computer program is executed on a computer or one of the specified devices.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Compu- terprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem compu¬ terlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeugsensorsystem zum Ausgeben eines Messwertes in einem Fahrzeug eine Messkomponente zum Erfassen eines Messwertes einer phy- sikalischen Größe in dem Fahrzeug, eine Sendekomponente zum Aussenden des erfassten Messwertes , insbesondere drahtlos, einen Harvester, der eingerichtet ist, wenigstens die Sendekomponente mit einer aus einer Umgebungsenergiequelle gewandelten elektrischen Energie zu versorgen und eine angegebene Steu- ervorrichtung zum Verwalten der Messkomponente und der Steuerkomponente . According to a further aspect of the invention, a computer-program product comprises a program code which is stored on a data carrier and the compu ¬ terlesbaren, when executed on a data processing device, carries out one of the methods specified. According to a further aspect of the invention, a vehicle sensor system for outputting a measured value in a vehicle comprises a measuring component for detecting a measured value of a physical variable in the vehicle, a transmitting component for transmitting the detected measured value, in particular wirelessly, a harvester that is set up, at least to supply the transmitting component with an electrical energy converted from an ambient energy source and a specified control device for managing the measuring component and the control component.
In einer Weiterbildung umfasst das angegebene Sensorsystem eine Batterie zur elektrischen Energieversorgung wenigstens der Steuervorrichtung und vorzugsweise der Messkomponente. Die Verwendung einer Batterie, die im Gegensatz zum temporären Energiespeicher nicht aufladbar sein kann, ist eine vorteilhafte Ergänzung zu den Energiequellen Generator und temporärer Energiespeicher des Energie-Harvesters . Zwar ist die in einer kleinen Batterie, z.B. einer Knopfzelle, speicherbare Energie gering gegenüber dem gesamten Energiebedarf des angegebenen Sensorsystems beispielsweise zur Drehzahlmessung über die Fahrzeuglebensdauer gering, die Verwendung einer permanenten, unabhängig von der Drehzahl und dem Ladezustand des temporären Energiespeichers zur Verfügung stehenden Quelle ermöglicht jedoch einen kontinuierlichem Betrieb einzelner Bestandteile des angegebenen Sensorsystems, insbesondere des Energiemanagements. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug ein angegebenes Sensorsystem. In a development, the specified sensor system comprises a battery for the electrical power supply of at least the control device and preferably the measuring component. The use of a battery, which in contrast to the temporary energy storage can not be recharged, is an advantageous addition to the energy sources generator and temporary energy storage of the energy harvester. Although in a small battery, e.g. However, the use of a permanent, regardless of the speed and the state of charge of the temporary energy storage available source allows continuous operation of individual components of the specified sensor system , in particular of energy management. In accordance with another aspect of the invention, a vehicle includes a specified sensor system.
In einer Weitebildung umfasst das angegebene Fahrzeug eine Fahrdynamikregelung, die von einem angegebenen Sensorsystem mit Fahrdynamikdaten als Messwerte zu ihrem Betrieb versorgt wird. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei : In a development, the specified vehicle comprises a vehicle dynamics control, which is supplied by a specified sensor system with vehicle dynamics data as measured values for its operation. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings, wherein:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, 1 is a plan view of a vehicle,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Raddrehzahlsensors in dem Fahrzeug, 2 is a schematic diagram of a wheel speed sensor in the vehicle,
Fig. 3 ein qualitatives Diagramm mit Spannungswerte und Frequenzwerten, die einer Geschwindigkeit des Rades des 3 is a qualitative diagram with voltage values and frequency values corresponding to a speed of the wheel of the
Fahrzeuges aus Fig. 1 gegenübergestellt sind. Vehicle are compared from Fig. 1.
Fig. 4 ein qualitatives Diagramm eine Vorgabe der Fre¬ quenzwerte aus Fig. 3 basierend auf einer verfügbaren Energie, und Fig. 4 is a qualitative diagram of a preset Fre ¬ quenzwerte in FIG. 3 based on the available energy, and
Fig. 5 ein Flussdiagram für einen Algorithmus, der in einer Energiemanagementeinrichtung 28 des Raddrehzahlsensors der Fig. 2 ausgeführt werden kann, zeigen. FIG. 5 is a flowchart for an algorithm that may be implemented in an energy management device 28 of the wheel speed sensor of FIG. 2.
In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.
Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 2 zeigt. Referring to Fig. 1, a plan view of a vehicle 2 is shown.
Das Fahrzeug 2 weist ein Chassis 4 auf, das in einer an sich bekannten Weise auf einer nicht näher gezeigten Straße von Rädern 6 getragen wird. The vehicle 2 has a chassis 4, which is supported in a manner known per se on a road not shown in more detail by wheels 6.
An jedem Rad 6 ist in der vorliegenden Ausführung ein Raddrehzahlsensor 10 angeordnet, der eine in Fig. 2 gezeigte Raddrehzahl 12 am Ort des jeweiligen Rades 6 misst und diese an eine Fahrdynamikregelung 14 ausgibt. Alternativ kann der Raddrehzahlsensor 10 als Reifendrucksensor ausgebildet sein, der statt der Raddrehzahl 12 einen Reifendruck an ein Reifendruckkontrollsystem statt der Fahrdynamikregelung 14 ausgibt . Die Fahrdynamikregelung 14 empfängt die Raddrehzahlen 12 aus den Raddrehzahlsensoren 10 neben anderen an sich bekannten Fahrdynamikdaten als Istwerte. In einer dem Fachmann bekannten Weise kann die Fahrdynamikregelung 14 die empfangene Fahrdynamik einer gewünschten Fahrdynamik, wie beispielsweise einer Solltra- jektorie, gegenüberstellen. Tritt eine Differenz zwischen der gewünschten Fahrdynamik und der empfangenen Fahrdynamik auf, kann die Steuervorrichtung 14 das Fahrzeug 2 mittels Stell- eingriffen über Stellglieder wie beispielsweise nicht weiter gezeigte Bremsen auf die gewünschte Fahrdynamik zurückführen. In the present embodiment, a wheel speed sensor 10, which measures a wheel speed 12 shown in FIG. 2 at the location of the respective wheel 6 and outputs it to a vehicle dynamics control 14, is arranged on each wheel 6. Alternatively, the wheel speed sensor 10 may be formed as a tire pressure sensor, which outputs a tire pressure instead of the wheel speed 12 to a tire pressure control system instead of the vehicle dynamics control 14. The vehicle dynamics control 14 receives the wheel speeds 12 from the wheel speed sensors 10, among other known driving dynamics data, as actual values. In a manner known to the person skilled in the art, the vehicle dynamics control 14 can contrast the received driving dynamics with a desired driving dynamics, such as, for example, a desired trajectory. If a difference occurs between the desired driving dynamics and the received driving dynamics, the control device 14 can return the vehicle 2 to the desired driving dynamics by means of actuating interventions via actuators such as, for example, brakes, which are not shown further.
Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine Prinzipdarstellung eines der Raddrehzahlsensoren 10 zeigt, der die Raddrehzahl 12 als drahtlos übertragenes Signal an die Fahrdynamikregelung 14 abgibt . Reference is made to Fig. 2, which shows a schematic diagram of one of the wheel speed sensors 10, which outputs the wheel speed 12 as a wirelessly transmitted signal to the vehicle dynamics control 14.
Zur Erfassung der Raddrehzahl 12 ist drehfest zum Rad 6 in einer an sich bekanntenn Weise ein Encoder 16 angeordnet, der bei- spielsweise magnetisch sein kann. Ein Messaufnehmer 18 beispielsweise in Form eines an sich bekannten Hallsensors oder eines an sich bekannten AMR-Sensors gibt eine von der Stellung des Encoders 16 und damit der Stellung des Rades 6 abhängige Messspannung 20 aus. In der vorliegenden Ausführung wird diese Messspannung 20 einerseits in einer Auswerteeinrichtung 30 zur Bestimmung der Raddrehzahl 12 und zum anderen zur elektrischen Energieversorgung des Raddrehzahlsensors 10 verwendet. In order to detect the wheel speed 12, an encoder 16, which can be magnetic, for example, is arranged in a manner known per se in a rotationally fixed manner relative to the wheel 6. A sensor 18, for example in the form of a known Hall sensor or a known AMR sensor outputs a dependent of the position of the encoder 16 and thus the position of the wheel 6 measuring voltage 20. In the present embodiment, this measuring voltage 20 is used on the one hand in an evaluation device 30 for determining the wheel speed 12 and on the other hand for the electrical power supply of the wheel speed sensor 10.
Zur elektrischen Energieversorgung weist der Raddrehzahlsen- sor 10 einen temporären Energiespeicher 22 auf, der in einer an sich bekannten Weise eine elektrische Energie 24 aus dem Spannungssignal 20 zwischenspeichert mit der in einer der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Weise die einzelnen Elemente des Raddrehzahlsensor 10 versorgt werden können. For electrical power supply, the wheel speed sensor 10 has a temporary energy store 22 which, in a manner known per se, temporarily stores an electrical energy 24 from the voltage signal 20 with the individual elements of the wheel speed sensor 10 in a manner not shown in any way can.
Eine Auswerteeinrichtung 30 in der Signalverarbeitungseinrichtung 26 empfängt in einer an sich bekannten Weise die Messspannung 20, berechnet daraus basierend die Raddrehzahl 12 des Rades 6 und gibt sie an eine drahtlose Übertragungsein¬ richtung 32 aus, die die Raddrehzahl 12 dann mit einem bekannten, applikationsabhängig zu wählenden drahtlosen Übertragungs- verfahren an die Fahrdynamikregelung 14 übertragen kann. Die Auswerteeinrichtung 30 kann die Raddrehzahl 12 ferner in einem Speicher, wie beispielsweise einem Integrator 34 hinterlegen, aus dem sich dann eine Gesamtfahrstrecke 36 des Rades 6 auslesen lässt, die dann beispielsweise ebenfalls über die drahtlose Übertragungseinrichtung 32 an die Fahrdynamikregelung 14 drahtlos übertragen werden kann. An evaluation device 30 in the signal processing device 26 receives in a manner known per se Measuring voltage 20 from the wheel speed calculated based 12 of the wheel 6 and outputs it to a wireless Übertragungsein ¬ direction 32, the process 12 then the wheel speed with a known, depending on the application to be selected wireless transmission may be transmitted to the vehicle dynamics control fourteenth The evaluation device 30 may also deposit the wheel speed 12 in a memory, such as an integrator 34, from which a total travel distance 36 of the wheel 6 can then be read out, which can then also be wirelessly transmitted to the vehicle dynamics control 14 via the wireless transmission device 32.
In der vorliegenden Ausführung ist eine Energiemanagementeinrichtung 28 dazu ausgebildet, die oben genannte drahtlose Übertragung zu beeinflussen. Dazu analysiert die Energiema¬ nagementeinrichtung 28 die im temporären Energiespeicher 22 gespeicherte und damit zur Verfügung stehende elektrische Energie 24. Unterschreitet die zur Verfügung stehende elekt¬ rische Energie 24 eine vorbestimmte Schwelle, die sich bei- spielsweise danach richten kann, ob eine Botschaft mit einer aktuell zu übermittelnden Raddrehzahl 12 vollständig zur Fahrdynamikregelung 14 übertragen werden kann, dann schaltet die Energiemanagementeinrichtung 28 die drahtlose Übertragungseinrichtung 32 ab, um Energie im Raddrehzahlsensor 10 zu sparen. Die Energiemanagementeinrichtung 28 unterbricht damit die elektrische Energieversorgung der Datenübertragungseinrichtung 32. Alternativ kann die Energiemanagementeinrichtung 28 in einer nicht weiter dargestellten Weise auch nur die Übertragung der Gesamtfahrstrecke 36 des Rades 6 unterbrechen, damit das zu übertragende Datenaufkommen sinkt und so weniger elektrische Energie 24 durch den Raddrehzahlsensor 10 verbraucht wird. In the present embodiment, an energy management device 28 is configured to affect the above wireless transmission. These analyzes Energiema ¬ management device 28 stored in the temporary energy storage 22 and thus available to electrical energy 24 falls below the levels available to elekt ¬ innovative energy may make a predetermined threshold, the accession to play as after 24, if a message with a currently to be transmitted to wheel speed 12 can be completely transferred to the vehicle dynamics control 14, then the power management device 28 turns off the wireless transmission device 32 to save energy in the wheel speed sensor 10. The energy management device 28 thus interrupts the electrical energy supply of the data transmission device 32. Alternatively, the energy management device 28 in a manner not shown interrupt only the transmission of the total distance 36 of the wheel 6, so that the data volume to be transmitted decreases and so less electrical energy 24 through the wheel speed sensor 10 is consumed.
Der Betrieb der Energiemanagementeinrichtung 28 und optional der Auswerteeinrichtung 30 kann durch eine Hilfsenergiequelle 38, wie beispielsweise eine Batterie sichergestellt werden. The operation of the energy management device 28 and optionally of the evaluation device 30 can be ensured by an auxiliary power source 38, such as a battery.
Der Betrieb der Energiemanagementeinrichtung 28 wird nachstehend anhand der Fig. 3 bis 5 näher beschrieben. Dabei zeigt Fig. 3 qualitativ ein Diagramm, in dem Spannungswerte 42, die die gleichgerichtete und geglättete The operation of the energy management device 28 will be described below with reference to FIGS. 3 to 5 in more detail. 3 shows qualitatively a diagram in which voltage values 42 which are the rectified and smoothed
Messpannung 20 darstellen, und eine Sollfrequenz 44, mit der die Raddrehzahlen 12 in Form von Botschaften drahtlos an die Fahrdynamikregelung 14 gesendet werden sollen, einer Geschwindigkeit 46 des Rades 6 gegenübergestellt sind. Das in Fig. 3 gezeigte Diagramm kann in der Energiemanagementeinrichtung 28 als Kennlinie verwendet werden, um die Frequenz 44 der Übertragung der Raddrehzahlen 12 einzustellen. Represent measuring voltage 20, and a target frequency 44, with the wheel speeds 12 are to be sent in the form of messages wirelessly to the vehicle dynamics control 14, a speed 46 of the wheel 6 are compared. The diagram shown in FIG. 3 can be used in the energy management device 28 as a characteristic to set the frequency 44 of the transmission of the wheel speeds 12.
Wie in Fig. 3 zu sehen, sind die Spannungswerte 42 unterhalb einer bestimmten Spannungsschwellgeschwindigkeit 48 null. Dies liegt daran, dass die Messspannung 20 erst einen bestimmten Schwellwert überschreiten muss, bevor sie technisch in eine Gleichspannung gewandelt werden. Darüber steigen die Spannungswerte 42 annähernd linear mit der Geschwindigkeit 46. As seen in FIG. 3, the voltage values 42 below a certain threshold voltage threshold 48 are zero. This is because the measurement voltage 20 must first exceed a certain threshold value before it is technically converted into a DC voltage. Above this, the voltage values 42 rise approximately linearly with the speed 46.
Die Sollfrequenz 44, auch Häufigkeit genannt, steigt wenn genug Energie vorhanden ist abschnittsweise linear mit der Ge¬ schwindigkeit 46 an. Unterhalb einer bestimmten Frequenzschwellgeschwindigkeit 50 wird sie bei einer Minimalfrequenz 47 konstant gehalten, damit die Fahrdynamikregelung 14 nicht auf zu alte Raddrehzahlen 12 zurückgreifen muss und die Fahrdyna- mikregelung 14 sich selbst testen kann. Oberhalb einer Frequenzschwellgeschwindigkeit 52 wird die Sollfrequenz 44 ebenfalls auf einer Maximalfrequenz 49 konstant gehalten, weil die Raddrehzahlen 12 in der Fahrdynamikregelung 14 nicht schneller aktualisiert werden müssen. The reference frequency 44, also known as frequency increases when enough energy is present in sections linearly with the Ge ¬ speed 46 at. Below a certain frequency threshold speed 50, it is kept constant at a minimum frequency 47 so that the vehicle dynamics control 14 does not have to resort to wheel speeds 12 that are too old and the driving dynamics control 14 can test itself. Above a frequency threshold speed 52, the setpoint frequency 44 is also kept constant at a maximum frequency 49 because the wheel speeds 12 in the vehicle dynamics control 14 do not have to be updated faster.
Die über die Messspannung 20 produzierte und damit zur Verfügung stehende elektrische Leistung ist proportional zu den Span¬ nungswerten 42. Demgegenüber ist die verbrauchte elektrische Leistung proportional zu der Sollfrequenz 44. The electric power produced over the measurement voltage 20 and therefore available to be proportional to the tension ¬ voltage values 42. In contrast, the electric power consumed is proportional to the reference frequency 44th
Wenn nun die Messspannung 20 und die Sollfrequenz 44 so skaliert werden, dass übereinstimmende (in Fig. 3 nicht aufzeichnete) Leistungen gleichen Orten im in Fig. 3 gezeigten Diagramm zugeordnet werden, lässt sich die Leistungsbilanz direkt in Fig. 3 ablesen. In Fig. 3 stimmen bei einer kritischen Geschwindigkeit 56 die erzeugte, von der Messspannung 20 abhängige Leistung und die verbrauchte, von der Sollfrequenz 44 abhängige Leistung überein. Daher kann der Raddrehzahlsensor 10 oberhalb dieser kritischen Geschwindigkeit 56 dauerhaft über die If now the measuring voltage 20 and the nominal frequency 44 are scaled such that matching powers (not recorded in FIG. 3) are the same locations in the diagram shown in FIG can be assigned, the power balance can be read directly in Fig. 3. In FIG. 3, at a critical speed 56, the generated power dependent on the measuring voltage 20 and the consumed power dependent on the setpoint frequency 44 coincide. Therefore, the wheel speed sensor 10 above this critical speed 56 can permanently over the
Messspannung 20 mit elektrischer Energie versorgt werden. Measuring voltage 20 are supplied with electrical energy.
Unterhalb der kritischen Messspannung 20 gibt es jedoch ein Leistungsdefizit 54, welches durch die graue Fläche gekenn- zeichnet ist. Below the critical measuring voltage 20, however, there is a power deficit 54, which is indicated by the gray area.
In Fig. 4 ist in einem Diagramm eine Vorgabe für die Energiemanagementeinrichtung 28 gezeigt, mit welchem Prozentsatz 58 der Sollfrequenz 44 die Raddrehzahlen 12 in Abhängigkeit der verfügbaren Energie 24, die beispielsweise in Abhängigkeit einer Spannung des temporären Energiespeichers 22 gemessen werden kann verwendet werden sollen. Dabei wird davon ausgegangen, dass es für die Anwendung besser ist, bei niedrigem Ladezustand des temporären Energiespeichers 22 die restliche Energie 24 über einen größeren Zeitraum zu strecken, als mit hoher Frequenz zu senden, bis die Sendungen aus Energiemangel ganz eingestellt werden müssen. FIG. 4 shows in a diagram a specification for the energy management device 28 with which percentage 58 of the nominal frequency 44 the wheel speeds 12 are to be used as a function of the available energy 24, which can be measured, for example, as a function of a voltage of the temporary energy store 22. It is assumed that it is better for the application to stretch the remaining energy 24 over a longer period of time when the temporary energy store 22 is low, rather than transmitting at high frequency until the programs have to be completely set for lack of energy.
In Fig. 5 ist ein Flussdiagram für einen Algorithmus dargestellt, der in der Energiemanagementeinrichtung 28 der Fig. 2 ausgeführt werden kann. FIG. 5 illustrates a flowchart for an algorithm that may be performed in the energy management device 28 of FIG. 2.
Nach dem Start in Schritt 60 führt der Algorithmus dauerhaft eine Schleife aus, die mit dem Warten in Schritt 62 auf ein After the start in step 60, the algorithm permanently executes a loop which, with the wait in step 62, turns on
Triggersignal beginnt. Das Triggersignal hat die Aufgabe, dafür zu sorgen, dass der Algorithmus mit der vorgesehenen Rate ausgeführt wird. Geschwindigkeitsunterschiede in der Pro¬ grammausführung haben dann keine Auswirkungen auf den Raddrehzahlsensor 10 und während des Wartens kann die Energie- managementeinrichtung 28 in einen Energiesparmodus versetzt werden. Nach Ablauf der Wartezeit wird die Geschwindigkeit 46 beispielsweise anhand der Raddrehzahl 12 gemessen. Anschließend wird in Schritt 64 geprüft, ob die Geschwindig¬ keit 46 oberhalb der kritischen Geschwindigkeit 56 liegt. Trigger signal starts. The trigger signal has the task of ensuring that the algorithm is executed at the intended rate. Speed differences in the pro ¬ program execution then have no effect on the wheel speed sensor 10 and while waiting, the energy management device will be placed in a power saving mode 28th After the waiting time, the speed 46 is measured, for example, based on the wheel speed 12. It is then checked in step 64 whether the VELOCITY ¬ ness is 46 above the critical speed 56th
Ist das der Fall, geht es weiter mit der Ausführung von If that is the case, continue with the execution of
Schritt 66: Dann wird das gesamte System, bevorzugt auch in¬ klusive die Energiemanagementeinrichtung 28 selbst, aus der Messspannung 20 betrieben, die Frequenz 44 der Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 auf die Maximalfrequenz 49 gesetzt und eine überschüssige Leistung aus der Messspannung 20 zum Laden des temporären Energiespeichers 22 genutzt. Danach beginnt ein neuer Zyklus . Step 66: Then the entire system, preferably also in ¬ including the energy management device 28 itself, operated from the measuring voltage 20, set the frequency 44 of the messages with the wheel speeds 12 to the maximum frequency 49 and an excess power from the measuring voltage 20 for charging the used temporary energy storage 22. After that, a new cycle begins.
Falls die Geschwindigkeit 46 unterhalb der kritischen Ge¬ schwindigkeit 56 liegt, erfolgt der Betrieb des Raddrehzahl- sensors 10 allein aus dem temporären Energiespeicher 22. Optional können die Auswerteeinrichtung 30 und die Energiema¬ nagementeinrichtung 28 aus der Hilfsenergiequelle 40 betrieben werden. Die Messspannung 20 ist immer noch verfügbar und ausreichend hoch, um den temporären Energiespeicher 22 zu laden, jedoch verringert sich die Ladung des temporären Energie¬ speichers 22 aufgrund der negativen Leistungsbilanz in If the speed is 46 below the critical Ge ¬ speed 56, the operation of the wheel speed sensor 10 is carried out 22 alone from the temporary energy storage Optionally, the evaluation unit 30 and the Energiema ¬ management device 28 can be operated from the auxiliary power source 40th The measurement voltage 20 is still available and sufficiently high to charge the temporary energy storage 22, however, the charge of the temporary energy ¬ storage 22 is reduced due to the negative power balance in
Schritt 70. Step 70.
Anschließend folgen die Vorgänge, die zur Ermittlung der tatsächlich zu verwendenden Sollfrequenz 44, mit der dieThis is followed by the processes used to determine the nominal frequency 44 to be used, with which the
Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 versendet werden sollen, dienen: Zuerst wird der Ladezustand 24 des temporären Energiespeichers 22 in Schritt 72 gemessen. Dann wird in Schritt 74 gemäß Fig. 3 die geschwindigkeitsabhängige Sollfrequenz 44 zum Versenden der Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 ermittelt. Danach folgt in Schritt 76 die Bestimmung des Prozentwertes 58 gemäß Fig. 4. Aus diesen Werten wird schließlich ein Zählerstand berechnet, der zum Absenden der Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 verwendet wird. Messages with the wheel speeds 12 are to be sent serve: First, the state of charge 24 of the temporary energy storage 22 is measured in step 72. Then, in step 74 according to FIG. 3, the speed-dependent setpoint frequency 44 for sending the messages with the wheel speeds 12 is determined. This is followed by the determination of the percentage value 58 according to FIG. 4 in step 76. From these values, finally, a count is calculated which is used for sending the messages with the wheel speeds 12.
Da der in Fig. 5 dargestellte Algorithmus mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Daten lediglich einen Zähler setzt, sollte für die Steuerung der Datenschnittstelle 32 des Raddrehzahl- sensors 10 noch ein weiterer Prozess parallel laufen. Alternativ können der Algorithmus und dieser Prozess auch in der Energiemanagementeinrichtung 28 vereinigt werden. In diesem Prozess sollte der Zähler zyklisch mit einem weiteren Zähler verglichen, der an einen Taktgenerator gekoppelt ist. Ist die Zeit abge¬ laufen, die durch den Zähler für die Sollfrequenz 44 der Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 vorgegeben ist, so wird geprüft, ob die Spannung des temporären Energiespeichers 22 ausreicht, um eine komplette Botschaft abzusetzen. Ist auch das der Fall, so wird der die Datenschnittstelle 32 eingeschaltet und die vorliegenden Raddrehzahlen 12 werden gesendet. Since the algorithm shown in FIG. 5 uses only one counter with the aid of the available data, it should be possible to control the data interface 32 of the wheel speed sensors 10 yet another process running in parallel. Alternatively, the algorithm and this process can also be combined in the energy management device 28. In this process, the counter should be cyclically compared to another counter coupled to a clock generator. Is the time abge ¬ run, which is predetermined by the counter for the desired frequency 44, the messages with the wheel speeds 12, it is checked whether the voltage of the temporary energy store 22 sufficient to deposit a complete message. If this is also the case, the data interface 32 is switched on and the present wheel speeds 12 are transmitted.
Der gesamte Vorgang beginnt dann mit zurückgesetztem Zähler von vorn. Falls der Ladezustand des temporären Energiespeichers 22 nicht zum Absetzen einer Botschaft ausreicht, kann nach einer Karenzzeit erneut geprüft werden. The whole process then starts with the counter reset. If the state of charge of the temporary energy store 22 is not sufficient for issuing a message, it can be checked again after a waiting period.
Die Entscheidungen über den Inhalt einer Botschaft können in einer Weise getroffen werden, die zu den beschrieben Wegen für die Sollfrequenz 44 der Botschaften äquivalent sind, d.h. insbesondere durch Anlegen von Tabellen, in denen die ge- schwindigkeits- und spannungsabhängigen Werte codiert sind. The decisions about the content of a message may be made in a manner equivalent to the described ways for the desired frequency 44 of the messages, i. in particular by creating tables in which the speed- and voltage-dependent values are coded.
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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