DE102004001543A1

DE102004001543A1 - Datenübertragungsverfahren für ein Überwachungssystem des Reifendruckes eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102004001543A1
Application number: DE102004001543A
Authority: DE
Inventors: Philippe Lefaure
Original assignee: Siemens VDO Automotive SAS
Current assignee: Continental Automotive France SAS
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2004-01-10
Publication date: 2004-08-26
Also published as: FR2851106B1; CN1521028A; JP2004242323A; US6998973B2; FR2851106A1; US20040155762A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenübertragungsverfahren für ein Überwachungssystem (10) des Reifendruckes eines Fahrzeuges. Reifendruck und Identität der eines Rades enthaltende Informationseinheiten werden durch eine Radeinheit (12) einem im Fahrzeug angeordneten Zentralrechner (13) übermittelt. Dabei erfolgt DOLLAR A - in einem ersten Verfahrensschritt eine Übertragung für den Betriebszustand < PARKEN >; DOLLAR A - in einem nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt eine Übertragung für den Betriebszustand < FAHRT >. DOLLAR A Erfindungsgemäß weist nun jede der Radeinheiten (12) eine eigene interne Zeitbasis auf und eine natürliche Verschiebung zwischen den verschiedenen internen Zeitbasen wird benutzt, um eine Kollision bei der Übertragung der Informationseinheiten von den verschiedenen Radeinheiten (12) des gleichen Fahrzeuges zu verhindern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenübertragungsverfahren für ein Überwachungssystem des Reifendruckes eines Fahrzeuges. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, dass auftretende Kollisionen bei der Datenübertragung von den Rädern des ein und desselben Fahrzeuges verhindert.
Es ist bereits bekannt, Fahrzeuge mit einem System zur Überwachung des Reifendruckes auszurüsten. Diese Systeme beinhalten im allgemeinen eine im Innern eines Pneus angebrachte Radeinheit. Die Radeinheit misst den im Innern de Pneus herrschenden Druck (wie auch andere Grössen wie beispielsweise die Temperatur) und sendet die erfassten Messwerte an einen Zentralrechner im Fahrzeug. Der Zentralrechner seinerseits informiert den Chauffeur über jede Unregelmässigkeit des Druckes der Pneus. Es versteht sich, dass jede Radeinheit mit einer Identität versehen ist, so dass die vom Zentralrechner empfangenen Daten, im folgenden Informationseinheiten genannt, nicht nur den Messwert, sondern auch den Ursprung (vorne rechts, vorne links, hinten rechts oder hinten links) des Messwertes beinhalten.
Es ist ebenfalls bekannt, dass die von in der Radeinheit angeordneten Sensoren gemessenen Messwerte in verschiedenen, vom Betriebszustand des Fahrzeugs abhängigen Zeitintervallen übertragen werden. Wenn das Fahrzeug im Betriebszustand « Parken » ist, d.h. im Stillstand oder sich mit nur sehr geringer Geschwindigkeit bewegt (beispielsweise weniger als 25 km/ h), werden die gemessenen Daten in relativ langen Zeitintervallen übermittelt. Solche Zeitintervallen liegen in der Grössenordnung einer Stunde. Befindet sich jedoch das Fahrzeug im Betriebszustand « Fahrt », dass heisst, es bewegt sich mit einer Geschwindigkeit grösser 25 km/h, werden die gemessenen Daten in Zeitintervallen der Grössenordnung von einer Minute übermittelt.
Sobald das Fahrzeug im Betriebszustand « Fahrt » ist, sendet jede Radeinheit in regelmässigen Zeitabschnitten Informationseinheiten aus. Durch das Vorhandenensein mehrerer Räder eines Fahrzeugs erfolgen dabei die Übertragungen gleichzeitig. Dadurch ergibt sich auf der Seite des Zentralrechners eine gegenseitige Störung der von den vier Rädern empfangenen Informationseinheiten (diese Störung ist noch grösser bei Lastwagen, da meist mehr als vier Räder vorhanden sind). Dadurch können diese Informationseinheiten nicht mehr benutzt werden und das Überwachungssystem versagt seinen Dienst.
Um diesen Nachteil zu beheben ist es bekannt, die Aussendung der Informationseinheiten von jedem Rad zeitlich zu staffeln. Dieses Verfahren der Staffelung bzw. Verschiebung in der Zeit ist komplex, da eine Synchronisation aller Radeinheiten des betreffenden Fahrzeugs erforderlich ist. Darüber hinaus ist eine komplexe Berechnung erforderlich, die die für die Aussendung verfügbare Zeit begrenzt.
Um diesen Problemen der Kollision der von jeder Radeinheit ausgesandten Informationseinheiten abzuhelfen, ist es auch möglich, dass der Zentralrechner an jede der Radeinheiten eine Abfrage richtet. Durch dieses Verfahren wird die erforderliche Dauer zur Übermittlung aller Daten verlängert und dadurch die Leistungsfähigkeit eines Überwachungssystem des Reifendrucks verringert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Datenübertragungsverfahren zwischen einer Radeinheit und einem Zentralrechner anzugeben, das Kollisionen bei der Übertragung der Informationseinheiten verhindert und das einfach und leistungsfähig ist und kostengünstig implementiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Datenübertragungsverfahren für ein Überwachungssystem des Reifendrucks eines Fahrzeuges, wobei Informationseinheiten von Radeinheiten einem im Fahrzeug angeordneten Zentralrechner wie folgt übertragen werden:

– in einem ersten Verfahrensschritt erfolgt eine Übertragung für den Betriebszustand « Parken »;
– in einem nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt erfolgt eine Übertragung für den Betriebszustand « Fahrt »;

Dank dieser natürlichen Verschiebung – auch Streuung genannt – der Zeitbasen ist es möglich, Kollision bei der Übertragung der Informationseinheiten zu verhindern, ohne dass komplexe Mittel und aufwendige Rechenzeit erfordernde Massnahmen eingesetzt werden müssen.
Im speziellen wird eine nur mittelmässige Genauigkeit von die interne Zeitbasis bildenden Schaltkreisen benutzt, um von selbst in einer zufälligen Art eine Verschiebung der Zeiten der Übertragung von Informationseinheiten zu erlangen.
Vorteilhafterweise werden die internen Zeitbasen in den Radeinheiten durch RC-Schwingkreise realisiert. Die Genauigkeit dieser Schwingkreise liegt in der Grössenordnung von ± 15%.
Üblicherweise werden für die Radeinheiten Zeitbasen vorgesehen, die besonders genau sind, um dadurch eine bestimmte Verschiebung der Übertragung und eine Verhinderung von Kollisionen zu erreichen. Im Gegensatz dazu verwendet die vorliegende Erfindung Zeitbasen von nur mittelmässiger Genauigkeit und bietet daher den Vorteil einer deutlichen Kosteneinsparung und einer wesentlich einfacheren Realisierung um trotzdem zu einem ähnlichen Ergebnis zu kommen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich in nicht beschränkender Weise aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Verwendung einer Zeichnung. Dabei zeigen:
1 Schematische Ansicht eines Fahrzeuges, dass mit einer erfindungsgemässen Anordnung ausgerüstet ist;
2 schematische Darstellung der Übertragung von Informationseinheiten im Betriebszustand « Fahrt »;
3 Diagramm zur Darstellung der auftretenden Streuung von verschiedenen Zeitbasen.
Gemäss dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das System 10 zur Überwachung des Reifendruckes folgende zwei Hauptelemente auf:

– eine Mehrzahl von Radeinheiten 12, die in jedem der Räder 11 des Fahrzeuges montiert sind;
– ein Zentralrechner 13, der die von den Radeinheiten 12 ausgesandten Informationseinheiten empfängt.

Nachfolgend wird kurz noch einmal die prinzipielle Wirkungsweise eines Systems zur Überwachung des Reifendruckes erläutert.
Die Radeinheiten 12, die sich in jedem Rad befinden, sind auf der Felge im Innern des Pneus montiert. Eine Radeinheit weist Sensoren auf, mit denen im besonderen der Druck, aber auch die Temperatur, die Beschleunigung oder die Geschwindigkeit erfasst werden können. Jede Radeinheit weist eine individuelle Identität auf. Von jeder Radeinheit werden in regelmässiger Weise Informationseinheiten an den Zentralrechner ausgesandt. Eine Informationseinheit enthält dabei die erfassten Messwerte und die Identität der betreffenden Radeinheit. Der Zentralrechner verarbeitet die empfangenen Informationseinheiten. Es kann vorgesehen werden, dass durch die Radeinheit bereits eine Vorverarbeitung vorweggenommen ist. Nach erfolgter Verarbeitung wird durch den Zentralrechner bestimmt, ob es erforderlich ist, den Chauffeur über eine Abweichung oder einen Mangel zu informieren. Dazu wird eine dem Armaturenbrett zugeordnete Anzeigeanordnung 14 benutzt.
Aus der Darstellung gemäss der 2 geht hervor, dass zur Übertragung vorzugsweise drei Rahmen R1, R2 und R3 vorgesehen sind, die je die identische Informationseinheit enthalten. Die Überragungsdauer eines Rahmen liegt in der Grössenordnung von 10 ms. Der zeitliche Abstand zwischen der Übertragung des ersten und zweiten Rahmens R1, R2 liegt bei 60 ms + Δσ. Der zeitliche Abstand zwischen der Übertragung des zweiten und dritten Rahmens R2, R3 liegt bei 80 ms + Δσ. Δσ ist ein Wert, der die Ungenauigkeit bzw. Streuung einer jeden internen Zeitbasis repräsentiert. Der Wert von Δσ liegt in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb der 25 ms. Dieser Sachverhalt wird detaillierter bei der Erläuterung von 3 beschrieben.
Die Gesamtnachricht mit den drei Rahmen R1, R2 und R3 wird dann im Minutentakt übertragen, wenn sich das Fahrzeug im Betriebszustand « Fahrt » befindet. Der Betriebszustand « Fahrt » bedeutet zum Beispiel, dass sich das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit grösser 25 km/h fortbewegt. Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Gesamtnachricht mit den drei Rahmen R1, R2 und R3 während einer Umdrehung des betreffenden Rades übertragen wird. Dadurch können Probleme mit der Symmetrie bei der Übertragung verhindert werden.
Jede Radeinheit weist im besonderen einen Mikrocontroller auf, dessen interne Zeitbasis gemäss der vorliegenden Erfindung durch einen RC-Schwingkreis gebildet wird. Ein RC-Schwingkreis ist eine mit Widerständen und klassischen Kondensatoren realisierte Schaltung.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise RC-Schwingkreise mit einer Genauigkeit von ungefähr ± 15% eingesetzt.
Sobald der Mikrocontroller der Radeinheiten den Betriebszustand « Fahrt » detektiert, wird die Übertragung der Informationseinheiten im Minutentakt eingeleitet. Alternativ kann der Mikrocontroller wie auch die regelmässige Übertragung der Informationseinheiten durch eine Hilfsschaltung gestartet werden. Die Hilfsschaltung wird dabei von der internen Zeitbasis mit der Genauigkeit von ± 15% getaktet. Daraus ergibt sich eine zufälliger Beginn der Übertragung des ersten Rahmens R1 und damit auch der folgenden Rahmen R3 und R3.
Wie in 3 gezeigt ist, folgen die Zeitbasen einer Grundgesamtheit von Schwingkreisen einer Gaussverteilung mit einer typischen Breite über 25 ms.
Dadurch wird eine Übertragung der verschiedenen Rahmen von den verschiedenen Rädern ermöglicht, bei der das Auftreten von Kollisionen minimalisiert oder verhindert wird. Der Startzeitpunkt der Übertragung eines Rahmens von einem Rad ist bezüglich der Startzeitpunkte der anderen Räder rein zufällig.
Die Verwendung der Streuung der verschiedenen Zeitbasen für die Mikrocontroller erlaubt auch, das Minimalisieren des Risikos einer gleichzeitigen Aussendung von mehreren Informationseinheiten, ohne dass komplexe oder kostenintensive Schaltungsanordnung vorgesehen werden müssen.
Die natürliche zeitliche Verschiebung Δσ kann sowohl auf die Übertragung im Minutentakt gemäss dem Betriebszustand « Fahrt » als auch auf die Übertragung im Stundentakt gemäss dem Betriebszustand « Parken » angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern schliesst jede weitere darauf vom Fachmann realisierbare Variante ein. Die gewählte Genauigkeit kann auf andere Werte als ± 15% fest gelegt werden. Es sind nämlich auch Werte möglich, die ebenfalls eine automatische zeitliche Verschiebung der Übertragung bewirken, so dass Kollisionen bei der Übertragung vermieden werden können. Die Unterscheidung der Betriebszustände « Fahrt » und « Parken » ist auch mit einer anderen als der vorstehend angegebenen Geschwindigkeit von 25 km/h möglich. Im besonderen kann der Betriebszustand « Fahrt » durch das Drehen des Zündungsschlüssels oder den Start des Motors oder des Öffnen des Fahrzeugs initiiert werden.

10: Überwachungssystem
11: Rad
12: Radeinheit
13: Zentralrechner
14: Anzeigeanordnung
m: Anzahl Einheiten pro Klasse
R1,R2, R3: eine Informationseinheit enthaltende Rahmen
t: Zeit
Δσ: Zeitliche Verschiebung, zeitliche Streuung
RC: Widerstand-Kondensator

Claims

Datenübertragungsverfahren für ein Überwachungssystem (10) des Reifendrucks eines Fahrzeuges, wobei Informationseinheiten von Radeinheiten (12) einem im Fahrzeug angeordneten Zentralrechner (13) wie folgt übertragen werden: – in einem ersten Verfahrensschritt erfolgt eine Übertragung für den Betriebszustand « Parken »; – in einem nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt erfolgt eine Übertragung für den Betriebszustand « Fahrt »; dadurch gekennzeichnet, dass jede der Radeinheiten (12) eine eigene interne Zeitbasis aufweist und dass eine natürliche Verschiebung der verschiedenen internen Zeitbasen benutzt wird, um eine Kollision bei der Übertragung der Informationseinheiten von den verschiedenen Radeinheiten (12) des gleichen Fahrzeugs zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der internen Zeitbasis einer jeden Radeinheit (12) vorzugsweise bestimmt ist durch die Genauigkeit eines RC-Schwingkreises, der in jeder Radeinheit (12) enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise RC-Schwingkreise verwendet werden, die eine Genauigkeit von ± 15% aufweisen.
Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 3; dadurch gekennzeichnet, dass jede Radeinheit mehrere Rahmen (R1, R2, R3) für die Übertragung einer einzigen Informationseinheit aussendet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dass drei Rahmen (R1, R2, R3) für die Übertragung einer einzigen Informationseinheit ausgesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 5; dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des ersten Rahmens (R1) und zweiten Rahmens (R2) in einem zeitlichen Abstand von 60 ms + Δσ und die Übertragung des zweiten Rahmens (r2) und dritten Rahmens (R3) in einem zeitlichen Abstand von 80 ms + Δσ erfolgt.
Verfahren nach einem Ansprüche 4 bis 6; dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmen (R1, R2, R3), die die gleiche Informationseinheit enthalten, während einer einzigen Umdrehung eines Rads übertragen werden.
Überwachungssystem (10) für den Reifendrucks eines Fahrzeuges zur Durchführung des Datenübertragungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Radeinheiten (12) eine eigene interne Zeitbasis aufweist, die durch einen RC-Schwingkreis gebildet ist, wobei die Genauigkeit einer Zeitbasis in der Grössenordnung von ± 15% liegt.