WO2023062057A1 - Method for determining the residual capacity of an energy store of a sensor, and sensor comprising such a method - Google Patents

Method for determining the residual capacity of an energy store of a sensor, and sensor comprising such a method Download PDF

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WO2023062057A1
WO2023062057A1 PCT/EP2022/078343 EP2022078343W WO2023062057A1 WO 2023062057 A1 WO2023062057 A1 WO 2023062057A1 EP 2022078343 W EP2022078343 W EP 2022078343W WO 2023062057 A1 WO2023062057 A1 WO 2023062057A1
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sensor
variables
usage behavior
energy
usage
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PCT/EP2022/078343
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Armin Dertinger
Joachim Nagel
Robert Werner
Bernadette Breithaupt
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for determining the remaining capacity of an energy store of a sensor and a sensor that has such a method or carries it out in an evaluation unit.
  • the tire pressure sensors in a tire are often insufficiently monitored with regard to their remaining energy from the energy store used. Therefore, when changing a tire, it is only determined based on the passage of time whether the complete tire pressure sensor is replaced or not.
  • a simple digital display in the form of is sufficient "Normal Battery” and “Low Battery” are not enough to be able to estimate, especially after a tire change, whether the energy storage is still sufficient for the next period of use, for example winter/summer.
  • both a method for determining the remaining capacity of an energy store of a sensor and a sensor or sensor system with such a determination method are claimed.
  • a rechargeable battery or a battery that cannot be recharged while the sensor is in use can be provided as the energy store.
  • the sensor has at least one detection means, which detects a physical and/or chemical property of a medium.
  • the sensor has a transmission means, by means of which the detected sensor variable(s) are transmitted.
  • signal variables are transmitted that are derived from the sensor variables.
  • the usage behavior of the sensor or its operating behavior is determined.
  • the frequency of recording the sensor variables and the transmission of these sensor variables or the derived signal variables are recorded.
  • the usage behavior is recorded in the form of the power requirement for the various processes.
  • the power requirement is recorded, in particular as a function of time, both for the sensor value recording and for the transmission. In this way, it can be recognized whether the power requirement is higher during certain times in order to be able to draw conclusions about future uses.
  • the sensor or the sensor system is also set up to be operated in an active mode and a sleep mode.
  • the active mode the sensor variables are recorded, the sensor variables are evaluated and the sensor variables or signal variables are transmitted. None of this activity occurs in sleep mode.
  • the sensor consumes energy even in this sleep mode, be it to maintain readiness, in the form of a leakage current or as self-discharge of the energy store.
  • the quiescent current consumed here can also be used to determine or derive the usage behavior and the remaining usage variable.
  • the quiescent current can also be recorded separately or determined using a model.
  • the voltage behavior of the energy store under load can also be taken into account.
  • a temperature that influences the operation, the energy requirement or the capacity of the energy store is recorded in a further embodiment of the invention.
  • a temperature such as the time of year in which the sensor is used. In the case of tire pressure sensors, use in summer or winter tires can thus be detected.
  • the temperature of the sensor or the medium to be detected can also be recorded.
  • Threshold values can be used for this purpose, which warn the user if the remaining usage value falls below a predetermined threshold value.
  • a predetermined threshold value In the case of tires, for example, it can be recognized when the residual energy of the energy store of a tire pressure sensor would not be sufficient to supply the sensor until the next pending change or the next inspection.
  • the method can be used with any self-sufficient sensor or sensor system.
  • the actual pressure of the tire and the speed and/or acceleration as well as the temperature of the tire can be recorded in order to estimate the energy requirement of the sensor.
  • FIG. 1 shows a possible embodiment of the invention using a block diagram.
  • the flowchart in FIG. 2 describes the generation of a model on which the invention is based.
  • a special embodiment of the invention is shown with the method according to FIG. Embodiments of the invention
  • the present invention describes a method with which this residual energy or the residual capacity of the energy store can be determined more precisely. Even though the invention is described below using a tire pressure sensor, the method on which it is based can be used with any sensor that is operated by an accumulator or a battery and is therefore independent of any other energy supply.
  • a sensor or a sensor system is described schematically in FIG.
  • this sensor system is accommodated in a tire and uses a corresponding pressure sensor or pressure sensor element 140 to detect the pressure inside the tire.
  • the (pressure) sensor variable or the measurement signal of the pressure sensor element 140 is detected by an evaluation unit 100 and optionally processed to form a (pressure) sensor signal. Since the tire pressure sensor is arranged in the tire, radio transmission of the (pressure) sensor variables or (pressure) sensor signals obtained in this way is necessary.
  • the evaluation unit 100 can have a transmission unit or control a corresponding transmission unit 160 . The tire pressure recorded and transmitted in this way can then be recorded by appropriate receiving means on the vehicle and forwarded for processing.
  • the energy unit that supplies the tire pressure sensor with energy is usually permanently connected to the sensor system and housed in the tire.
  • An independent replacement of the energy unit, for example a battery, is often not economically viable or technically not possible, which is why the entire tire pressure sensor is usually replaced. Since this replacement also means a lot of work, it makes sense to only carry out the replacement if the energy of the tire pressure sensor is no longer sufficient for the next regular inspection.
  • the evaluation unit 100 records the real load of the sensor detection and the transmission of the sensor variables or sensor signals. For this purpose, the speed, the acceleration and the frequency, ie the number and the duration of the corresponding movements, are recorded with appropriate sensors or sensor elements 130 .
  • a temperature is recorded with at least one temperature sensor 120 .
  • This temperature can be the temperature of pressure sensor 140, the temperature of evaluation unit 100 or the air temperature of the tire.
  • the reason why the temperature is recorded is that both the behavior of the air pressure in the tires and the recording and evaluation of measured values and in particular the associated energy consumption are temperature-dependent.
  • the temperature conditions or climatic conditions around the vehicle can also be derived from the temperature measurement. From the temperature behavior of the air in the tires, it can be concluded whether the vehicle is being driven in winter or in summer. In addition to adapting the load on the sensor system due to different temperatures, it is also possible to identify whether the tires are winter or summer tires.
  • the evaluation unit 100 can record additional inputs or sensor variables that represent the load and use of the sensor or sensor system.
  • the quiescent current of pressure sensor 140 or of all sensors and sensor processing units used, such as evaluation unit 100 and transmitter unit 160 can be detected with a sensor 150.
  • the evaluation unit 100 can also detect and implement specific query requests for the battery status or the remaining capacity.
  • these sensor variables or signals can also be sent to a display unit 170 .
  • This can be connected directly to the sensor or the corresponding signal via radio transmission receive.
  • the display unit can in particular also be represented by a display in the vehicle interior.
  • an additional processing unit can also be provided in the display unit 170, which derives and displays the tire pressure and/or the battery and accumulator status on the basis of the transmitted values and variables.
  • the usage behavior of the detection of the sensor variable for example the pressure sensor in a tire pressure sensor
  • the amount of energy required up to this point in time can be derived from the usage behavior determined in this way.
  • not only the current consumption of the sensor element 140 but also the energy consumption of the evaluation unit 100 and the transmitter unit 160 present in the sensor can be taken into account.
  • the future energy consumption can be derived by determining the frequency of the acquisition processes, evaluation processes and/or transmission processes in the past. By knowing the original energy capacity of the energy store, a remaining capacity or a period of time can be specified in which the sensor can continue to be operated with a constant usage behavior.
  • the quiescent current is also taken into account in the usage behavior and the energy consumption that is consumed during idle times or inactivity of the sensor.
  • the usage behavior can be divided into two different modes, for example, with a first usage behavior being determined as a function of active sensor variable detection, processing and/or transmission.
  • a second mode is determined in the form of a second usage behavior in which the sensor and/or the evaluation unit is in the idle position or waiting position.
  • the usage is based on the frequency of the detection processes, evaluation processes and/or transmission processes as well as other sensor variables such as speed and acceleration of the sensor is recognized by different users.
  • both the number of the corresponding processes and the duration can be taken into account.
  • different driving styles of the vehicle can be inferred based on characteristic accelerations or speeds of the tire. Since the detection of the tire pressure and/or its radio transmission to the detection unit can be controlled as a function of the speed of the vehicle, the energy consumption at different speeds and thus the usage behavior of different users can also differ. Provision can thus be made for usage behavior to be recorded and assigned to different users. Based on the sensor size or data, it can then be recognized which user or which usage behavior is used as the basis for further, future energy requirements. Based on the detected user or their usage behavior, it can be derived how long the residual energy is still sufficient for the operation of the sensor.
  • the temperature sensor can be used to identify whether the sensor is used in summer or in winter. Since in cold weather the energy capacity is lower, especially under load, and/or the energy expenditure for the sensor operation is higher, either the temperature and/or the time of year can be taken into account when deriving the energy consumption. Furthermore, it can also be determined whether it is a summer or winter tire.
  • An essential aspect in determining the usage behavior is the detection of the temperature.
  • the temperature has a major influence on the quiescent current, i.e. on the current that is required due to leakage or to maintain rapid activation of the sensor.
  • the self-discharge of the energy store and its capacity is also temperature-dependent. All of these effects can be determined more precisely by recording the temperature of the sensor, the energy storage device or the volume of air around the sensor. As a result, the residual capacity of the energy store can be determined more precisely.
  • the evaluation unit 100 can have a detection means, by means of which the status of the energy storage device or its remaining capacity or the probable period of use can be actively queried if the usage behavior remains the same.
  • the evaluation unit 100 actively transmits the status of the remaining capacity and/or the remaining period of use, for example to the display unit 170, when a threshold value is undershot or exceeded.
  • a threshold value can also be provided, which generate different messages when the value falls below or exceeds them.
  • Such threshold values can also be stored in the memory 110 of the evaluation unit 100 like comparative values or models for the usage behavior on the basis of the detected sensor variables.
  • the sensor variable of the sensor element is detected, for example an air pressure of the tire in the case of a tire pressure sensor.
  • the usage behavior can be determined by detecting additional information or sensor variables, such as an acceleration, a speed and in particular their occurrence over time.
  • the sensor variables or values required for this can also be recorded in step 200 .
  • at least one temperature can optionally be detected, which has an influence on the energy capacity of the energy store or the power consumption in at least one of the sensor elements, the evaluation unit and/or the transmission unit.
  • both a temperature of a unit of the sensor system and the ambient temperature of the sensor can be recorded, for example the temperature of the air in the tire.
  • the quiescent current of the sensor can be recorded, determined or read.
  • a model is developed from the previously recorded data, sensor variables, values or information, which model represents the usage behavior and in particular calculates the amount of energy used. Starting from an original amount of energy, the remaining capacity of the energy store can be calculated. Optionally, a remaining useful life can also be estimated with the recognized usage behavior.
  • a usage behavior of the sensor is determined in a first step 300 by means of currently detected sensor variables, for example with method steps according to the method of FIG .
  • the remaining capacity and/or the remaining useful life is determined according to the method according to FIG. However, if it is determined that the current usage behavior differs from the previous first usage behavior or corresponds to a different, second usage behavior, the forecast model is used to determine the
  • Remaining capacity and/or the remaining useful life adjusted is calculated from both usage behaviors and the remaining usage time is determined depending on the current, second usage behavior.

Abstract

The present invention relates to both a method for determining the residual capacity of an energy store of a sensor, and a sensor or sensor system comprising such a determination method. More particularly, the energy store may be an accumulator or a battery which cannot be recharged during use of the sensor. Furthermore, the sensor has at least one detection means which detects a physical and/or chemical property of a medium. Furthermore, the sensor has a transmitting means by means of which the detected sensor variable(s) is/are transmitted. Optionally, signal variables are also transmitted which are derived from the sensor variables. In order to determine the residual capacity of the energy store or a remaining-use variable that is derived from the residual capacity and represents such a remaining useful life, the use behaviour of the sensor or its operating behaviour is determined. The frequency with which the sensor variables are detected, as well the frequency with which these sensor variables or the derived signal variables are transmitted, are recorded in order to determine the use behaviour.

Description

Beschreibung Description
Titel title
Verfahren zur Bestimmung der Restkapazität eines Energiespeichers eines Sensors sowie ein Sensor mit einem derartigen Verfahren Method for determining the remaining capacity of an energy store of a sensor and a sensor with such a method
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Restkapazität eines Energiespeichers eines Sensors sowie einen Sensor, der ein derartiges Verfahren aufweist oder in einer Auswerteeinheit durchführt. The invention relates to a method for determining the remaining capacity of an energy store of a sensor and a sensor that has such a method or carries it out in an evaluation unit.
Stand der Technik State of the art
Bei der Verwendung von autarken Sensoren ist sicherzustellen, dass die Energieversorgung des Sensors für die typische Anwendungszeit gesichert ist, um keinen vorfälligen Ausfall zu riskieren. Gerade bei sicherheitskritischen Anwendungen kann dabei ein Ausfall der Messwerterfassung durch den Sensor kritische Situationen nach sich ziehen. Ist ein Wechsel des Energiespeichers des Sensors möglich, so wird ohne einen konkreten Hinweis auf deren Restkapazität im Zweifel der Energiespeicher vor der Zeit ausgetauscht, um keinen Ausfall zu riskieren. Ist ein Wechsel des Energiespeichers nicht möglich, betrifft der vorzeitige Austausch sogar das gesamte Gerät. Neben zusätzlichen Kosten sind dabei auch der Ressourceneinsatz zu berücksichtigen, da die ausgetauschten Energiespeicher oder Geräte oftmals ohne eine weitere Nutzung entsorgt werden. When using self-sufficient sensors, it must be ensured that the energy supply of the sensor is secured for the typical application time in order to avoid the risk of premature failure. In safety-critical applications in particular, failure of the sensor to record measured values can result in critical situations. If it is possible to change the energy store of the sensor, the energy store will be replaced ahead of time in case of doubt without any concrete indication of its remaining capacity, in order to avoid the risk of failure. If it is not possible to change the energy storage device, the premature replacement even affects the entire device. In addition to additional costs, the use of resources must also be taken into account, since the replaced energy storage devices or devices are often disposed of without further use.
So werden beispielsweise die Reifendrucksensoren in einem Reifen oftmals hinsichtlich ihrer Restenergie des verwendeten Energiespeichers nur unzureichend überwacht. Daher wird bei einem Reifenwechsel lediglich anhand des Zeitablaufs bestimmt, ob der komplette Reifendrucksensor ausgetauscht wird oder nicht. Zwar bieten einige Reifendrucksysteme bereits Indikatoren des Batteriestatus an, jedoch reicht eine einfache digitalen Anzeige in Form von „Normal Battery“ und “Low Battery“ nicht aus, um insbesondere nach einem Reifenwechsel abschätzen zu können, ob der Energiespeicher noch für die nächste Nutzungsperiode, zum Beispiel Winter/Sommer ausreicht. For example, the tire pressure sensors in a tire are often insufficiently monitored with regard to their remaining energy from the energy store used. Therefore, when changing a tire, it is only determined based on the passage of time whether the complete tire pressure sensor is replaced or not. Although some tire pressure systems already offer indicators of the battery status, a simple digital display in the form of is sufficient "Normal Battery" and "Low Battery" are not enough to be able to estimate, especially after a tire change, whether the energy storage is still sufficient for the next period of use, for example winter/summer.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Mit der vorliegenden Erfindung wird sowohl ein Verfahren zur Bestimmung der Restkapazität eines Energiespeichers eines Sensors als auch ein Sensor oder Sensorsystem mit einem derartige Bestimmungsverfahren beansprucht. Als Energiespeicher kann hier insbesondere ein während der Nutzung des Sensors nicht wieder aufladbarer Akku oder eine Batterie vorgesehen sein. Weiter ist vorgesehen, dass der Sensor wenigstens ein Erfassungsmittel aufweist, welches eine physikalische und/oder chemische Eigenschaft eines Mediums erfasst. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Sensor ein Sendemittel aufweist, mittels dem die erfasste(n) Sensorgröße(n) ausgesandt werden. Optional kann auch vorgesehen sein, dass Signalgrößen ausgesendet werden, die von den Sensorgrößen abgeleitet werden. Zur Bestimmung der Restkapazität des Energiespeichers beziehungsweise einer mittels daraus abgeleiteten Restnutzungsgröße, die eine derartige Restnutzungsdauer repräsentiert, wird das Nutzungsverhalten des Sensors beziehungsweise dessen Betriebsverhalten bestimmt. Zur Bestimmung des Nutzungsverhalten wird dabei die Häufigkeit der Erfassung der Sensorgrößen als auch der Aussendung dieser Sensorgrößen beziehungsweise der abgeleiteten Signalgrößen erfasst. With the present invention, both a method for determining the remaining capacity of an energy store of a sensor and a sensor or sensor system with such a determination method are claimed. In particular, a rechargeable battery or a battery that cannot be recharged while the sensor is in use can be provided as the energy store. It is further provided that the sensor has at least one detection means, which detects a physical and/or chemical property of a medium. Furthermore, it is provided that the sensor has a transmission means, by means of which the detected sensor variable(s) are transmitted. Optionally, it can also be provided that signal variables are transmitted that are derived from the sensor variables. In order to determine the remaining capacity of the energy store or a remaining usage variable derived therefrom, which represents such a remaining usage period, the usage behavior of the sensor or its operating behavior is determined. In order to determine usage behavior, the frequency of recording the sensor variables and the transmission of these sensor variables or the derived signal variables are recorded.
Da beide Vorgänge mit einem Energieaufwand für den Sensor verbunden sind, stellen diese Aktionen und insbesondere deren Häufigkeit, das heißt die in einem Zeitraum vorkommenden Vorgänge, einen wesentlichen Beitrag für den Energiebedarf des Sensors dar. In Kenntnis des bisherigen Energiebedarfs auf Basis des Nutzungsverhaltens kann so ein Modell entwickelt werden, welches den bisherigen und zukünftigen Energiebedarf abbildet. Somit kann insbesondere unter Verwendung eines Ausgangsenergiemenge des Energiespeichers oder weiterer Informationen eine Restkapazitätsgröße und damit auch eine Restnutzungsdauer abgeschätzt werden. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erfassten Häufigkeiten der Sensorerfassung und Aussendung der Sensorgrößen und Signale dazu genutzt werden kann, individuelle Nutzungsverhalten zu erkennen. Dabei kann es sich sowohl um unterschiedliche Nutzungen verschiedener Nutzer des Sensors aber auch um verschiedene Bedingungen der Nutzung handeln. Zur Bestimmung der Restnutzungsgröße wird dabei das Nutzungsverhalten für die Restenergie berücksichtigt, welche der aktuellen Nutzung entspricht. Zur Umsetzung einer derartigen Weiterbildung können zwei oder mehr Nutzungsverhalten identifiziert und verwendet werden. Since both processes are associated with energy expenditure for the sensor, these actions and in particular their frequency, i.e. the processes occurring in a period of time, make a significant contribution to the energy requirements of the sensor a model needs to be developed that depicts past and future energy requirements. Thus, in particular using an output amount of energy from the energy store or further information, a remaining capacity size and thus also a remaining useful life can be estimated. In a development of the invention, it can be provided that the recorded frequency of sensor detection and transmission of the sensor variables and signals can be used to recognize individual usage behavior. This can involve different uses by different users of the sensor, but also different conditions of use. The usage behavior for the residual energy, which corresponds to the current usage, is taken into account to determine the remaining usage variable. To implement such a development, two or more usage behaviors can be identified and used.
Bei einer besondere Ausgestaltung der Erfindung wird das Nutzungsverhalten in Form des Strombedarfs für die verschiedenen Vorgänge erfasst. So wird sowohl für die Sensorwerterfassung als auch für die Aussendung der Strombedarf insbesondere in Abhängigkeit der Zeit erfasst. So kann erkannt werden, ob der Strombedarf während bestimmter Zeiten größer ist, um daraus auf zukünftige Nutzungen schließen zu können. In a particular embodiment of the invention, the usage behavior is recorded in the form of the power requirement for the various processes. In this way, the power requirement is recorded, in particular as a function of time, both for the sensor value recording and for the transmission. In this way, it can be recognized whether the power requirement is higher during certain times in order to be able to draw conclusions about future uses.
Der Sensor oder das Sensorsystem ist darüber hinaus dazu eingerichtet, in einem Aktivmodus und einem Ruhemodus betrieben zu werden. So werden im Aktivmodus die Sensorgrößen erfasst, die Auswertung der Sensorgrößen durchgeführt und die Sensorgrößen oder Signalgrößen ausgesandt. Im Ruhemodus erfolgt keine dieser Aktivitäten. Trotzdem verbraucht der Sensor auch in diesem Ruhemodus Energie, sei es für die Aufrechterhaltung einer Bereitschaft, in Form eines Leckstroms oder als Selbstentladung des Energiespeichers. Der hierbei verbrauchte Ruhestrom kann ebenfalls für die Bestimmung oder Ableitung des Nutzungsverhaltens als auch der Restnutzungsgröße herangezogen werden. Optional kann der Ruhestrom auch separat erfasst oder mittels eines Modells bestimmt werden. Weiterhin kann auch das Spannungsverhalten des Energiespeichers unter Last berücksichtigt werden. The sensor or the sensor system is also set up to be operated in an active mode and a sleep mode. Thus, in the active mode, the sensor variables are recorded, the sensor variables are evaluated and the sensor variables or signal variables are transmitted. None of this activity occurs in sleep mode. Despite this, the sensor consumes energy even in this sleep mode, be it to maintain readiness, in the form of a leakage current or as self-discharge of the energy store. The quiescent current consumed here can also be used to determine or derive the usage behavior and the remaining usage variable. Optionally, the quiescent current can also be recorded separately or determined using a model. Furthermore, the voltage behavior of the energy store under load can also be taken into account.
Da der Strombedarf des Sensors gerade im Aktivmodus stark von Umgebungsbedingungen abhängt, wird in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Temperatur erfasst, die auf den Betrieb, den Energiebedarf oder die Kapazität des Energiespeichers Einfluss hat. So kann beispielsweise eine niedrige Umgebungstemperatur die Kapazität des Energiespeichers und insbesondere deren Energieabgabe an den Sensor negativ beeinträchtigen. Auch können durch die Erfassung einer Temperatur zusätzliche Informationen gewonnen werden, wie beispielsweise die Jahreszeit, in der der Sensor verwendet wird. Im Fall von Reifendrucksensoren kann so die Verwendung in Sommer- oder Winterreifen erkannt werden. Neben der Außentemperatur kann jedoch auch die Temperatur des Sensors oder des zu erfassenden Mediums erfasst werden. Since the current requirement of the sensor, particularly in the active mode, is highly dependent on environmental conditions, a temperature that influences the operation, the energy requirement or the capacity of the energy store is recorded in a further embodiment of the invention. For example, a low ambient temperature, the capacity of the energy storage and negatively affect in particular their energy output to the sensor. Additional information can also be obtained by recording a temperature, such as the time of year in which the sensor is used. In the case of tire pressure sensors, use in summer or winter tires can thus be detected. In addition to the outside temperature, however, the temperature of the sensor or the medium to be detected can also be recorded.
Mittels der Restnutzungsgröße kann ein Modell entwickelt werden, welches eine Warnung erzeugt, wenn der übliche Zeitraum der Nutzung des Sensors geringer als ein typischer Wartungszeitraum liegt. Hierzu können Schwellenwerte verwendet werden, die den Nutzer warnen, wenn die Restnutzungsgröße unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt. So kann bei Reifen erkannt werden, wenn die Restenergie des Energiespeichers eines Reifendrucksensors nicht ausreichen würde, um bis zum nächsten anstehenden Wechsel oder der nächsten Inspektion den Sensor zu versorgen. Using the remaining usage variable, a model can be developed that generates a warning if the usual period of use of the sensor is less than a typical maintenance period. Threshold values can be used for this purpose, which warn the user if the remaining usage value falls below a predetermined threshold value. In the case of tires, for example, it can be recognized when the residual energy of the energy store of a tire pressure sensor would not be sufficient to supply the sensor until the next pending change or the next inspection.
Das Verfahren kann bei jedem autark arbeitenden Sensor oder Sensorsystem eingesetzt werden. Beim Einsatz im Rahmen eines Reifendrucksensors oder einem Reifendruckkontrollsystems kann neben dem eigentlichen Druck des Reifens auch die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung, sowie die Temperatur des Reifens erfasst werden, um den Energiebedarf des Sensors abzuschätzen. Gleiches gilt für die Aussendung der Reifendrucksignale, deren Häufigkeit beispielsweise von der Geschwindigkeit abhängt. The method can be used with any self-sufficient sensor or sensor system. When used as part of a tire pressure sensor or a tire pressure monitoring system, the actual pressure of the tire and the speed and/or acceleration as well as the temperature of the tire can be recorded in order to estimate the energy requirement of the sensor. The same applies to the transmission of tire pressure signals, the frequency of which depends on the speed, for example.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen. Further advantages result from the following description of exemplary embodiments and from the dependent patent claims.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die Figur 1 zeigt anhand eines Blockschaltbildes eine mögliche Ausführung der Erfindung. Mit dem Flussdiagramm der Figur 2 wird die Erzeugung eines Modells beschrieben, das der Erfindung zugrunde liegt. Mit dem Verfahren nach Figur 3 wird eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung gezeigt. Ausführungsformen der Erfindung FIG. 1 shows a possible embodiment of the invention using a block diagram. The flowchart in FIG. 2 describes the generation of a model on which the invention is based. A special embodiment of the invention is shown with the method according to FIG. Embodiments of the invention
Wie eingangs bereits ausgeführt, kann bei autark arbeitenden Sensoren nur schwer abgeschätzt werden, wieviel Restenergie im Energiespeicher vorhanden ist, der den Sensor und die Auswerteeinheit beziehungsweise eine Sendeeinheit mit Energie versorgt. Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren, mit dem sich diese Restenergie beziehungsweise die Restkapazität des Energiespeichers genauer bestimmen lässt. Auch wenn die Erfindung im Folgenden anhand eines Reifendrucksensors beschrieben wird, kann das zugrunde liegende Verfahren bei jedem Sensor verwendet werden, welches durch einen Akku oder eine Batterie und somit autark von einer sonstigen Energieversorgung betrieben wird. As already explained at the outset, with autonomously operating sensors it is difficult to estimate how much residual energy is present in the energy store that supplies the sensor and the evaluation unit or a transmission unit with energy. The present invention describes a method with which this residual energy or the residual capacity of the energy store can be determined more precisely. Even though the invention is described below using a tire pressure sensor, the method on which it is based can be used with any sensor that is operated by an accumulator or a battery and is therefore independent of any other energy supply.
In der Figur 1 ist schematisch ein Sensor oder ein Sensorsystem beschrieben. Im Falle eines Reifendrucksensors ist dieses Sensorsystem in einem Reifen untergebracht und erfasst mittels eines entsprechenden Drucksensors oder Drucksensorelements 140 den Druck innerhalb des Reifens. Die (Druck- )Sensorgröße oder das Messsignal des Drucksensorelements 140 wird durch eine Auswerteeinheit 100 erfasst und gegebenenfalls zu einem (Druck- )Sensorsignal aufbereitet. Da der Reifendrucksensor in dem Reifen angeordnet ist, ist eine Funkübertragung der so gewonnenen (Druck-)Sensorgrößen oder (Druck-)Sensorsignale notwendig. Hierzu kann die Auswerteeinheit 100 eine Sendeeinheit aufweisen oder eine entsprechende Sendeeinheit 160 ansteuern. Der so erfasste und ausgesandte Reifendruck kann dann von entsprechenden Empfangsmitteln am Fahrzeug erfasst und für die Verarbeitung weitergeleitet werden. Die Energieeinheit, die den Reifendrucksensor mit Energie versorgt, ist üblicherweise fest mit dem Sensorsystem verbunden und im Reifen untergebracht. Einen eigenständigen Austausch der Energieeinheit, zum Beispiel einer Batterie, ist oftmals wirtschaftlich nicht sinnvoll oder technisch nicht möglich, weswegen üblicherweise der gesamte Reifendrucksensor ausgetauscht wird. Da auch dieser Austausch Aufwand bedeutet, ist es sinnvoll, den Austausch nur dann vorzunehmen, wenn die Energie des Reifendrucksensors nicht mehr bis zur nächsten regelmäßigen Inspektion ausreicht. Um eine bessere Abschätzung der Restkapazität des Energiespeichers zu erhalten, erfasst die Auswerteeinheit 100 die reale Beanspruchung der Sensorerfassung sowie der Aussendung der Sensorgrößen oder Sensorsignale. Hierzu werden mit entsprechenden Sensoren oder Sensorelementen 130 die Geschwindigkeit, die Beschleunigung sowie die Häufigkeit, das heißt die Anzahl und die Dauer der entsprechenden Bewegungsvorgänge erfasst. Darüber hinaus wird mit wenigstens einem Temperatursensor 120 eine Temperatur erfasst. Bei dieser Temperatur kann es sich um die Temperatur des Drucksensors 140, die Temperatur der Auswerteeinheit 100 oder die Lufttemperatur des Reifens handeln. Der Hintergrund der Erfassung der Temperatur liegt darin, dass sowohl das Verhalten des Luftdrucks im Reifen als auch die Messwerterfassung und - auswertung und insbesondere der damit verbundenen Energieaufwand temperaturabhängig ist. Darüber hinaus lassen sich aus der Temperaturerfassung auch die Temperaturbedingungen beziehungsweise klimatischen Verhältnisse um das Fahrzeug herum ableiten. So kann aus dem Temperaturverhalten der Luft im Reifen daraus geschlossen werden, ob das Fahrzeug im Winter oder im Sommer bewegt wird. Neben einer Anpassung der Belastung des Sensorsystems durch unterschiedliche Temperaturen lässt sich so auch erkennen, ob es sich bei den Reifen um Winter- oder Sommerreifen handelt. A sensor or a sensor system is described schematically in FIG. In the case of a tire pressure sensor, this sensor system is accommodated in a tire and uses a corresponding pressure sensor or pressure sensor element 140 to detect the pressure inside the tire. The (pressure) sensor variable or the measurement signal of the pressure sensor element 140 is detected by an evaluation unit 100 and optionally processed to form a (pressure) sensor signal. Since the tire pressure sensor is arranged in the tire, radio transmission of the (pressure) sensor variables or (pressure) sensor signals obtained in this way is necessary. For this purpose, the evaluation unit 100 can have a transmission unit or control a corresponding transmission unit 160 . The tire pressure recorded and transmitted in this way can then be recorded by appropriate receiving means on the vehicle and forwarded for processing. The energy unit that supplies the tire pressure sensor with energy is usually permanently connected to the sensor system and housed in the tire. An independent replacement of the energy unit, for example a battery, is often not economically viable or technically not possible, which is why the entire tire pressure sensor is usually replaced. Since this replacement also means a lot of work, it makes sense to only carry out the replacement if the energy of the tire pressure sensor is no longer sufficient for the next regular inspection. In order to obtain a better estimation of the remaining capacity of the energy store, the evaluation unit 100 records the real load of the sensor detection and the transmission of the sensor variables or sensor signals. For this purpose, the speed, the acceleration and the frequency, ie the number and the duration of the corresponding movements, are recorded with appropriate sensors or sensor elements 130 . In addition, a temperature is recorded with at least one temperature sensor 120 . This temperature can be the temperature of pressure sensor 140, the temperature of evaluation unit 100 or the air temperature of the tire. The reason why the temperature is recorded is that both the behavior of the air pressure in the tires and the recording and evaluation of measured values and in particular the associated energy consumption are temperature-dependent. In addition, the temperature conditions or climatic conditions around the vehicle can also be derived from the temperature measurement. From the temperature behavior of the air in the tires, it can be concluded whether the vehicle is being driven in winter or in summer. In addition to adapting the load on the sensor system due to different temperatures, it is also possible to identify whether the tires are winter or summer tires.
Optional kann die Auswerteeinheit 100 zusätzliche Eingaben oder Sensorgrößen erfassen, die die Belastung und Nutzung des Sensors oder Sensorsystems repräsentieren. So kann beispielsweise mit einem Sensor 150 der Ruhestrom des Drucksensors 140 oder aller verwendeten Sensoren und Sensor-Verarbeitungseinheiten wie die Auswerteeinheit 100 und der Sendeeinheit 160 erfasst werden. Weiterhin kann die Auswerteeinheit 100 auch gezielte Abfrageanforderungen für den Batteriestatus beziehungsweise die Restkapazität erfassen und umsetzen. Optionally, the evaluation unit 100 can record additional inputs or sensor variables that represent the load and use of the sensor or sensor system. For example, the quiescent current of pressure sensor 140 or of all sensors and sensor processing units used, such as evaluation unit 100 and transmitter unit 160, can be detected with a sensor 150. Furthermore, the evaluation unit 100 can also detect and implement specific query requests for the battery status or the remaining capacity.
Neben der Weiterleitung oder Versendung der Sensorgrößen, der daraus abgeleiteten Sensorsignale oder des Kapazitätsstatus des Energiespeichers über eine Sendeeinheit können diese Sensorgrößen oder -Signale auch an eine Anzeigeeinheit 170 gesendet werden. Diese kann direkt an den Sensor angebunden sein oder die entsprechenden Signal mittels Funkübertragung erhalten. Im Falle eines Reifendrucksensors kann die Anzeigeeinheit insbesondere auch durch ein Display im Fahrzeuginnenraum repräsentiert werden. Hierdurch kann der Nutzer sowohl über die Sensorgrößen oder daraus abgeleiteten Erkenntnissen als auch über den Batterie- oder Akkustatus informiert werden. Alternativ kann auch in der Anzeigeeinheit 170 eine zusätzliche Verarbeitungseinheit vorgesehen sein, die auf der Basis der übermittelten Werte und Größen den Reifendruck und/oder den Batterie- und Akkustatus ableitet und anzeigt. In addition to forwarding or sending the sensor variables, the sensor signals derived therefrom or the capacity status of the energy store via a transmission unit, these sensor variables or signals can also be sent to a display unit 170 . This can be connected directly to the sensor or the corresponding signal via radio transmission receive. In the case of a tire pressure sensor, the display unit can in particular also be represented by a display in the vehicle interior. As a result, the user can be informed about the sensor sizes or the findings derived from them as well as about the battery or accumulator status. Alternatively, an additional processing unit can also be provided in the display unit 170, which derives and displays the tire pressure and/or the battery and accumulator status on the basis of the transmitted values and variables.
In der Auswerteeinheit 100 wird das Nutzungsverhalten der Erfassung der Sensorgröße, zum Beispiel des Drucksensors bei einem Reifendrucksensor, bestimmt. Aus dem so bestimmten Nutzungsverhalten kann die bis zu diesem Zeitpunkt benötigte Energiemenge abgeleitet werden. Dabei kann nicht nur der Stromverbrauch des Sensorelements 140 sondern auch der Energieverbrauch der Auswerteeinheit 100 sowie der in dem Sensor vorhandenen Sendeeinheit 160 berücksichtigt werden. Indem so die Häufigkeit der Erfassungsvorgänge, Auswertevorgänge und/oder Sendevorgänge der Vergangenheit bestimmt werden, kann der zukünftige Energieverbrauch abgeleitet werden. Durch Kenntnis der ursprünglichen Energiekapazität des Energiespeichers kann so eine Restkapazität oder ein Zeitraum angegeben werden, in dem der Sensor bei einem gleichbleibenden Nutzungsverhalten weiter betrieben werden kann. Optional kann vorgesehen sein, dass auch der Ruhestrom beim Nutzungsverhalten und dem Energieverbrauch berücksichtigt wird, der während Ruhezeiten oder Inaktivitäten des Sensors verbraucht wird. In the evaluation unit 100, the usage behavior of the detection of the sensor variable, for example the pressure sensor in a tire pressure sensor, is determined. The amount of energy required up to this point in time can be derived from the usage behavior determined in this way. In this case, not only the current consumption of the sensor element 140 but also the energy consumption of the evaluation unit 100 and the transmitter unit 160 present in the sensor can be taken into account. The future energy consumption can be derived by determining the frequency of the acquisition processes, evaluation processes and/or transmission processes in the past. By knowing the original energy capacity of the energy store, a remaining capacity or a period of time can be specified in which the sensor can continue to be operated with a constant usage behavior. Optionally, it can be provided that the quiescent current is also taken into account in the usage behavior and the energy consumption that is consumed during idle times or inactivity of the sensor.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann beispielsweise das Nutzungsverhalten in zwei unterschiedliche Modi unterteilt werden, wobei ein erstes Nutzungsverhalten in Abhängigkeit einer aktiven Sensorgrößenerfassung, -Verarbeitung und/oder -aussendung bestimmt wird. Demgegenüber wird ein zweiter Modus in Form eines zweiten Nutzungsverhaltens bestimmt, bei dem sich der Sensor und/oder die Auswerteeinheit in Ruhestellung oder Wartestellung befindet. In a further embodiment of the invention, the usage behavior can be divided into two different modes, for example, with a first usage behavior being determined as a function of active sensor variable detection, processing and/or transmission. In contrast, a second mode is determined in the form of a second usage behavior in which the sensor and/or the evaluation unit is in the idle position or waiting position.
Optional kann auch vorgesehen sein, dass anhand der Häufigkeit der Erfassungsvorgänge, Auswertevorgänge und/oder Sendevorgänge sowie weiterer Sensorgrößen wie Geschwindigkeit und Beschleunigung die Nutzung des Sensors von unterschiedlichen Nutzern erkannt wird. Hierbei kann sowohl die Anzahl der entsprechenden Vorgänge als auch die Dauer berücksichtigt werden. So kann bei der Anwendung der Erfindung bei einem Reifendrucksensor aufgrund von charakteristischen Beschleunigungen oder Geschwindigkeiten des Reifens auf unterschiedliche Fahrweisen des Fahrzeugs geschlossen werden. Da die Erfassung des Reifendrucks und/oder deren Funkübertragung an die Erfassungseinheit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig gesteuert werden kann, kann sich der Energieverbrauch bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und somit Nutzungsverhalten von verschiedenen Nutzern ebenfalls unterscheiden. So kann vorgesehen sein, dass das Nutzungsverhalten erfasst und unterschiedlichen Nutzern zugeordnet wird. Anschließend kann aufgrund der Sensorgröße oder -daten erkannt werden, welcher Nutzer beziehungsweise welches Nutzungsverhalten als Grundlage für den weiteren, zukünftigen Energiebedarf herangezogen wird. Basierend auf dem erkannten Nutzer oder dessen Nutzungsverhaltens kann so abgeleitet werden, wir lange die Restenergie noch für einen Betrieb des Sensors ausreicht. Optionally, it can also be provided that the usage is based on the frequency of the detection processes, evaluation processes and/or transmission processes as well as other sensor variables such as speed and acceleration of the sensor is recognized by different users. Here, both the number of the corresponding processes and the duration can be taken into account. Thus, when the invention is used in a tire pressure sensor, different driving styles of the vehicle can be inferred based on characteristic accelerations or speeds of the tire. Since the detection of the tire pressure and/or its radio transmission to the detection unit can be controlled as a function of the speed of the vehicle, the energy consumption at different speeds and thus the usage behavior of different users can also differ. Provision can thus be made for usage behavior to be recorded and assigned to different users. Based on the sensor size or data, it can then be recognized which user or which usage behavior is used as the basis for further, future energy requirements. Based on the detected user or their usage behavior, it can be derived how long the residual energy is still sufficient for the operation of the sensor.
Weiterhin kann beispielsweise über den Temperatursensor erkannt werden, ob der Sensor im Sommer oder im Winter verwendet wird. Da bei kaltem Wetter die Energiekapazität niedriger ist, insbesondere unter Last, und/oder der Energieaufwand für den Sensorbetrieb höher ist, kann entweder die Temperatur und/oder die Jahreszeit bei der Ableitung des Energieverbrauchs berücksichtigt werden. Weiterhin kann so auch bestimmt werden, ob es sich um einen Sommer- oder Winterreifen handelt. Furthermore, for example, the temperature sensor can be used to identify whether the sensor is used in summer or in winter. Since in cold weather the energy capacity is lower, especially under load, and/or the energy expenditure for the sensor operation is higher, either the temperature and/or the time of year can be taken into account when deriving the energy consumption. Furthermore, it can also be determined whether it is a summer or winter tire.
Ein wesentlicher Aspekt bei der Bestimmung des Nutzungsverhaltens stellt die Erfassung der Temperatur dar. So hat die Temperatur einen hohen Einfluss auf den Ruhestrom, das heißt auf den Strom, der durch Leckage oder zur Aufrechterhaltung einer schnellen Aktivierung des Sensors notwendig ist. Auch die Eigenentladung des Energiespeichers sowie deren Kapazität ist temperaturabhängig. Alle diese Effekte können mit der Erfassung der Temperatur des Sensors, des Energiespeichers oder des Luftvolumen um den Sensor herum genauer bestimmt werden. Hierdurch kann die Bestimmung der Restkapazität des Energiespeichers präzisiert durchgeführt werden. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Auswerteeinheit 100 ein Erfassungmittel aufweisen, mittels dem aktiv die Abfrage des Status des Energiespeichers oder deren Restkapazität beziehungsweise voraussichtlicher Nutzungsdauer bei gleichbleibendem Nutzungsverhalten durchgeführt werden kann. Optional kann auch vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit 100 den Status der Restkapazität und/oder der Rest-Nutzungsdauer aktiv aussendet, zum Beispiel an die Anzeigeeinheit 170, wenn ein Schwellenwert unter- oder überschritten wird. Dabei können auch mehrere Schwellenwerte vorgesehen sein, die bei einem Unter- oder Überschreiten unterschiedliche Meldungen erzeugen. Derartige Schwellenwerte können ebenfalls wie Vergleichswerte oder Modelle für das Nutzungsverhalten aufgrund der erfassten Sensorgrößen im Speicher 110 der Auswerteeinheit 100 abgelegt sein. An essential aspect in determining the usage behavior is the detection of the temperature. The temperature has a major influence on the quiescent current, i.e. on the current that is required due to leakage or to maintain rapid activation of the sensor. The self-discharge of the energy store and its capacity is also temperature-dependent. All of these effects can be determined more precisely by recording the temperature of the sensor, the energy storage device or the volume of air around the sensor. As a result, the residual capacity of the energy store can be determined more precisely. In a further refinement, the evaluation unit 100 can have a detection means, by means of which the status of the energy storage device or its remaining capacity or the probable period of use can be actively queried if the usage behavior remains the same. Optionally, it can also be provided that the evaluation unit 100 actively transmits the status of the remaining capacity and/or the remaining period of use, for example to the display unit 170, when a threshold value is undershot or exceeded. In this case, several threshold values can also be provided, which generate different messages when the value falls below or exceeds them. Such threshold values can also be stored in the memory 110 of the evaluation unit 100 like comparative values or models for the usage behavior on the basis of the detected sensor variables.
Ein mögliches erfindungsgemäßes Verfahren, welches in der Auswerteeinheit 100 durchgeführt werden kann, ist in Figur 2 dargestellt. Im ersten Schritt 200 wird die Sensorgröße des Sensorelements erfasst, zum Beispiel einen Luftdruck des Reifens im Fall eines Reifendrucksensors. Über die Erfassung von zusätzlichen Informationen oder Sensorgrößen, wie beispielsweise einer Beschleunigung, einer Geschwindigkeit und insbesondere deren zeitliches Auftreten kann das Nutzungsverhalten bestimmt werden. Die hierzu notwendigen Sensorgrößen oder Werte können ebenfalls im Schritt 200 erfasst werden. Optional kann im nächsten Schritt 220 wenigstens eine Temperatur erfasst werden, die einen Einfluss auf die Energiekapazität des Energiespeichers oder dem Stromverbrauch in wenigstens einem der Sensorelemente, der Auswerteeinheit und/oder der Sendeeinheit hat. Hierbei kann sowohl eine Temperatur einer Einheit des Sensorsystems aber auch die Umgebungstemperatur des Sensors erfasst werden, zum Beispiel die Temperatur der Luft im Reifen. Im nächsten Schritt 240 kann der Ruhestrom des Sensors erfasst, bestimmt oder eingelesen werden. Im letzten Schritt 260 wird aus den zuvor erfassten Daten, Sensorgrößen, Werten oder Informationen ein Modell entwickelt, welches das Nutzungsverhalten repräsentiert und insbesondere die dabei verwendeten Energiemenge berechnet. Ausgehend von einer ursprünglicher Energiemenge kann so die Restkapazität des Energiespeichers berechnet. Optional kann mit dem erkannten Nutzungsverhalten zusätzlich eine Restnutzungsdauer abgeschätzt werden. Mit dem Verfahren gemäß der Figur 3 wird in einem ersten Schritt 300 mittels aktuell erfasster Sensorgrößen ein Nutzungsverhalten des Sensors bestimmt, beispielsweise mit Verfahrensschritten gemäß dem Verfahren der Figur 2. Anschließend wird im Schritt 320 geprüft, ob das erkannte aktuelle Nutzungsverhalten mit dem bisherigen Nutzungsverhalten übereinstimmt. Ist das der Fall, wird die Restkapazität und/oder die Restnutzungsdauer entsprechend dem Verfahren nach Figur 2 bestimmt. Wird jedoch festgestellt, dass sich das aktuelle Nutzungsverhalten von dem bisherigen ersten Nutzungsverhalten unterscheidet oder einem anderen, zweiten Nutzungsverhalten entspricht, wird das Prognosemodell zur Bestimmung derA possible method according to the invention, which can be carried out in the evaluation unit 100, is shown in FIG. In the first step 200, the sensor variable of the sensor element is detected, for example an air pressure of the tire in the case of a tire pressure sensor. The usage behavior can be determined by detecting additional information or sensor variables, such as an acceleration, a speed and in particular their occurrence over time. The sensor variables or values required for this can also be recorded in step 200 . In the next step 220, at least one temperature can optionally be detected, which has an influence on the energy capacity of the energy store or the power consumption in at least one of the sensor elements, the evaluation unit and/or the transmission unit. In this case, both a temperature of a unit of the sensor system and the ambient temperature of the sensor can be recorded, for example the temperature of the air in the tire. In the next step 240, the quiescent current of the sensor can be recorded, determined or read. In the last step 260, a model is developed from the previously recorded data, sensor variables, values or information, which model represents the usage behavior and in particular calculates the amount of energy used. Starting from an original amount of energy, the remaining capacity of the energy store can be calculated. Optionally, a remaining useful life can also be estimated with the recognized usage behavior. With the method according to FIG. 3, a usage behavior of the sensor is determined in a first step 300 by means of currently detected sensor variables, for example with method steps according to the method of FIG . If this is the case, the remaining capacity and/or the remaining useful life is determined according to the method according to FIG. However, if it is determined that the current usage behavior differs from the previous first usage behavior or corresponds to a different, second usage behavior, the forecast model is used to determine the
Restkapazität und/oder der Restnutzungsdauer angepasst. In diesem Fall wird die Restkapazität aus beiden Nutzungsverhalten berechnet und die Restnutzungsdauer in Abhängigkeit des aktuellen, zweiten Nutzungsverhalten bestimmt. Remaining capacity and/or the remaining useful life adjusted. In this case, the remaining capacity is calculated from both usage behaviors and the remaining usage time is determined depending on the current, second usage behavior.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Bestimmung der Restkapazität eines Energiespeichers, der einen Sensor mit Energie versorgt, wobei der Sensor 1. A method for determining the remaining capacity of an energy store that supplies a sensor with energy, the sensor
• wenigstens ein Erfassungsmittel (120, 130, 140) zur Erfassung von• at least one detection means (120, 130, 140) for detecting
Sensorgrößen und sensor sizes and
• ein Sendemittel zur Aussendung von Sensorgrößen oder daraus abgeleiteten Signalgrößen aufweist, und das Verfahren • has a transmission means for transmitting sensor variables or signal variables derived therefrom, and the method
• zur Bestimmung eines Nutzungsverhalten des Sensors die Häufigkeit o der Erfassung der Sensorgrößen und o der Aussendung der Sensorgrößen oder Signalgrößen erfasst, und • to determine the usage behavior of the sensor, the frequency of o the detection of the sensor variables and o the transmission of the sensor variables or signal variables is recorded, and
• in Abhängigkeit des Nutzungsverhaltens einen Restkapazitätsgröße des Energiespeichers bestimmt (260), mittels der insbesondere eine Restnutzungsdauer des Energiespeichers abgeleitet wird. • a residual capacity variable of the energy store is determined (260) as a function of usage behavior, by means of which in particular a remaining useful life of the energy store is derived.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Restnutzungsgröße in Abhängigkeit von dem prognostizierten Energieverbrauch des Sensors bestimmt wird (260), wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Restnutzungsdauer in Abhängigkeit einer Startenergiemenge, einer aus der Vergangenheit anhand des Nutzungsverhaltens abgeleiteten Energieverbrauchs und einem in die Zukunft gerichteten Energieverbrauchs in Abhängigkeit des Nutzungsverhaltens bestimmt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the remaining usage variable is determined (260) as a function of the predicted energy consumption of the sensor, it being provided in particular that the remaining usage time is determined as a function of a starting amount of energy, an energy consumption derived from the past based on usage behavior and a future-oriented energy consumption depending on usage behavior.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in Abhängigkeit der erfassten Häufigkeit der Erfassung der Sensorgrößen und der Aussendung der Sensorgrößen oder Signalgrößen ein erstes und ein zweites Nutzungsverhalten erkennt (320), wobei die Bestimmung des in die Zukunft gerichteten Energieverbrauchs in Abhängigkeit des aktuell erkannten Nutzungsverhaltens erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzungsverhalten des Sensors den Strombedarf des Sensors repräsentiert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor in 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the method recognizes (320) a first and a second usage behavior as a function of the recorded frequency of the detection of the sensor variables and the transmission of the sensor variables or signal variables, with the determination of the future-oriented Energy consumption depending on the currently recognized usage behavior. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the usage behavior of the sensor represents the power requirement of the sensor. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor in
• einem Aktivmodus zu Erfassung und/oder Aussendung von Sensorgrößen und/oder Sensorsignalen und • an active mode for detecting and/or transmitting sensor variables and/or sensor signals and
• einem Ruhemodus betrieben werden kann, wobei das Verfahren zur Erfassung des Nutzungsverhaltens und/oder der Bestimmung der Restnutzungsgröße zusätzlich einen Stromverbrauch des Sensors im Ruhemodus erfasst oder berücksichtigt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Bestimmung des Nutzungsverhaltens eine Temperatur erfasst wird (220), wobei insbesondere eine Temperatur des Sensorumfeld erfasst wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Vergleich der Restnutzgröße mit wenigstens einem Schwellenwert durchführt und eine Information in Abhängigkeit des Vergleichs erzeugt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass eine Warnung erzeugt wird, wenn wenigstens ein Schwellenwert unterschritten wird. Sensor, insbesondere ein Reifendrucksensor, mit • Can be operated in a sleep mode, with the method for detecting the usage behavior and/or determining the remaining usage variable additionally detecting or taking into account power consumption of the sensor in the sleep mode. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature is recorded (220) to determine the usage behavior, in particular a temperature of the sensor environment being recorded. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method carries out a comparison of the remaining useful variable with at least one threshold value and generates information as a function of the comparison, it being provided in particular that a warning is generated if at least one threshold value is not reached. Sensor, in particular a tire pressure sensor, with
• einem Energiespeicher zur Versorgung des Sensors mit Energie, • an energy store for supplying the sensor with energy,
• wenigstens einem Erfassungs mittel (120, 130, 140) zur Erfassung von Sensorgrößen und • at least one detection means (120, 130, 140) for detecting sensor variables and
• einem Sendemittel zur Aussendung von Sensorgrößen oder daraus abgeleiteten Signalgrößen, und • a transmission means for transmitting sensor variables or signal variables derived therefrom, and
• einer Auswerteeinheit (100) zur Steuerung der Erfassung und der Aussendung der Sensorgrößen und/oder Signalgrößen, wobei die Auswerteeinheit (100) • ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, und • an evaluation unit (100) for controlling the detection and transmission of the sensor variables and/or signal variables, the evaluation unit (100) • carries out a method according to any one of claims 1 to 7, and
• in Abhängigkeit der erfassten Häufigkeit o der Erfassung der Sensorgrößen und o der Aussendung der Sensorgrößen oder Signalgrößen wenigstens ein Nutzungsverhalten des Sensors bestimmt, und • determines at least one usage behavior of the sensor as a function of the recorded frequency o the detection of the sensor variables and o the transmission of the sensor variables or signal variables, and
• in Abhängigkeit des Nutzungsverhaltens eine Restkapazitätsgröße bestimmt (260), mittels der insbesondere eine Restnutzungsdauer des Energiespeichers abgeleitet wird. • a residual capacity variable is determined as a function of usage behavior (260), by means of which in particular a remaining useful life of the energy store is derived.
9. Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit (100) in Abhängigkeit der erfassten Häufigkeit der Erfassung der Sensorgrößen und der Aussendung der Sensorgrößen oder Signalgrößen ein erstes und ein zweites Nutzungsverhalten erkennt (320), wobei die Bestimmung des in die Zukunft gerichteten Energieverbrauchs in Abhängigkeit des aktuell erkannten Nutzungsverhaltens erfolgt. 9. Sensor according to claim 8, characterized in that the evaluation unit (100) recognizes (320) a first and a second usage behavior depending on the recorded frequency of the detection of the sensor variables and the transmission of the sensor variables or signal variables, with the determination of the in the future directed energy consumption depending on the currently recognized usage behavior.
10. Sensor nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor in 10. Sensor according to any one of claims 8 or 9, characterized in that the sensor in
• einem Aktivmodus zu Erfassung und/oder Aussendung von Sensorgrößen und/oder Sensorsignalen und • an active mode for detecting and/or transmitting sensor variables and/or sensor signals and
• einem Ruhemodus betrieben werden kann, wobei die Auswerteeinheit (100) zur Erfassung des Nutzungsverhaltens und/oder der Bestimmung der Restnutzungsgröße zusätzlich einen Stromverbrauch des Sensors im Ruhemodus erfasst oder berücksichtigt. • can be operated in a sleep mode, with the evaluation unit (100) for detecting the usage behavior and/or determining the remaining usage variable also detecting or taking into account a power consumption of the sensor in the sleep mode.
11. Sensor nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (100) zu Bestimmung des Nutzungsverhaltens eine Temperatur erfasst, wobei insbesondere eine Temperatur des Sensorumfeld erfasst wird. 11. Sensor according to any one of claims 8 or 9, characterized in that the evaluation unit (100) to determine the usage behavior detects a temperature, in particular a temperature of the sensor environment is detected.
12. Sensor nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (100) einen Vergleich der Restnutzgröße mit wenigstens einem Schwellenwert durchführt und eine Information in Abhängigkeit des Vergleichs erzeugt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass eine Warnung erzeugt wird, wenn wenigstens ein Schwellenwert unterschritten wird. 12. Sensor according to one of claims 8 or 9, characterized in that the evaluation unit (100) carries out a comparison of the remaining useful variable with at least one threshold value and generates information as a function of the comparison, it being provided in particular that a warning is generated if at least one threshold value is undershot.
PCT/EP2022/078343 2021-10-14 2022-10-12 Method for determining the residual capacity of an energy store of a sensor, and sensor comprising such a method WO2023062057A1 (en)

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HESTER JOSIAH ET AL: "Amulet : An Energy-Efficient, Multi-Application Wearable Platform", PROCEEDINGS OF THE 14TH ACM CONFERENCE ON EMBEDDED NETWORK SENSOR SYSTEMS CD-ROM, SENSYS '16, 14 November 2016 (2016-11-14), New York, New York, USA, pages 216 - 229, XP093018416, ISBN: 978-1-4503-4263-6, Retrieved from the Internet <URL:https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/2994551.2994554> [retrieved on 20230127], DOI: 10.1145/2994551.2994554 *

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