DE102006048334A1 - Verfahren und Einrichtung zur Übertragung von Daten zwischen einem Steuergerät und einem Radmodul - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Übertragung von Daten zwischen einem Steuergerät und einem Radmodul Download PDF

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DE102006048334A1
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Karl-Heinz Hahn
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    • B60C23/0413Wireless charging of active radio frequency circuits

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung dienen zur drahtlosen Übertragung zwischen einem in einem Reifen angeordneten Radmodul und einem externen Steuergerät. Ein erstes Sendesignal wird von einer ersten Antenne des Steuergeräts zu einer ersten Antenne des Radmoduls übertragen. Daten werden mittels eines zweiten Sendesignals vom Radmodul zum Steuergerät übertragen, wobei das erste Sendesignal eine andere Frequenz hat als das zweite Sendesignal. Das erste Sendesignal wird während einer Kopplungsperiode, innerhalb der sich bei rotierendem Reifen ein mitrotierender Wirkungsbereich der Antenne des Radmoduls und ein stationärer Wirkungsbereich der ersten Antenne des Steuergeräts überlappen, von der ersten Antenne des Radmoduls empfangen und in Energie umgesetzt und in einer Energiespeichereinheit gespeichert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einem in einem Reifen angeordneten Radmodul und einem außerhalb des Reifens angeordneten Steuergerät.
  • In der Fahrzeugtechnik ist beispielsweise aus der DE 199 24 830 A1 ein Verfahren und eine Einrichtung zur bidirektionalen Datenübertragung zwischen einem in einem Reifen einvulkanisierten elektronischen Transponder und einem externen Steuergerät bekannt. Der Transponder bildet zusammen mit einer Antenne in Form einer in einer Reifenseitenwand ringsum laufenden Spule ein Radmodul. Diese Antenne ist, ebenso wie ihr Gegenstück, auf der Seite des Steuergerätes für eine Datenkommunikation in beide Richtungen und außerdem für eine Übermittlung von Energie zu dem Radmodul bestimmt.
  • Aus der WO 2005/101685 A1 ist ein weiteres gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Einrichtung bekannt. Bei diesem Verfahren werden unterschiedliche Frequenzen zum Übertragen von Daten an das Radmodul und vom Radmodul an das Steuergerät offenbart. Es wird eine Datenübertragung in beide Richtungen, jedoch nur während einer Kopplungsperiode, vorgenommen.
  • Nachteilig bei den eingangs genannten Verfahren und Vorrichtungen ist, dass stets nur während der Kopplungsperiode Daten übertragen werden können. Dies hat zur Folge, dass häufig mehrere Kopplungsphasen verwendet werden müssen, um die Daten vollständig zu übertragen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, welche die eingangs geschilderte Problematik löst.
  • Diese Aufgabe wird anhand dem Merkmal des Anspruchs 1 und 11 gelöst, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der abhängigen Ansprüche, der weiteren Beschreibung und der Ausführungsbeispiele gemäß beigefügter Figuren.
  • Vorteilhaft gemäß dem Vorgehen nach Anspruch 2 ist, dass ein Beginn der Kopplungsperiode vom Radmodul anhand der steigenden Flanke des ersten Sendesignals und das Ende der Kopplungsperiode anhand der fallenden Flanke des ersten Sendesignals erkannt wird. Hierdurch kann alleinig durch die Überwachung der Signalflanken der Kopplungsbereich einfach erkannt werden.
  • Vorteilhaft nach Anspruch 3 ist, dass das Senden von Signalen vom Radmodul gestartet wird, wenn das Ende der Kopplungsperiode erreicht wird. Hierdurch können sich die Sendesignale nicht gegenseitig stören.
  • Vorteilhaft nach Anspruch 4 ist, dass die Datenübertragung vom Radmodul zum Steuergerät mittels des zweiten Sendesignals vorgenommen wird. Hierdurch werden die Signale voneinander eindeutig getrennt.
  • Vorteilhaft nach Anspruch 5 ist, dass das erste Sendesignal von dem Steuergerät deaktiviert wird, sobald Signale auf dem zweiten Sendekanal erkannt werden. Hierdurch werden definitiv Störungen der Sendesignale untereinander vermieden.
  • Vorteilhaft nach Anspruch 6 ist, dass die Deaktivierung des ersten Sendesignals aufgehoben wird sobald Signale auf dem zweiten Sendekanal ausbleiben. Somit wird definitiv bei Ausbleiben von Daten vom Radmodul dessen Energiespeicher wieder aufgefüllt.
  • Vorteilhaft nach Anspruch 7 ist, dass als erstes Sendesignal (S1) ein niederfrequentes Signal, vorzugsweise von 125 kHz, verwendet und als zweites Sendesignal (S2) ein Sendesignal mittlere Frequenz, vorzugsweise 13,56 MHz, verwendet wird. Hierdurch erfolgt eine weitere Trennung der Signale voneinander.
  • Die weiteren Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Die Erfindung wird durch dieses konkrete Ausführungsbeispiel nicht auf diese limitiert, vielmehr handelt es sich lediglich um ein konkretes Ausführungsbeispiel.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Datenübertragung zwischen einem Steuergerät im Radhaus und einem Radmodul;
  • 2 ein Blockschaltbild eines Radmoduls;
  • 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrens zur Datenübertragung.
  • Einander entsprechende Teile sind in den Figuren 1 bis 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Datenübertragung handelt es sich um ein in ein Kraftfahrzeug eingesetztes Sensor-Transponder-System zur Übermittlung von Sensordaten von einem Reifen 2 des Kraftfahrzeuges zu einem Steuergerät 3. Letzteres enthält eine Kontrolleinheit 4, welche vorzugsweise als stationäre Einheit ausgebildet ist. An die Kontrolleinheit 4 ist eine stationäre Sende-Empfangseinheit 5 mit einer Niederfrequenzsendeantenne 6 sowie eine Mittelfrequenzempfangsantenne 7 angeschlossen. Die stationäre Kontrolleinheit 4 und die Sende-Empfangseinheit 5 können als kombinierte Baugruppe ausgebildet sein. Das Steuergerät 3 oder zumindest dessen Sende-Empfangseinheit 5 ist in einem Radhaus 8 eines Kraftfahrzeuges montiert. Diesem Steuergerät 3 ist ein in dem Radhaus 8 laufender Reifen 2, mit einem an dessen Innenseite der Lauffläche befestigten Radmoduls 9 mit jeweils niederfrequenten Empfangsantenne 10 zugeordnet. Außerdem ist eine Sendeantenne 10 für mittlere Frequenzen dem Radmodul 9 zugeordnet, welche ebenfalls in/an der Innenseite des Reifens 2 angeordnet ist. Zwischen der niederfrequenten Sendeantenne 6 und der niederfrequenten Empfangsantenne 11 einerseits und der Mittelfrequenzsendeantenne 10 und der Mittelfrequenzempfangsantenne 7 andererseits besteht jeweils ein drahtloser Datenübertragungskanal 12 und 13. Der Übertragungskanal 12 ist niederfrequent ausgelegt, vorzugsweise für Frequenzen von 125 kHz und der Übertragungskanal 13 ist für eine mittlere Frequenz, vorzugsweise 13,56 MHz, ausgelegt. In vorteilhafter Ausführung handelt es sich bei der Niederfrequenzsendeantenne 6 und der Niederfrequenzempfangsantenne 11 um drahtgewickelte Luftspulen oder Ferritspulen, gleiches gilt für die Mittelfrequenzantennen 7 und 10. Die Verbindung zwischen den einzelnen Antennen 6, 7, 10, 11 erfolgt aufgrund der Kopplungen von elektromagnetischen Feldern.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Antennen 10, 11 im Reifen an einander gegenüberliegenden Innenflächen des Reifens 2 angeordnet. Hierdurch wird die Masse der Antennen 10, 11 im Reifen besser verteilt. Es werden Unwuchten vermieden
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Radmodul 9 nicht als Block im Reifen 2 angeordnet, sondern dessen Bauelemente und Bauteile sind über die Innenfläche des Reifens 2 angeordnet und in die Innenseite des Reifens 2 integriert. Auch hierdurch werden Unwuchten vermieden.
  • Die Antennen 6, 7, 10, 11 haben jeweils einen für sie charakteristischen Wirkbereich, in dem bzw. aus dem sie empfangen können. Erfahrungsgemäß ist jedoch von Vorteil, wenn die Mittenfrequenzsende- und empfangsantennen für einen größeren Sende- und Empfangsbereich als die Niederfrequenzantennen und Sendeantennen ausgelegt sind. Somit ergibt sich der Vorteil, dass die Niederfrequenzantennen nur im Kopplungsbereich bzw. Wirkbereich, die Mittenfrequenzantennen jedoch über den gesamten Bereich, d.h. kontinuierlich senden können.
  • An die Kontrolleinheit 4 ist ein am Reifen 2 zur Drehzahlerfassung angeordneter Drehzahlsensor 16 angeschlossen. Der Drehzahlsensor 16 ist optional.
  • Im Ausführungsbeispiel sind pro Reifen 2 ein Radmodul 9 und ein Steuergerät 3 vorgesehen. Grundsätzlich kann aber auch ein gemeinsames Steuergerät 3 für mehrere Reifen 2 und Radmodule 9 vorgesehen sein. In diesem Fall sind dann mehrere Sende-/Empfangseinheiten 5 an eine gemeinsame stationäre Kontrolleinheit 4 angeschlossen.
  • Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, durch eine intelligente Ansteuerung mit einer übergeordneten Steuereinheit, welche dann die Funktion mehrerer Steuereinheiten 3 übernimmt, alle Reifen eines Fahrzeuges zu überwachen. Dies erfolgt indem die Reifen und deren Radmodule nacheinander angesprochen und überwacht bzw. abgefragt werden.
  • Sind mehrere Steuergeräte 3 vorhanden, können diese untereinander auch über ein übergeordnetes, in der 1 nicht gezeigtes Steuergerät, insbesondere über ein Bussystem, verbunden sein.
  • Das Blockschaltbild nach 2 gibt vor allem Details des Radmoduls 9 der Vorrichtung 1 wieder. Das Radmodul 9 umfasst neben der Mittenfrequenzsendeantenne 10 und der Niederfrequenzempfangsantenne 11 eine Sendeeinheit/Empfangseinheit 18, eine zentrale Steuereinheit 19, eine interne Clockeinheit 20, eine Energiemanagementeinheit 21 und einen Energiespeicher 22, der vorzugsweise in Gestalt eines Kondensators ausgestaltet ist, einen nichtflüchtigen Datenspeicher 23 in Gestalt eines EEPROMS, sowie einen Drucksensors 24, einen Temperatursensor 25 und ggf. weitere Sensoren, von denen exemplarisch ein Sensor 26 dargestellt ist.
  • Abgesehen von den beiden Antennen 10 und 11, ggf. von den Sensoren 24, 25, 26, sowie je nach Auslegung des Energiespeichers 22, sind die übrigen Komponenten des Radmoduls 9 vorzugsweise als ein integrierter Baustein, beispielsweise als ein ASIC, ausgebildet. Dadurch resultiert eine sehr kompakte Baugröße, so dass sich das Radmodul 9 optimal an den Reifen 2 anordnen lässt.
  • Das Radmodul 9 ist sehr flexibel hinsichtlich des möglichen Einsatzes und der Betriebsmodi, so dass es beispielsweise für unterschiedliche Sende-/Empfangsmodulationsverfahren, Datenübertragungsverfahren, Datencodierung, Sendefrequenzen ausgelegt sein kann.
  • Im Folgenden ist nunmehr die Funktionsweise der Vorrichtung 1 näher beschrieben. Von der Sende-/Empfangseinheit 5 des Steuergerätes 3 wird ein Sendesignal S1, beispielsweise mit einer Frequenz von 125 kHz erzeugt und über einen Übertragungskanals 12 zum Radmodul 9 übertragen. Dort wird es von der Empfangseinheit 18 als Empfangssignal E2 empfangen, wenn sich ein Wirkungsbereich der niederfrequenten Sendeantenne 6 und ein Wirkungsbereich der niederfrequenten Empfangsantenne 11 zumindest teilweise überlappen.
  • Diese Wirkungsbereiche sind durch die aufgrund der Sendesignalleistung endlichen Reichweite und die durch die von der jeweiligen Antennenform abhängigen Antennencharakteristik bestimmt. Die niederfrequente Sendeantenne 5 und die niederfrequente Empfangsantenne 11 weisen über den Umfang des Reifens 2 betrachtet nur einen beschränkten Kopplungsbereich auf. In Abhängigkeit von der Reifendrehstellung kommt es zu einem Eintritt und einem Austritt aus dem Kopplungsbereich, also einer zeitlich gegrenzten Kopplung. Pro Reifenumdrehung ergibt sich eine Kopplungsperiode, die von einer zeitliche Dauer von der aktuellen Reifendrehzahl abhängt. Der Kopplungsbereich kann mittels eines Winkelsegments bezüglich einer Reifenumdrehung, mittels eines entsprechenden Teils der Umfanglänge des Reifens 2 oder der Kopplungsperiode charakterisiert werden, wobei die beiden zuerst genannten Größen im Gegensatz zur Kopplungsperiode nicht von der Reifendrehzahl abhängen.
  • Während der Kopplungsperiode wird von der niederfrequenten Sendeantenne 6 über das Sendesignal S1 Energie in die niederfrequente Empfangsantenne 11 induziert. Die Energiemanagementeinheit 21 gewinnt aus dem dann empfangenen Empfangsignal E2 Energie und lädt den Energiespeicher 22 auf, aus dem alle Komponenten des Radmoduls 9 mit Energie versorgt werden.
  • Die Versorgungsleitungen sind in 2 mittels gestrichelten Linien dargestellt. Die Energiemanagementeinheit 21 erhält außerdem das Radmodul 9 in den Abfragepausen während der Fahrt wach und sorgt für die Empfangsbereitschaft des Radmoduls 9.
  • Aus dem Empfangssignal E2 wird auch die interne Clockeinheit 20 gespeist, die aus der Frequenz f1 des Empfangssignals E2 eine Frequenz f0 zur Taktung der Steuereinheit 19 und eine Frequenz F2 zur Rücksendung eines Sendesignals S2 vom Radmodul 9 zum Steuergerät 3 ableitet.
  • Das Sendesignal S2 beinhaltet zumindest Daten über den aktuellen Reifenzustand, der mittels der Sensoren 24 bis 26 erfasst wird. Diese Daten werden dann über den Übertragungskanal 13 zurück zum Steuergerät 3 übertragen und dort als Empfangssignal E1 empfangen.
  • Die Vorrichtung 1 und insbesondere die Übertragungskanäle 12, 13 sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung für eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Steuergerät 3 und dem Radmodul 9, sowie für die Energieversorgung des Radmoduls 9 durch das Steuergerät 3 ausgelegt. Allerdings wird in vorteilhafter Weise die beschriebene unidirektionale Übertragung gewählt.
  • Der Umfang der Daten, die mittels des Sendesignals S2 zum Steuergerät 3 übertragen werden, kann sich nach verschiedenen Betriebsparametern, wie den Ladezustand des Energiespeichers 22, sowie den Umfang der Datenübertragung oder einer ausdrücklichen Datenanforderung durch das Steuersignal 3 richten.
  • Vom Steuergerät 3 wird permanent das niederfrequente Sendesignal S1 ausgesendet. Das im Radmodul 9 daraufhin empfangene Empfangssignal E2 setzt sich aufgrund des begrenzten Kopplungsbereiches aus einzelnen Empfangspulsen, die eine zeitliche Dauer der jeweiligen Kopplungsperiode entsprechen, zusammen. Der Eintritt des niederfrequenten Kopplungsbereiches kann im Radmodul 9 anhand der ansteigenden Flanke des jeweiligen Empfangspulses erkannt werden. Beim Anfahren ist der Energiespeicher 22 vollständig entladen. Während der ersten und folgenden Kopplungsperioden, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, wird der Energiespeicher 22 aufgeladen. Diese Aufladung erfolgt, bis ein vorgegebener Schwellwert, der die Mindestladung des Energiespeichers 22 zur Datenübertragung kennzeichnet, erreicht wird. Um jedoch eine möglichst kontinuierliche Datenübertragung zu ermöglichen, erfolgt eine Aufladung des Energiespeichers 22, bis dessen maximaler Ladungswert erreicht ist. Sobald nunmehr der maximale Ladezustand erreicht wird und dies vom Radmodul 9 erkannt wird, analysiert das Radmodul 9, welche Daten an die Steuereinheit 3 übertragen werden sollen. Diese Daten werden aufbereitet und zu einem Datentelegramm zusammengestellt. Das Radmodul 9 aktiviert dann die Sendeeinheit 17 und sendet auf der Mittenfrequenz über die Sendeantenne 10 diese Daten zurück an die Steuereinheit (3). Vorteilhaft hierbei ist, dass einen abwarten auf einen Kopplungsbereiches für das Senden auf der Mittenfrequenz nicht zwingend notwendig ist. Durch die Wahl des mittleren Frequenzbereichs und dessen Sendecharakteristik und Sendeleistung kann das Signal kontinuierlich gesendet werden, da stets der Datenkanal 13 etabliert ist. Da aber in diesem Fall des kontinuierlichen Sendens ggf. eine Störung erfolgen kann, da das Niederfrequenzsendesignal S1 ebenfalls kontinuierlich vom Steuergerät 3 initialisiert ist und welches von der Steuereinheit 3 zum Radmodul kontinuierlich übertragen wird, muss dieses zunächst deaktiviert werden. Hierzu wartet nunmehr das Radmodul 9 ab, bis es das Ende einer Kopplungsperiode des niederfrequenten Signals erkennt. Erst dann wird mit der Übertragung der Daten über den Mittenfrequenzbereich begonnen. In der Steuereinheit 3 wird die Übertragung erkannt, da dort auf dem Mittenfrequenzbereich Daten übertragen werden, d.h. da Daten im Sendekanal 13 anliegen. In diesem Fall deaktiviert die Steuereinheit 3 die Sendeeinheit 5 für das niederfrequente Signal S1, indem ein Flag gesetzt wird. Somit wird das Senden des niederfrequenten Signal S1 unterbunden. Das Radmodul 9 sendet nunmehr kontinuierlich seine Daten über den Datenkanal 13 und überträgt die Daten kontinuierlich bis alle Daten übertragen sind. Sind alle Daten übertragen, wird die Sendeeinheit 17 deaktiviert. Die Steuereinheit 3 erkennt nunmehr, dass auf dem Datenkanal 13 keine weiteren Daten anliegen und setzt das gesetzte Flag zurück, so dass nunmehr wieder die Niederfrequenzantenne 6 sendet und das Radmodul 9 in beschriebener Weise mit Energie versorgt wird. Das Radmodul 9 seinerseits nimmt nunmehr während der Kopplungsperiode das niederfrequente Sendesignal S1 auf, setzt dies in Energie um und lädt den Energiespeicher 22. Wenn der Energiespeicher 22 wieder sein maximales Energieniveau erreicht hat, wird erneut mit der Sendung der Daten begonnen, wie bereits beschrieben.
  • Vorteilhaft ist nunmehr, dass durch die Deaktivierung der Niederfrequenzsendesignale eine Störung zwischen den einzelnen Signalen vermieden wird, da jeweils nur ein Sendekanal 12, 13 aktiv ist.
  • Im Weiteren ist von Vorteil, dass durch die Sendung der Daten über die Mittenfrequenz nicht zwingend eine Kopplungsbereich wie bei der Niederfrequenz vorhanden sein muss. Wird aber jedoch, um die Sendeleistung gering zu halten, auch für die Mittenfrequenz ein Kopplungsbereich verwendet, so ist von Vorteil, dass nur ein Sendekanal 12, 13 aktiv ist. Störungen werden somit vermieden.
  • Im Weiteren ist von Vorteil, dass nunmehr für die Mittenfrequenz der gesamte Datensatz in einem Stück gesendet werden kann ohne Unterbrechung, so dass Datenkontollbytes mitgesendet werden können; es kann somit Datenverlust vermieden.
  • In 3 ist ein weiteres Verfahren zur Datenübertragung dargestellt. Hierbei wird in der Kopplungsphase KP im Sendefenster SF eine künstliche Datenlücke geschaffen, welche zur Datenübertragung verwendet wird. Dies erfolgt wie nunmehr näher beschrieben. Die Basisfunktionalität entspricht dem eingangs beschriebenen Verfahren; es werden die Baugruppen, wie in 2 beschrieben verwendet.
  • Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird während der Kopplungsperiode KP von der niederfrequenten Sendeantenne 6 über das Sendesignal S1 Energie in die niederfrequente Empfangsantenne 11 induziert. Die Energiemanagementeinheit 21 gewinnt aus dem dann empfangenen Empfangsignal E2 Energie und lädt den Energiespeicher 22 auf, aus dem alle Komponenten des Radmoduls 9 mit Energie versorgt werden.
  • Vom Steuergerät 3 wird permanent das niederfrequente Sendesignal S1 ausgesendet. Es wird jedoch nur während der Kopplungsphase KP vom Radmodul 9 empfangen. Der Eintritt des niederfrequenten Kopplungsbereiches wird im Radmodul 9 anhand der ansteigenden Flanke des jeweiligen Empfangspulses erkannt. Da das Radmodul eine gewisse Einschwingzeit benötigt, z.B. 600 µs, wird das Sendesignal S1 erst nach dem Einschwingen der PLL des Radmoduls empfangen. Mittels des Empfangssignals S1 wird das Radmodul 9, wie beschrieben, mit Energie versorgt.
  • Das Signal S1 wird aber auf eine vordefinierte Zeitdauer T1 begrenzt empfangen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen hierfür 2,8 ms vorzusehen. Dies eignet sich dann für eine Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu 120 km/h. Nach dem Empfang über die Zeitdauer T1 entsteht eine Ausschwingdauer AS. Zum Einschwingen der PLL wird eine Einschwingdauer AS, zumindest ein Teil hiervon benötigt. Wie in 3 gut ersichtlich verbleibt somit in der Kopplungsphase KP eine Lücke neben der Einschwingdauer ES, der Ausschwingdauer AS und der Zeitdauer T1 des Empfangs des Signals S1. Diese Lücke DL nutzt nunmehr das weitere erfindungsgemäße Verfahren. Das Radmodul 9 erkennt nunmehr an der Fallenden Flanke des Signals S1, dass das Ausschwingen begonnen hat. Nachdem das Ausschwingen der PLL des Radmoduls 9 erfolgt ist, sendet das Radmodul 9 – natürlich erst wenn der Energiespeicher im Radmodul 9 auf geladen ist – das Sendesignal S2 in der Lücke DL. Das Radmodul 9 aktiviert die Sendeeinheit 17 und sendet auf der Mittenfrequenz über die Sendeantenne 10 Daten zurück, welche vorzugsweise in einer Vorburstphase gesendet werden, an die Steuereinheit 3. Das Radmodul 9 sendet nunmehr kontinuierlich das Datensignal auf der mittleren Frequenz. Die Steuereinheit 3 befindet sich, durch den Datenburst auf Empfang und behält den Sendekanal 13 für Daten offen und ist auf Empfang. In der Steuereinheit 3 wird die Übertragung des Vorburst erkannt, da dort auf dem Mittenfrequenzbereich Daten übertragen werden, d.h. da Daten im Sendekanal 13 anliegen. In diesem Fall deaktiviert die Steuereinheit 3 die Sendeeinheit 5 für das niederfrequente Signal S1, indem ein Flag gesetzt wird. Somit wird das Senden des niederfrequenten Signal S1 unterbunden. Das Radmodul 9 sendet nunmehr kontinuierlich seine Daten über den Datenkanal 13 und überträgt die Daten kontinuierlich bis alle Daten übertragen sind, jeweils bei Eintritt in die Kopplungsphase KP. Sind alle Daten übertragen, wird die Sendeeinheit 17 deaktiviert. Die Steuereinheit 3 erkennt nunmehr, dass auf dem Datenkanal 13 keine weiteren Daten anliegen und setzt das gesetzte Flag zurück. Der Übertragungsvorgang ist abgeshlossen. Es kann nunmehr wieder die Niederfrequenzantenne 6 senden und das Radmodul 9 in beschriebener Weise mit Energie versorgt werden, es besthet abe auch die Möglichkeit eine Requesttime einzufügen, sodass der beschriebene Vorgang erst nach eine vordefinierten Zeit wieder aufgenommen wird. Nach Ablauf der einstellbaren Requesttime beginnt die ernaute Aufladung des Radmoduls 9 mit Energie und die eingangsbeschriebene Funktionsweise wird gestartet.
  • Das Radmodul 9 seinerseits nimmt nunmehr während der Kopplungsperiode das niederfrequente Sendesignal S1 auf, setzt dies in Energie um und lädt den Energiespeicher 22. Wenn der Energiespeicher 22 wieder sein maximales Energieniveau erreicht hat, wird erneut mit der Sendung der Daten begonnen, wie bereits beschrieben.
  • Der wesentliche Unterschied ist der, dass das niederfrequente Sendesignal S1 Lücken DL aufweist indem das Radmodul 9 zurücksendet. Dadurch kann der Empfänger 5 in der Steuereinheit 3 störungsfrei arbeiten und es kann die maximale Kommunikationsreichweite des System genutzt werden. Die Vorteile dieser Ausführung liegen offen auf der Hand. Es erfolgt nur eine minimale Störungen in der Mittenfrequenzempfangsphase. Es wirkt eine einfachere Störunterdrückung. Die vorhandene bekannte Hardware muss nur unwesentlich verändert werden, was zu geringeren Produktionskosten führt. Da das niederfrequente Sendesinal S1 abgeschaltet ist, während das Mittenfrequenzsignal S2 gesendet wird, werden Oberwellen durch das niederfrequente Sendesignal S1 vermieden. Es kann für die Mittenfrequenz ein breitbandiger Empfänger eingesetzt werden, es ist einfachere Selektion des Signals möglich, es können höherer Übertragungsraten gewählt werden. Außerdem ist der Energieverbrauch im Radmodul 9 geringer, das kurze Telegramme gewählt werden können.

Claims (18)

  1. Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Signalen zwischen einem in einem Reifen (2) angeordneten Radmodul (9) und einem außerhalb des Reifens (2) angeordneten Steuergerät (3), wobei dem Steuergerät (3) eine Sendeantenne (6) und eine Empfangsantenne (7) und dem Radmodul eine erste Empfangsantenne (11) und eine erste Sendeantenne (10) zugeordnet sind, wobei ein erstes Sendesignal (S1) über einen Sendekanal (12) von der ersten Sendeantenne (6) des Steuergeräts (3) zu der ersten Empfangsantenne (11) des Radmoduls (9) übertragen wird, und Signale mittels des zweiten Sendesignals (S2) über einen zweiten Sendekanal (13) von der zweiten Sendeantenne (10) des Radmoduls (9) zu der zweiten Empfangsantenne (7) des Steuergerät (3) übertragen werden, wobei zur Übermittlung des ersten Sendesignal (S1) eine niedrigere Sendefrequenz (f1) als für das zweite Sendesignal (S2) verwendet wird, das erste Sendesignal (S1) während einer Kopplungsperiode, innerhalb der sich bei rotierendem Reifen (2) ein mitrotierender Wirkungsbereich (15) der ersten Empfangsantenne (11) des Radmoduls (9) und ein stationärer Wirkungsbereich (14) der ersten Sendeantenne (6) des Steuergeräts (3) zumindest teilweise überlappen, von der ersten. Empfangsantenne (11) des Radmoduls (9) empfangen wird und aus dem ersten Sendesignal (S1) Energie zur Versorgung des Radmoduls (9) gewonnen wird und diese Energie in einer Energiespeichereinheit (22) geladen wird, und, wenn die Energiespeichereinheit (22) ihren maximalen Ladezustand erreicht hat das Radmodul (9) Signale über den Zustand des Reifens (2) über den zweiten Sendekanal (13) an die Steuereinheit (3) sendet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beginn der Kopplungsperiode vom Radmodul (9) anhand der steigenden Flanke des ersten Sendesignal (S1) und das Ende der Kopplungsperiode anhand der fallenden Flanke des ersten Sendesignals (S1) erkannt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Senden von Signalen vom Radmodul (9) gestartet wird, wenn das Ende der Kopplungsphase erreicht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sendesignal (S1) auf eine bestimmte Dauer beschränkt ist, wobei das Senden von Signalen vom Radmodul (9) noch in der Kopplungsphase (KP) gestartet wird, wenn das Senden des ersten Sendesignals beendet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung vom Radmodul (9) zum Steuergerät (3) mittels des zweiten Sendesignals (S2) vorgenommen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ersten Sendesignal (S1) von dem Steuergerät (3) deaktiviert wird, sobald Signale auf dem zweiten Sendekanal (13) erkannt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Deaktivierung des ersten Sendesignals (S1) aufgehoben wird sobald Signale auf dem zweiten Sendekanal (13) ausbleiben.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Sendesignal (S1) ein niederfrequentes Signal, vorzugsweise von 125 kHz, verwendet und als zweites Sendesignal (S2) ein Sendesignal mittlere Frequenz, vorzugsweise ein bis 13,56 MHz, verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale, welche vom Radmodul (9) gesendet werden, digitale Datensignale sind.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktueller Messwert zumindest eines im Reifen (2) angeordneten Reifenzustandssensors (24, 25, 26) zusammen mit einem Sollwert für diesen Messwert oder mit einer den Reifen (2) charakterisierende Kennung mittels eines vom zweiten Sendesignal (S2) umfassten Datentelegramms vom Radmodul (9) zum Steuergerät (3) übertragen werden.
  11. Vorrichtung zur drahtlosen Übertragung von Signalen zwischen einem in einem Reifen (2) angeordneten Radmodul (9) und einem außerhalb des Reifens (2) angeordneten Steuergerät (3), wobei das Steuergerät (3) ein erstes Sendesignal (S1) über einen ersten Sendekanal (12) mittel einer ersten Sendeantenne (6) des Steuergerätes (3) zu einer ersten Empfangsantenne (11) des Radmoduls (9) überträgt, und das Radmodul (9) mittels eines zweiten Sendesignals (S2) über einen zweiten Sendekanal (13) mittels einer zweiten Sendeantenne (10) des Radmoduls zu einer zweiten Empfangsantenne (7) des Steuergerät (3) ein zweites Sendesignal (S2) überträgt, wobei das erste Sendesignal (S1) eine niedrigere Sendefrequenz (f1) als das zweite Sendesignal (S2) auf weist, die Steuereinheit (3) das erste Sendesignal (S1) kontinuierlich sendet und während einer Kopplungsperiode, innerhalb der sich bei rotierendem Reifen (2) ein mitrotierender Wirkungsbereich (15) der Antenne (11) des Radmoduls (9) und ein stationärer Wirkungsbereich (14) der Antenne (6) des Steuergeräts (3) zumindest teilweise überlappen, das Radmodul (9) über die erste Empfangsantenne (11) das Signal empfängt, das Radmodul (9) aus dem ersten Sendesignal (S1) Energie gewinnt und diese Energie in einer Energiespeichereinheit (22) speichert, und das Radmodul (9) Daten über den Zustand des Reifens (2) über den zweiten Sendekanal (13) an die Steuereinheit (3) sendet, sobald die Energiespeichereinheit (22) ihren maximalen Ladezustand erreicht hat.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, das Radmodul (9) einen Beginn und ein Ende der Kopplungsperiode an der Signalflanke des Empfangssignals (E2) erkennt, wobei das Radmodul (9) den Beginn der Kopplungsperiode an der steigenden Flanke des Empfangssignals (E2) und das Ende der Kopplungsperiode an der fallenden Flanke des Empfangssignals (E2) erkennt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Radmodul (9) das Senden von Daten startet, wenn es das Ende der Kopplungsperiode erkennt.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) das erste Sendesignal (S1) deaktiviert, sobald es Daten auf dem zweiten Sendekanal (13) erkennt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) die Deaktivierung des ersten Sendesignals (S1) aufhebt, sobald die Daten auf dem zweiten Sendekanal (13) ausbleiben.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Radmodul (9) ein ASIC ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Radmodul (9) eine Energiemanagementeinheit (21) erhält, welche die Energiespeichereinheit (22) überwacht und das Radmodul (9) in den Abfragepausen während der Fahrt überwacht und für die Empfangsbereitschaft des Radmoduls (9) sorgt.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich und die Voreinstellung einer Sendeeinheit (17) zur Sendung des zweiten Sendesignals (S2) eine digitale PLL aufweist, welche mittels des niederfrequenten Sendesignals (S1) sich während der Ladephase referenziert, wodurch bei nicht Vorhandensein niederfrequenten Sendesignals (S1) ein Senden des zweiten Sendesignals (S2) möglich ist.
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