DE102007015939A1

DE102007015939A1 - Verfahren zur Übertragung von digital codierten Daten sowie Drucksensoreinheit

Info

Publication number: DE102007015939A1
Application number: DE102007015939A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Jöckel; Carsten Dr. Zahout-Heil
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-10-09
Also published as: WO2008119604A1

Abstract

Verfahren zur Übertragung von digital codierten Daten in einem Kraftfahrzeug, wobei mindestens ein erster digital codierter Informationswert einer ersten Größe (p), welcher in einer ersten Bitfolge (X1) mit einer ersten vorgegebenen Anzahl (n1) von Bits codiert ist, und mindestens ein zweiter digital codierter Informationswert einer zweiten Größe (T), welcher in einer zweiten Bitfolge (X2) mit einer zweiten vorgegebenen Anzahl (n2) von Bits codiert ist, in einem Übertragungswort (W) mit einer vorgegebenen Übertragungswiederholungsrate über einen Übertragungskanal (2) zu einer Empfangs- und/oder Verarbeitungseinheit (3) übertragen werden und wobei in jedem Übertragungswort (W) die erste Bitfolge (X1), welche den ersten Informationswert (p) darstellt, übertragen wird und die zweite Bitfolge (X2), welche den zweiten Informationswert (T) darstellt, aufgeteilt auf mindestens zwei Übertragungsworte (W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7, W8), übertragen wird, wobei dabei pro Übertragungswort (W) eine dritte vorgegebene Anzahl (n3) von Bits der zweiten Bitfolge (X2), welche kleiner als die zweite Anzahl (n2) von Bits ist, übertragen wird, sowie Drucksensoreinheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Drucksensoreinheit gemäß Oberbegriff von Anspruch 10.
In Kraftfahrzeugen eingesetzte Sensoreinheiten, wie beispielsweise Drucksensoren in Bremssystemen zur Bestimmung eines Raddruckes, besitzen üblicherweise eine analoge Schnittstelle zur Übertragung von Informationen, z. B. zur Übertragung von Druck- und Temperaturinformationen. Vermehrt, und insbesondere mit Blick in die Zukunft, wird eine digitale Übertragung von Informationen angestrebt. Bei einer vorgegebenen, technisch notwendigen Auflösung eines Messwertes liegt die Breite/Länge der den Messwert darstellenden Bitfolge fest. Oftmals sollen verschiedene Informationen in einem Datenblock digital übertragen werden, und somit liegt dann auch die Breite/Länge des Übertragungswortes fest, welches die Bitfolgen der zwei oder mehr Messwerte umfasst. Die Länge des Übertragungswortes hat einen Einfluss auf die zur Übertragung notwendige Bandbreite des Übertragungskanals, und damit auch auf die technischen Anforderungen an den Übertragungskanal sowie die Kosten zur technischen Realisierung der Übertragung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Übertragung von digital codierten Daten in einem Kraftfahr zeug sowie eine verbesserte Drucksensoreinheit mit einer Übertragungsschnittstelle zur Übertragung von Druck- und Temperaturwerten bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie die Drucksensoreinheit gemäß Anspruch 10 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, pro Übertragungswort die gesamte Bitfolge eines ersten Informationswertes zu übertragen, aber die Bitfolge eines zweiten Informationswertes aufgeteilt auf mindestens zwei Übertragungsworte zu übertragen.
Unter einem „Übertragungswort" wird erfindungsgemäß allgemein eine Bitgruppe bzw. Bitfolge beliebiger Größe bzw. Breite verstanden. Ein „Übertragungswort" kann verschiedene Informationen umfassen, z. B. ein oder mehrere Bitfolgen, welche ein oder mehrere Nutzdaten darstellen, und/oder ein oder mehrere Prüfsummenbits und/oder ein oder mehrere Steuerbits. „Übertragungsworte" werden zeitlich aufeinanderfolgend, mit einer vorgegebenen Übertragungswiederholungsrate, von einer Stelle zu einer anderen Stelle übertragen.
Bevorzugt wird die Bitfolge des zweiten Informationswertes auf zwei, drei, oder vier Übertragungsworte verteilt, d. h. pro Übertragungswort wird die Hälfte, ein Drittel oder ein Viertel der Bits der Bitfolge übertragen.
Es ist jedoch auch bevorzugt, dass die Bitfolge des zweiten Informationswertes in einzelne Bits zerlegt übertragen wird. Pro Übertragungswort wird also genau ein Bit der Bitfolge des zweiten Informationswertes übertragen. Zur vollständigen Übertragung des zweiten Informationswertes ist dann eine Anzahl von Übertragungsworten notwendig, welche der Bitlänge der Bitfolge des zweiten Informationswertes entspricht. Hierdurch wird eine möglichst starke Verkürzung des Übertragungswortes erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Drucksensoreinheit werden die in aufeinanderfolgenden Übertragungsworten enthaltenen Bits des zweiten Informationswertes in der Empfangs- und/oder Verarbeitungseinheit zu der Bitfolge des zweiten Informationswerts zusammengesetzt.
Ein erfindungsgemäßes Übertragungswort umfasst bevorzugt ein oder mehrere Bits, welche den Anfang oder das Ende einer Übertragung eines zweiten Informationswertes signalisieren. So kann die Bitfolge des zweiten Informationswertes von der Empfangs- und/oder Steuereinheit leicht korrekt zusammengesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei den beiden zu übertragenden Größen um zeitlich veränderliche Größen, wobei die eine Größe zeitlich stärker veränderlich ist als die andere Größe. Die Bitfolge der stärker veränderlichen Größe wird bei jeder Übertragung vollständig übertragen, damit der Wert schnell in der Empfangs- und/oder Verarbeitungseinheit ver fügbar ist und zur Weiterverwendung/-verarbeitung vorliegt. Der Wert der langsamer veränderlichen Größe ist weniger zeitkritisch und kann daher langsamer übertragen werden. Die entsprechende Bitfolge wird daher stückchenweise übertragen, und dann zur vollständigen Bitfolge zusammengesetzt.
Vorzugsweise werden ein Wert einer Druckgröße und ein Wert einer Temperaturgröße gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren übertragen, wobei die Bitfolge des Temperaturwertes auf zwei oder mehr Übertragungsworte aufgeteilt wird. Dies ist besonders relevant für Kraftfahrzeugbremsanlagen, in welchen der Radbremsdruck überwacht wird. Eine Drucksensoreinheit misst den Radbremsdruck, welcher sich durch Fahrerbetätigung und/oder Bremsdruckregelung schnell ändern kann, und für eine elektronische Bremsdruckregelung mit hoher Genauigkeit und möglichst instantan dem Steuergerät bekannt sein sollte.
Bevorzugt ist die Bitfolgenlänge des ersten Informationswertes, welcher mit jedem Übertragungswort übertragen wird, größer als die Bitfolgenlänge des zweiten Informationswertes. Dies ist vorteilhaft, da der erste Informationswert, welcher der wichtigere ist, mit einer höheren Genauigkeit (größere Auflösung) vorliegen soll.
Pro Übertragungswort werden bevorzugt zusätzlich ein oder mehrere Bits übertragen, welche eine Überprüfung des Übertragungswortes und/oder eine Fehlerkorrektur des Übertragungswortes ermöglichen. Somit können Fehler bei der Übertragung erkannt und ggf. korrigiert werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Übertragungskanal, über welchen Übertragungsworte zu der Empfangs- und/oder Verarbeitungseinheit übertragen werden, drahtlos.
Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass bei vorgegebener, d. h. gleich bleibender, Auflösung (d. h. Anzahl der zur Codierung verwendeten Bits) für die jeweiligen Informationswerte ein kürzeres Übertragungswort verwendet werden kann. Dadurch wird, für feste Übertragungswiederholungsrate, die notwendige Bandbreite reduziert. Damit sinken die technischen Anforderungen an den Übertragungskanal und somit können Kosten gespart werden. Z. B. wird so eine drahtlose Übertragung des Übertragungswortes vereinfacht.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung an Hand von Figuren.
Es zeigen schematisch
1 eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer beispielsgemäßen Drucksensoreinheit,
2 eine digitale Übertragung zweier Informationswerte nach dem Stand der Technik, und
3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen digitalen Übertragung.
In 1 ist schematisch eine Kraftfahrzeugbremsanlage 4 mit einer beispielsgemäßen Drucksensoreinheit 1 dargestellt. Der Drucksensor 1 überträgt über einen Übertragungskanal 2 digital Druck- und Temperaturinformationen (p, T) an ein Steuergerät 3, z. B. eine elektronische Regeleinheit (ECU: electronic control unit) oder eine elektronische und hydraulische Regeleinheit (HECU: hydraulic/electronic control unit).
2 zeigt schematisch eine digitale Übertragung zweier Informationswerte, beispielsgemäß eines Druckwertes und eines Temperaturwertes, nach dem Stand der Technik. Beispielsgemäß wird angenommen, dass die notwendige Auflösung für das Drucksignal 10 Bit (Anzahl der Bits n1 = 10) und für das Temperatursignal 8 Bit (Anzahl der Bits n2 = 8) beträgt. Bitfolge X1, welche den aktuellen Druckwert beschreibt, lautet 1001101011. Bitfolge X2, welche den Temperaturwert beschreibt, lautet 00111010. Übertragungswort W', welches von Drucksensoreinheit 1 über Übertragungskanal 2 zu Steuergerät 3 übertragen wird, umfasst neben den beiden Bitfolgen X1 und X2 der Druck- und Temperaturwerte Bitfolge Z' mit einer Anzahl nZ' von Bits, beispielsgemäß beträgt nZ' = 6. Bitfolge Z' enthält Prüf- und/oder Fehlerkorrektur-Bits. Damit besitzt ein Übertragungswort W' (eine Protokollsequenz) eine Länge von nW' Bits, beispielsgemäß beträgt nW' = 24.
Beispielsgemäß überträgt die Übertragungswiederholrate, mit der Übertragungswort W' der ECU 3 mitgeteilt wird, 400 Hz, d. h. sowohl das Drucksignal p als auch das Temperatursignal T werden mit dieser Wiederholrate an die ECU 3 übermittelt.
Das Temperatursignal T benötigt eigentlich keine solch hohe Wiederholrate, da es sich im Vergleich zum Drucksignal p nur schwach mit der Zeit ändert. Aus technischen Gründen erfolgt aber bisher immer eine kombinierte Übertragung aus Druck p und Temperatur T. Die bei der Übertragung benötigte Bandbreite ergibt sich aus der Länge nW' = 24 des Übertragungsworts W' und der Übertragungswiederholrate von 400 Hz, und beträgt somit mindestens 24 Bit mit 400 Hz, d. h. 9600 Bit/s.
In 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen digitalen Übertragung schematisch dargestellt. Die neue Protokollsequenz (Übertragungswort W) umfasst nW = 16 Bit. Es besteht aus n1 = 10 Bit für das Drucksignal p, n3 = 1 Bit für das Temperatursignal T, nS = 1 Bit für ein Start/Stopp-Signal S und nZ = 4 Bit für Prüf- und/oder Fehlerkorrektur-Bits Z. Bei jeder Übertragung des Übertragungsworts W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7 und W8 wird das Drucksignal vollständig mit allen n1 = 10 Bit übertragen. Die Bitfolge X2 des Temperatursignals T wird in aufeinanderfolgenden Übertragungsworten W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7 und W8 in Teilen übertragen. Pro Übertragungswort Wi (i = 1, 2, ..., 8) wird eine Anzahl n3 von Bits, wobei diese Anzahl n3 kleiner ist als die Länge n2 der Bitfolge X2 des Temperatursignals T, übertragen. Beispielsgemäß wird pro Übertragungswort Wi ein Bit (n3 = 1) des Temperatursignals übertragen. Die Bits für das Start/Stopp-Signal S (nS = 1 Bit) und die Prüf- und/oder Fehlerkorrektur-Bits Z (nZ = 4 Bit) werden, wie die Bitfolge X1, bei jedem Übertragungsworten W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7 und W8 vollständig übertragen.
Start/Stopp-Bit S dient zur Markierung des Anfangs bzw. Endes der Temperaturübertragung. Die Bitfolge Z (Zusatzbits) dient zur Fehlerkorrektur (z. B. nZ = 4 Bit). Sie kann kürzer ausfallen als in der Beschreibung zu 2, da weniger Bits des Temperatursignals T im Übertragungswort W enthalten sind.
Somit verkürzt sich die Protokollsequenz auf nW = 16 Bit. Die notwendige Bandbreite beträgt somit 16 Bit mit 400 Hz, d. h. 6400 Bit/s, und ist somit gegenüber dem Fall der vollständigen Übertragung von Bitfolgen X1 und X2 pro Übertragungswort W reduziert. Die Wiederholrate für das Drucksignal p bleibt bei 400 Hz, die Wiederholrate für das Temperatursignal T sinkt auf 50 Hz (bzw. 20 ms). Letzteres ist allerdings nicht nachteilig, da das Temperatursignal T sich zeitlich nur schwach ändert und das Signal von der Kraftfahrzeugbremsanlage 4 nicht mit 400 Hz benötigt wird.
Durch die Reduzierung der Bandbreite sinken die technischen Anforderungen an den Übertragungsweg 2 deutlich. Besonders eine drahtlose Signalübertragung wird damit erheblich vereinfacht.
Erfindungsgemäß wird also mit jedem Übertragungswort W (jeder Protokollsequenz) nur jeweils ein Teil, d. h. ein (oder mehrere) Bit(s), der Bitfolge X2 des Temperatursignals T übertragen. In der ECU 3 wird dann die Bitfolge X2 des Temperatursignals T rekonstruiert. Die Übertragungsbandbreite wird so reduziert.

Claims

Verfahren zur Übertragung von digital codierten Daten in einem Kraftfahrzeug, wobei mindestens ein erster digital codierter Informationswert einer ersten Größe (p), welcher in einer ersten Bitfolge (X1) mit einer ersten vorgegebenen Anzahl (n1) von Bits codiert ist, und mindestens ein zweiter digital codierter Informationswert einer zweiten Größe (T), welcher in einer zweiten Bitfolge (X2) mit einer zweiten vorgegebenen Anzahl (n2) von Bits codiert ist, in einem Übertragungswort (W) mit einer vorgegebenen Übertragungswiederholungsrate über einen Übertragungskanal (2) zu einer Empfangs- und/oder Verarbeitungseinheit (3) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass – in jedem Übertragungswort (W) die erste Bitfolge (X1), welche den ersten Informationswert (p) darstellt, übertragen wird, und – die zweite Bitfolge (X2), welche den zweiten Informationswert (T) darstellt, aufgeteilt auf mindestens zwei Übertragungsworte (W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7, W8) übertragen wird, wobei dabei pro Übertragungswort (W) eine dritte vorgegebene Anzahl (n3) von Bits der zweiten Bitfolge (X2), welche kleiner als die zweite Anzahl (n2) von Bits ist, übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Anzahl (n3) ein ganzzahliger Bruchteil, insbesondere die Hälfte, ein Drittel oder ein Viertel, der zweiten Anzahl (n2) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass pro Übertragungswort (W) nur ein Bit (n3) der zweiten Bitfolge (X2), welche den zweiten Informationswert darstellen, übertragen wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den beiden Größen (p, T), deren Informationswerte übertragen werden, um zeitlich veränderliche Größen handelt, wobei die erste Größe (p) sich zeitlich stärker verändert als die zweite Größe (T).
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit diesem ein Wert (p) einer Druckgröße und ein Wert (T) einer Temperaturgröße übertragen werden, wobei der Wert der Temperaturgröße aufgeteilt auf mindestens zwei Übertragungsworte übertragen wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anzahl (n1) von Bits größer ist als die zweite Anzahl (n2) von Bits.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Übertragungswort (W) zusätzlich ein oder mehrere Bits (nS) übertragen werden, welche einen Anfang oder ein Ende einer Ü bertragung eines zweiten Informationswertes (T) anzeigt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Übertragungswort (W) zusätzlich ein oder mehrere Bits (nZ) übertragen werden, welche eine Überprüfung des Übertragungswortes und/oder eine Fehlerkorrektur des Übertragungswortes ermöglichen.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungskanal (2) drahtlos ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in aufeinanderfolgenden Übertragungsworten (W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7, W8) enthaltenen Bits (n3) des zweiten Informationswertes in der Empfangs- und/oder Verarbeitungseinheit (3) zu der zweiten Bitfolge (X2), welche den zweiten Informationswert (T) darstellt, zusammengesetzt werden.
Drucksensoreinheit (1), insbesondere einer Kraftfahrzeugbremsanlage (4) oder einer Reifendrucküberwachungseinheit, mit einer Übertragungsschnittstelle zur Übertragung von Druck- (p) und Temperaturwerten (T), wobei mindestens ein digital codierter Druckwert, welcher in einer ersten Bitfolge (X1) mit einer ersten vorgegebenen Anzahl von Bits (n1) codiert ist, und mindestens ein digital codierter Temperaturwert, welcher in einer zweiten Bitfolge (X2) mit einer zweiten vorgegebenen Anzahl (n2) von Bits codiert ist, in einem Übertragungswort (W) mit einer vorgegebenen Übertragungswiederholungsrate über einen Übertragungskanal (2) zu einer Empfangs- und/oder Verarbeitungseinheit (3) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass – in jedem Übertragungswort (W) die erste Bitfolge (X1), welche den Druckwert (p) darstellt, übertragen wird, und – die zweite Bitfolge (X2), welche den Temperaturwert (T) darstellt, aufgeteilt auf mindestens zwei Übertragungsworte (W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7, W8) übertragen wird, wobei dabei pro Übertragungswort eine dritte vorgegebene Anzahl (n3) von Bits der zweiten Bitfolge (X2), welche kleiner als die zweite Anzahl (n2) von Bits ist, übertragen wird.
Drucksensoreinheit, insbesondere nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser ein Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 durchgeführt wird.