DE102013206074A1

DE102013206074A1 - Method for managing a vehicle sensor system

Info

Publication number: DE102013206074A1
Application number: DE102013206074.2A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Acker
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-06-26
Also published as: WO2014095376A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeugsensorsystems (10) mit einer ersten Systemkomponente (18) und einer zweiten Systemkomponente (32), umfassend: – Bestimmen einer zum Betrieb des Fahrzeugsensorsystems verfügbaren Betriebsenergie (24), und – Einstellen einer elektrischen Energieaufnahme (24) der zweiten Systemkomponenten (32) gegenüber der ersten Systemkomponente (18) basierend auf der verfügbaren Betriebsenergie (24).The invention relates to a method for managing a vehicle sensor system (10) with a first system component (18) and a second system component (32), comprising: - determining an operating energy (24) available for operating the vehicle sensor system, and - setting an electrical energy consumption (24 ) of the second system components (32) compared to the first system component (18) based on the available operating energy (24).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeugsensorsystems, eine Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeugsensorsystem mit der Steuervorrichtung.The invention relates to a method for managing a vehicle sensor system, a control device for carrying out the method and a vehicle sensor system with the control device.

Aus der US 2004/0150516 A1 ist ein Fahrzeugsensorsystem zur Erfassung einer Raddrehzahl eines Rades an einem Fahrzeug mit einem Energie-Harvester bekannt. Der Energie-Harvester ist eingerichtet, aus einem Magnetfeld eines Encoders zur Erfassung der Raddrehzahl und einer Bewegungsenergie des Rades des Fahrzeuges eine elektrische Energie zu gewinnen. Die gewonnene elektrische Energie wird zur drahtlosen Übertragung der Raddrehzahlen an eine die Raddrehzahlen verwendende Verarbeitungseinrichtung, wie eine Fahrdynamikregelung eingesetzt.From the US 2004/0150516 A1 For example, a vehicle sensor system for detecting a wheel speed of a wheel on a vehicle with an energy harvester is known. The energy harvester is set up to obtain an electrical energy from a magnetic field of an encoder for detecting the wheel speed and a kinetic energy of the wheel of the vehicle. The recovered electrical energy is used for the wireless transmission of the wheel speeds to a wheel speed using processing means, such as a vehicle dynamics control.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung das bekannte Fahrzeugsensorsystem zu verbessern.It is an object of the present invention to improve the known vehicle sensor system.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of the independent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verwalten eines Fahrzeugsensorsystems mit einer ersten Systemkomponente und einer zweiten Systemkomponente die Schritte Bestimmen einer zum Betrieb des Sensorsystems verfügbaren Betriebsenergie und Einstellen einer elektrischen Energieaufnahme der zweiten Systemkomponenten gegenüber der ersten Systemkomponente basierend auf der verfügbaren Betriebsenergie.According to one aspect of the invention, a method of managing a vehicle sensor system having a first system component and a second system component includes the steps of determining an operating energy available to operate the sensor system and adjusting an electrical energy intake of the second system components to the first system component based on the available operating energy.

Die Einstellung der elektrischen Energieaufnahme kann in jeder beliebigen Weise erfolgen. Insbesondere kann die elektrische Energieaufnahme aktiv durch eine Drosselung oder Erhöhung der elektrischen Energie gegenüber der ersten Systemkomponente eingestellt werden, mit der die zweite Systemkomponente versorgt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Energieaufnahme passiv durch eine Änderung eines Betriebsverhaltens der zweiten Systemkomponente beispielsweise durch Überführung der Systemkomponente in einen anderen Betriebsmodus verändert werden, so dass sich der Energieverbrauch der zweiten Systemkomponente gegenüber der ersten Systemkomponente ändert. Unter der Einstellung der elektrischen Energieaufnahme im Rahmen des angegebenen Verfahrens soll damit von einer elektrischen Energieaufnahme der ersten Subkomponente aus betrachteten eine relative Änderung der elektrischen Energieaufnahme der zweiten Subkomponente verstanden werden.The adjustment of the electrical energy intake can be done in any way. In particular, the electrical energy intake can be actively adjusted by throttling or increasing the electrical energy with respect to the first system component, with which the second system component is supplied. Alternatively or additionally, the electrical energy intake can be changed passively by a change in a performance of the second system component, for example, by transferring the system component in another operating mode, so that the energy consumption of the second system component with respect to the first system component changes. Under the setting of the electrical energy consumption in the context of the specified method should thus be understood from an electrical energy consumption of the first subcomponent of a relative change in the electrical energy consumption of the second subcomponent.

Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass es Ziel des eingangs genannte Fahrzeugsensorsystems ist, autonom von einer elektrischen Energiequelle des Fahrzeuges Messdaten an einer beliebigen Stelle des Fahrzeuges zu erfassen und diese an eine übergeordnete Verarbeitungseinrichtung, wie beispielsweise eine Motorsteuerung zu senden. Der Zeitanteil in dem das eingangs genannte autonome Fahrzeugsensorsystem mess- und/oder sendefähig also verfügbar ist, sollte dabei so hoch wie möglich sein, ohne leistungsfähige temporäre Energiespeicher oder Generatoren einzusetzen, die erhöhte Kosten, Bauraum und Gewicht mit sich bringen. The specified method is based on the consideration that the object of the vehicle sensor system mentioned at the outset is to acquire measurement data at any point of the vehicle autonomously from an electrical energy source of the vehicle and to send this to a higher-level processing device, such as a motor control. The proportion of time in which the above-mentioned autonomous vehicle sensor system is thus available for measurement and / or broadcasting should be as high as possible without employing powerful temporary energy stores or generators which entail increased costs, installation space and weight.

Weiterhin liegt dem Verfahren die Überlegung zugrunde, dass das Fahrzeugsensorsystem zur Ausgabe einer bestimmten Menge an Messdaten mit einer bestimmten Qualität eine bestimmte elektrische Mindestenergie verbraucht, die eine notwendige Erfassungsenergie zur Erfassung der Messdaten und eine notwendige Versendungsenergie zur Versendung der Messdaten umfasst. Die von der Qualität der Messdaten abhängige Mindestenergie muss den einzelnen Systemkomponenten in der Summe so zugeführt werden, dass jede einzelne Systemkomponente ihren Betrag zur Ausgabe der Messdaten mit der bestimmten Qualität leisten kann. Eine über diese zur Abgabe der Messdaten notwendige Energieaufnahme einer einzelnen Systemkomponente ist dann nutzlos und stellt Verlustenergie dar. Damit stehen in dem Sensorsystem über die Qualität der Messdaten und über die Verlustenergie der Systemkomponenten zwei Stellschrauben zur Verfügung, die elektrische Energieaufnahme des gesamten Fahrzeugsensorsystems zu senken.Furthermore, the method is based on the consideration that the vehicle sensor system consumes a certain minimum electrical energy for outputting a certain amount of measurement data of a certain quality, which comprises a necessary acquisition energy for acquiring the measurement data and a necessary emission energy for sending the measurement data. The minimum energy dependent on the quality of the measured data must be supplied to the individual system components in such a way that each individual system component can make its contribution to the output of the measured data with the specific quality. A power consumption of a single system component necessary for the delivery of the measured data is then useless and represents loss energy. Thus, two adjustment screws are available in the sensor system on the quality of the measured data and on the energy losses of the system components to reduce the electrical energy consumption of the entire vehicle sensor system.

Im Falle einer begrenzten, dem Fahrzeugsensorsystem zur Verfügung stehenden Betriebsenergie, wie beispielsweise in dem eingangs genannten Fahrzeugsensorsystem zur Erfassung einer Raddrehzahl, können diese beiden Stellschrauben verwendet werden, die Energieaufnahme des Fahrzeugsensorsystems zu senken. Hierbei kann das angegebene Verfahren als grundlegendes Dimensionierungsverfahren verwendet werden, um ein Fahrzeugsensorsystem grundlegend zu energieeffizient wie möglich auszubilden. Alternativ oder zusätzlich kann das angegebene Verfahren aber auch dazu genutzt werden, die temporäre Leistungsaufnahme des Fahrzeugsensorsystems beispielsweise durch Einbußen in der Qualität der abzugebenden Messdaten und damit die mittlere Leistungsaufnahme des Fahrzeugsensorsystems zu senken, wodurch die Bereitstellung der Messdaten im Falle einer sinkenden zur Verfügung stehenden Betriebsenergie über einen längeren Zeitraum, wenn auch mit einer geringeren Qualität gesichert ist.In the case of a limited, the vehicle sensor system available operating energy, such as in the aforementioned vehicle sensor system for detecting a wheel speed, these two screws can be used to reduce the power consumption of the vehicle sensor system. Here, the specified method can be used as a basic sizing method to make a vehicle sensor system fundamentally energy efficient as possible. Alternatively or additionally, however, the specified method can also be used to reduce the temporary power consumption of the vehicle sensor system, for example by reducing the quality of the measurement data to be output and thus the mean power consumption of the vehicle sensor system, thereby providing the measurement data in the event of a sinking available operating energy over a longer period of time, albeit at a lower quality.

Um die zuvor genannten Überlegungen im angegebenen Fahrzeugsensorsystem praktisch umzusetzen, wird vorgeschlagen, die elektrische Energieaufnahme zweier verschiedener Systemkomponenten des Fahrzeugsensorsystems nicht dauerhaft in einem gleichen Verhältnis zueinander durchzuführen, sondern zueinander variabel auszugestalten. Das heißt, dass betrachtet von einer ersten der beiden Systemkomponenten die zweite der beiden Systemkomponenten in ihrer elektrischen Energieaufnahme variabel zur ersten Systemkomponente ausgebildet werden kann, um die oben genannte temporäre Leistungsaufnahme zur Senkung der mittleren Leistungsaufnahme zu applikationsabhängig zu reduzieren. Daher wird im Rahmen des angegebenen Verfahrens die elektrische Energieaufnahme der zweiten Systemkomponenten gegenüber der ersten Systemkomponente basierend auf der verfügbaren Betriebsenergie variabel eingestellt. In order to practically implement the aforementioned considerations in the specified vehicle sensor system, it is proposed that the electrical energy intake of two different system components of the vehicle sensor system is not performed permanently in an equal ratio to one another, but to be configured variably with respect to one another. That is to say, viewed from a first of the two system components, the second of the two system components can be designed to be variably variable in their electrical energy consumption relative to the first system component in order to reduce the above-mentioned temporary power consumption for application of the average power consumption. Therefore, within the scope of the specified method, the electrical energy consumption of the second system components is set variably with respect to the first system component based on the available operating energy.

Die beiden in ihrer elektrischen Energieaufnahme variabel zueinander eingestellten Systemkomponenten können beliebig ausgewählt werden.The two system components which are variably adjusted to one another in terms of their electrical energy intake can be selected as desired.

In einer besonderen Weiterbildung kann das angegebene Verfahren im Rahmen eines Energiemanagements durchgeführt werden, bei dem das Fahrzeugsensorsystem in die zuvor genannten zwei Systemkomponenten getrennt ist, welche dann über einen Algorithmus die zur Verfügung stehende Betriebsenergie optimal verwenden. Unter dem Begriff „Energiemanagement“ soll dabei verstanden werden, dass in dem Fahrzeugsensorsystem, das in der zuvor genannten Weise in zwei oder mehrere Systemkomponenten aufgeteilt ist, zur elektrischen Energieversorgung und damit der elektrischen Energieaufnahme der Subkomponenten eine Aufteilung der verfügbaren Betriebsenergie auf die beiden Subkomponenten in dem Fahrzeugsensorsystem vorgenommen wird. Unter einem Einstellen einer der elektrischen Energieaufnahme einer der Systemkomponenten gegenüber der anderen Systemkomponente basierend auf der verfügbaren Betriebsenergie soll dabei verstanden werden, dass beide Systemkomponenten unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgt werden können, dass also die elektrische Energieaufnahme einer der beiden Systemkomponenten verändert werden kann, während die elektrische Energieaufnahme der anderen Systemkomponente gleich bleibt. Im Rahmen des Energiemanagements können Informationen über den Systemzustand des Fahrzeugsensorsystems erfasst und/oder gespeichert werden, die dann beim Einstellen der elektrischen Energieaufnahme der zweiten Systemkomponenten gegenüber der ersten Systemkomponente basierend auf der verfügbaren Betriebsenergie mit berücksichtigt werden können. unter den Begriff „Algorithmus“ soll dabei ein analoges oder digitales elektrisches System verstanden werden, dass das zuvor beschriebene Energiemanagement ausführen kann. Das Energiemanagement kann beispielsweise als Zustandsmaschine ausgeführt werden. In diesem Fall manifestiert sich der Algorithmus im Speicherinhalt der Zustandsmaschine bzw. in einem ihr zugehörigen Gatternetzwerk, wodurch die Strategie des Energiemanagements festgelegt wird.In a particular development, the specified method can be carried out as part of an energy management, in which the vehicle sensor system is separated into the aforementioned two system components, which then optimally use the operating energy available via an algorithm. The term "energy management" is to be understood that in the vehicle sensor system, which is divided in the aforementioned manner in two or more system components for electrical power supply and thus the electrical energy consumption of the subcomponents, a division of the available operating energy to the two subcomponents in the vehicle sensor system is made. By setting one of the electrical energy consumption of one of the system components compared to the other system component based on the available operating energy is to be understood that both system components can be supplied with electrical energy independently, so that the electrical energy consumption of one of the two system components can be changed while the electrical energy consumption of the other system component remains the same. As part of the energy management, information about the system state of the vehicle sensor system can be detected and / or stored, which can then be taken into account when adjusting the electrical energy consumption of the second system components relative to the first system component based on the available operating energy. The term "algorithm" is intended to mean an analog or digital electrical system that can perform the energy management described above. The energy management can be carried out, for example, as a state machine. In this case, the algorithm manifests itself in the memory content of the state machine or in a gate network associated with it, thereby determining the energy management strategy.

Der Algorithmus kann dabei „anwendungsabhängig“ ausgestaltet werden. Darunter soll eine Anpassung des Betriebs der zweiten Systemkomponente verstanden werden, wenn die elektrische Energieaufnahme der zweiten Systemkomponenten durch den zuvor genannten Algorithmus im Rahmen des Energiemanagements gegenüber der ersten Systemkomponente eingeschränkt wird. Im Rahmen dieser Anpassung können Energiesparmaßnahmen gewählt werden, im Rahmen derer die sich in der oben genannten Reduktion der Qualität der Messdaten niederschlagenden Folgen des Energiemangels in der zweiten Systemkomponente, die mit weniger elektrischer Betriebsenergie versorgt wird, aus Sicht der Anwendung möglichst gering sind.The algorithm can be configured "application-dependent". This is to be understood as an adaptation of the operation of the second system component if the electrical energy consumption of the second system components is limited by the aforementioned algorithm in the context of energy management with respect to the first system component. In the context of this adaptation, energy-saving measures can be selected, within the framework of which the consequences of the lack of energy in the second system component, which are supplied with less electrical operating energy, which are reflected in the abovementioned reduction in the quality of the measured data, are as low as possible from the point of view of the application.

In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird das Fahrzeugsensorsystem aus einem Energie-Harvester und vorzugsweise einem an den Energie-Harvester angeschlossenen temporären Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt. Dabei umfasst das angegebene Verfahren in der angegebenen Weiterbildung die Schritte Bestimmen einer zum Betrieb des Sensorsystems verfügbaren Betriebsenergie basierend auf einer Leistungsabgabe des Energie-Harvesters und vorzugsweise einem Ladezustand des temporären Energiespeichers.In a further development of the specified method, the vehicle sensor system is supplied with electrical energy from an energy harvester and preferably a temporary energy store connected to the energy harvester. In the specified embodiment, the specified method comprises the steps of determining an operating energy available for operation of the sensor system based on a power output of the energy harvester and preferably a state of charge of the temporary energy store.

Unter einem Energie-Harvester soll nachstehend ein Wandler verstanden werden, der eine Energie in einer Umgebung, insbesondere des Fahrzeugsensorsystems, wie beispielsweise eine Bewegungsenergie des Fahrzeuges, aber auch andere Energieformen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen in eine für das Fahrzeugsensorsystem nutzbare elektrische Betriebsenergie wandelt. Die Leistungsabgabe des Energie-Harvesters kann dabei beliebig bestimmt werden und hängt nicht zuletzt auch davon ab, welche Energieform vom Energie-Harvester gewandelt wird. Ist der Energie-Harvester beispielsweise ein Generator, so kann er beispielsweise an einem Rad des Fahrzeuges gleichzeitig als Sensor zur Erfassung Messwertes, also einer Raddrehzahl berücksichtigt werden. Die verfügbare Betriebsenergie kann dann aus der Raddrehzahl und/oder der Spannung des Generators sowie aus diesen zu berechnende Größen, wie z.B. deren Ableitungen nach der Zeit bestimmt werden.An energy harvester is to be understood below to mean a converter which converts energy in an environment, in particular of the vehicle sensor system, such as a kinetic energy of the vehicle, but also other forms of energy such as ambient temperature, vibrations or air currents into an electrical operating energy that can be used by the vehicle sensor system. The power output of the energy harvester can be determined arbitrarily and not least depends on which form of energy is converted by the energy harvester. If the energy harvester is, for example, a generator, then it can be taken into account, for example, on a wheel of the vehicle at the same time as a sensor for detecting the measured value, that is to say a wheel speed. The available operating energy may then be determined from the wheel speed and / or the voltage of the generator as well as variables to be calculated therefrom, e.g. whose derivatives are determined by time.

Zur Versorgung des Fahrzeugsensorsystems kann dabei neben dem Energie-Harvester noch eine weitere Energiequelle zur Verfügung stehen, wodurch eine gewisse Ausfallsicherheit erreicht wird. Temporäre Ausfälle in der elektrischen Energieversorgung durch den Energie-Harvester können auf diese Weise zumindest zeitweise überbrückt werden. Hierzu kann auch eine Vorrichtung zum Aufladen eines temporären Energiespeichers vorhanden sein, der eine überschüssige elektrische Energie aus dem Energie-Harvester zwischenspeichert und diese dann im Falle eines Ausfalls des Energie-Harvesters an das Fahrzeugsensorsystem abgibt.In addition to the energy harvester, another energy source can be available for supplying the vehicle sensor system. whereby a certain reliability is achieved. Temporary failures in the electrical energy supply by the energy harvester can be bridged in this way, at least temporarily. For this purpose, a device for charging a temporary energy storage may be present, which temporarily stores an excess of electrical energy from the energy harvester and then emits them to the vehicle sensor system in the event of a failure of the energy harvester.

In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens ist die zweite Systemkomponente eine Datenübertragungseinrichtung zum Senden von Botschaften mit Daten, insbesondere Messdaten, aus der ersten Systemkomponente. Die Botschaften können dabei insbesondere drahtlos übertragen werden, wodurch ein Verkabelungsaufwand in einem Fahrzeug mit dem Fahrzeugsensorsystem reduziert werden kann, weil weder eine externe Energieversorgung durch den Energie-Harvester, noch eine kabelgebundene Datenanbindung durch die drahtlose Übertragung notwendig ist.In a particular embodiment of the specified method, the second system component is a data transmission device for transmitting messages with data, in particular measured data, from the first system component. The messages can be transmitted in particular wirelessly, whereby a cabling effort in a vehicle with the vehicle sensor system can be reduced because neither an external power supply by the energy harvester, nor a wired data connection through the wireless transmission is necessary.

Um die oben genannte Energieaufnahme des Fahrzeugsensorsystems zu senken kann diese Datenübertragungseinrichtung anwendungsabhängig ein- und ausgeschaltet werden, da sie insbesondere in drahtlosen Übertragungsanwendungen eine sehr hohe Leistungsaufnahme aufweist und so die zur Verfügung stehende elektrische Betriebsenergie rasch aufbrauchen kann. Versorgt das Fahrzeugsensorsystem beispielsweise ein Reifendruckkontrollsystem, könnte als erste Systemkomponente eine Messkomponente zur Erfassung des Reifendrucks dauerhaft betrieben werden, während die Datenübertragungskomponente, im Rahmen derer der erfasste Reifendruck als Messdaten in der Botschaft an das Reifendruckkontrollsystem übertragen wird, nur für kurze Zeit in relativ langen Zeitabständen von beispielsweise 30s oder länger eingeschaltet wird. Obgleich die Leistungsaufnahme der Datenübertragungskomponente und der Messkomponente während ihres Betriebs gleich bleibt, sinkt die mittlere Leistungsaufnahme um mehrere Zehnerpotenzen, wodurch das Gesamtsystem mehrere Jahre aus einem vergleichsweise schwachen elektrischen Energiespeicher, wie einer Knopfzelle versorgt werden kann. Ein kostenintensiver Energie-Harvester, der zudem Bauraum verwendet und im Vergleich zu einer Batterie keine hohe Ausfallsicherheit aufweist, wäre hier noch nicht einmal notwendig.In order to reduce the above-mentioned energy consumption of the vehicle sensor system, this data transmission device can be switched on and off depending on the application, since it has a very high power consumption, in particular in wireless transmission applications, and can thus quickly exhaust the available electrical operating energy. For example, if the vehicle sensor system supplies a tire pressure monitoring system, the first system component could be a measurement component for detecting the tire pressure while the data transmission component, within which the detected tire pressure as measurement data in the message is transmitted to the tire pressure monitoring system, only for a short time at relatively long intervals is turned on, for example, for 30s or longer. Although the power consumption of the data transmission component and the measurement component remains the same during its operation, the average power consumption decreases by several orders of magnitude, whereby the entire system can be supplied for several years from a comparatively weak electrical energy storage, such as a button cell. A costly energy harvester, which also uses space and compared to a battery does not have high reliability, would not even necessary here.

In einer anderen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Einstellen der elektrischen Energieaufnahme der Datenübertragungseinrichtung gegenüber der ersten Systemkomponente basierend auf einer Prognose, ob die verfügbare Betriebsenergie neben der elektrischen Energieaufnahme der ersten Systemkomponente ausreicht, eine Botschaft vollständig zu versenden. Hierzu könnte die elektrische Datenübertragungseinrichtung beispielsweise zeitweise abgeschaltet werden, wobei eine Strategie verfolgt wird, mit der unter Berücksichtigung der aktuell zur Verfügung stehenden Betriebsenergie durch Berechnung der Prognose bestimmt wird, ob das aktuelle Energieangebot ausreicht, eine fällige Botschaft mit dem Messdaten komplett zu versenden, ohne dass der Sender durch Energiemangel mitten in der Sendung ausfällt. Das heißt, dass der eingangs genannte Algorithmus auch anwendungsunabhängig ausführbar wäre, weil keine Anwendung bekannt ist, in der die Versendung unvollständiger und daher nicht dekodierbarer oder prüfbarer Botschaften sinnvoll ist. Statt die Datenübertragungseinrichtung abzuschalten könnte die Einstellung der elektrischen Energieaufnahme der Datenübertragungseinrichtung gegenüber der ersten Systemkomponente jedoch auch die elektrische Energieaufnahme der Datenübertragungseinrichtung gesenkt und damit beispielsweise das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Botschaften gesenkt werden, was dann zu einer entsprechend höheren Fehlerrate bei der Übertragung der Botschaften und somit zu einer schlechteren Qualität der Messdaten in der Endanwendung führen würde.In another refinement, the specified method comprises the step of adjusting the electrical energy consumption of the data transmission device relative to the first system component based on a prognosis as to whether the available operating energy in addition to the electrical energy consumption of the first system component is sufficient to completely send a message. For this purpose, the electrical data transmission device could be switched off, for example, temporarily, whereby a strategy is determined by taking into account the currently available operating energy by calculating the forecast, if the current energy supply is sufficient to send a mature message with the measurement data completely, without that the transmitter fails due to lack of energy in the middle of the program. This means that the algorithm mentioned at the outset could also be executed independently of application, since no application is known in which the sending of incomplete and therefore non-decodable or testable messages makes sense. Instead of switching off the data transmission device, the adjustment of the electrical energy consumption of the data transmission device compared to the first system component but also the electrical energy consumption of the data transmission device could be lowered and thus, for example, the signal-to-noise ratio of the messages are reduced, which then leads to a correspondingly higher error rate during transmission messages and thus lead to a poorer quality of the measurement data in the end-use application.

In einer noch anderen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Senden der Botschaften in regelmäßigen Abständen mit einer Frequenz, die von der verfügbaren Betriebsenergie abhängig ist. Im Falle eines Einsatzes eines Energie-Harvesters könnte auch der oben genannte anwendungsabhängige Algorithmus im Rahmen des Energiemanagements angepasst werden. Hier könnte die Frequenz, mit der die Botschaften gesendet werden, beispielsweise an die Geschwindigkeit und/oder Spannung eines Generators des Energie-Harvesters, an eine Spannung eines oben genannten temporären Energiespeichers, an andere Messgrößen, aus denen sich der Ladezustand des temporären Energiespeichers ergibt, an eine Änderungsrate der zuvor genannten Größen des Energie-Harvesters und/oder des temporären Energiespeichers, aus denen sich bei negativer Tendenz die Restbetriebszeit und/oder die verbleibende Anzahl an versendbaren Botschaften bis zum Stillstand extrapolieren lässt und/oder an eine verstrichene Zeit angepasst werden, die seit dem letzten Betrieb der Datenübertragungseinrichtung verstrichen ist. Im Falle einer Fahrdynamikregelung könnten die Messdaten in Form von Raddrehzahlen in einem erhöhten zeitlichen Abstand voneinander versendet werden. Bei geringen Raddrehzahlen und damit bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann davon ausgegangen werden, dass die notwendige Rate zur Aktualisierung der Messwerte der Raddrehzahlen nicht so hoch sein muss wie bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten. Die Botschaften mit den Raddrehzahlen könnten besonders bevorzugt im Rahmen des angegebenen Verfahrens auch in konstanten Fahrstreckenabständen anstelle konstanter zeitlicher Abstände gesendet werden.In yet another embodiment, the specified method includes the step of sending the messages at regular intervals with a frequency that depends on the available operating power. If an energy harvester is used, the above-mentioned application-dependent algorithm could also be adapted as part of the energy management. Here, the frequency with which the messages are sent, for example, to the speed and / or voltage of a generator of the energy harvester, to a voltage of a temporary energy storage above, to other measures, which results in the state of charge of the temporary energy storage, to a rate of change of the aforementioned quantities of the energy harvester and / or the temporary energy store, from which the remaining operating time and / or the remaining number of dispatchable messages can be extrapolated to a standstill and / or adjusted to an elapsed time, if the tendency is negative, which has elapsed since the last operation of the data transmission device. In the case of a vehicle dynamics control, the measurement data could be sent in the form of wheel speeds at an increased time interval from each other. At low wheel speeds and thus at low vehicle speeds, it can be assumed that the necessary rate for updating the measured values of the wheel speeds does not have to be as high as for high vehicle speeds. The messages with the wheel speeds could be particularly preferred in the context of the specified method in constant distance distances are transmitted instead of constant time intervals.

In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens umfasst die von der verfügbaren Betriebsenergie abhängige die Frequenz ein Minimum von größer Null. Auf diese Weise kann ein Empfänger der Botschaften mit den Messdaten bei Erreichen dieses Minimums darauf schließen, dass keine Betriebsenergie zur Versorgung des Fahrzeugsensorsystems mehr zur Verfügung steht, und dass beispielsweise im Falle eines Raddrehzahlsensors als Fahrzeugsensorsystem das Fahrzeug zu Stillstand gekommen ist. Mit der Strategie des Energiemanagements, mit einer minimalen Frequenz Botschaften zu senden, kann dem Empfänger beispielsweise auch bei Stillstand signalisiert werden, dass der Kommunikationskanal aktiv und funktionsfähig ist. In a particular development of the specified method, the frequency dependent on the available operating energy comprises a minimum of greater than zero. In this way, a receiver of the messages with the measured data on reaching this minimum can conclude that no operating energy is available for the supply of the vehicle sensor system, and that, for example, in the case of a wheel speed sensor as a vehicle sensor system, the vehicle has come to a standstill. With the strategy of the energy management to send messages with a minimum frequency, the receiver can be signaled, for example, even at a standstill that the communication channel is active and functional.

In einer alternativen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Anpassen eines Inhalts der zu versendenden Botschaft zum Einstellen der elektrischen Energieaufnahme der Datenübertragungseinrichtung gegenüber der ersten Systemkomponente. Dazu können insbesondere die Nutzdaten der Botschaften angepasst werden, die in einem Raddrehzahlsensor als Fahrzeugsensorsystem aus einer Teilmenge folgender Elemente bestehen können Identifikation des Sensorsystems, Zeitstempel der Messung, Wegstrecke, Geschwindigkeit, Statusinformationen wie Stillstand oder Selbsttestergebnis. Durch den Verzicht auf die Übertragung aller Informationen in jeder Botschaft kann ebenfalls eine Einsparung von Energie erreicht werden. Aus den vorhandenen Informationen kann je nach Zustand auf die fehlenden geschlossen werden. Zum Beispiel können Zeitstempel und/oder Wegstrecke auch zur Identifikation verwendet werden, jedoch nicht dauerhaft, und die Wegstrecke muss im Stillstand nicht übertragen werden. Insbesondere reicht es bei Stillstand aus, die Identifikation sicherzustellen.In an alternative development, the specified method comprises the step of adapting a content of the message to be sent for adjusting the electrical energy consumption of the data transmission device with respect to the first system component. For this purpose, in particular the payload of the messages can be adapted, which can consist of a subset of the following elements in a wheel speed sensor as Fahrzeugensorsystem identification of the sensor system, time stamp of the measurement, distance, speed, status information such as standstill or self-test result. By eliminating the transmission of all information in each message, energy savings can also be achieved. From the available information can be closed depending on the state of the missing. For example, timestamp and / or path can also be used for identification, but not permanently, and the path does not need to be transmitted at standstill. In particular, it is sufficient at standstill to ensure identification.

In einer noch anderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens umfasst die erste Systemkomponente einen Messaufnehmer basierend auf einem differenziellen Messprinzip, insbesondere einen Wegmessaufnehmer. Ein derartiger differenzieller Wegmessaufnehmer kann beispielsweise Teil eines Raddrehzahlsensors, Teil eines Odometriesensors oder Teil eines Höhenstandssensors sein. Unter der Voraussetzung, dass das Fahrzeugsensorsystem als Messdaten die Frequenz eines Generators zur Messung der Drehzahl bestimmt, würde die entsprechende messtechnische Systemkomponente des Fahrzeugsensorsystems selbst keine Energie aus einer anderen Energiequelle benötigen, sondern wäre selbst eine Energiequelle. Für die Erfassung der Messdaten wäre dabei nur ein Komparator notwendig, der z.B. die Nulldurchgänge der Wechselspannung erfasst, die vom Generator erzeugt wird. Zur Bestimmung der Wegstrecke ist nur noch ein Zähler für die Nulldurchgänge erforderlich. Beide Schaltungen lassen sich mit so geringer Leistungsaufnahme betreiben, dass ebenfalls ein unterbrechungsfreier Betrieb über Jahre mit Versorgung aus einer Batterie im Format einer Knopfzelle in Betracht kommt. Selbstverständlich ist auch die Verwendung eines separaten Sensorelements für die Drehzahl möglich, die Verwendung des Generators als Sensor kann aber als besonders vorteilhaft gelten.In yet another development of the specified method, the first system component comprises a sensor based on a differential measuring principle, in particular a Wegmessaufnehmer. Such a differential Wegmessaufnehmer may for example be part of a wheel speed sensor, part of an odometry sensor or part of a level sensor. Assuming that the vehicle sensor system determines the frequency of a generator for measuring the rotational speed as measured data, the corresponding metrological system component of the vehicle sensor system itself would not require energy from another energy source, but would itself be an energy source. For the acquisition of the measurement data, only one comparator would be necessary, e.g. detects the zero crossings of the AC voltage generated by the generator. To determine the distance is only a counter for the zero crossings required. Both circuits can be operated with such low power consumption that an uninterrupted operation over years with supply from a battery in the format of a button cell is also possible. Of course, the use of a separate sensor element for the speed is possible, but the use of the generator as a sensor can be considered particularly advantageous.

In einer besonderen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Erfassen eines Schwellwertes zum Einschalten des Sensorsystems als einen ersten absoluten Messwert für das differenzielle Messprinzip. Auf diese Weise kann sich beispielsweise in einem Raddrehzahlsensor die erste Botschaft, die bei Erhöhung der Drehzahl aufgrund eines steigenden Energieangebots gesendet werden kann, bereits auf eine Messung stützen, die eine Geschwindigkeitsinformation in der Botschaft ermöglicht. Für die Messung der Geschwindigkeit sind schließlich zwei Stützstellen notwendig, bei denen Wegstrecken- und Zeitdifferenzen zu ermitteln sind, weshalb die erste Messung nach dem Starten des messtechnischen Teils des Systems eine solche Information nicht bereitstellen kann.In a particular development, the specified method comprises the step of detecting a threshold value for switching on the sensor system as a first absolute measured value for the differential measuring principle. In this way, for example, in a wheel speed sensor, the first message, which can be sent as the speed increases due to an increase in energy, may already be based on a measurement that allows speed information in the message. For the measurement of the speed finally two interpolation points are necessary, in which distance and time differences are to be determined, which is why the first measurement after starting the metrological part of the system can not provide such information.

In zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens ist der Betrieb des Messaufnehmers unabhängig von der zweiten Systemkomponente. Auf diese Weise könnte beispielsweise im Rahmen eines Raddrehzahlsensors eine Stillstandserkennung umgesetzt werden, für die eine durchgehende Versorgung der messtechnischen Systemkomponente des Fahrzeugsensorsystems vorteilhaft wäre. Weiterhin ist mit dem dauerhaft aktiven Fahrzeugsensorsystems sichergestellt, dass die gemessene Gesamtfahrstrecke korrekt ermittelt wird und für Zeiten ohne eine Übermittlung von Botschaften mit Messdaten zumindest eine mittlere Geschwindigkeit ermittelt werden kann.In an additional development of the specified method, the operation of the sensor is independent of the second system component. In this way, for example, in the context of a wheel speed sensor, a standstill detection could be implemented, for which a continuous supply of the metrological system component of the vehicle sensor system would be advantageous. Furthermore, it is ensured with the permanently active vehicle sensor system that the measured total travel distance is determined correctly and at least one average speed can be determined for times without a transmission of messages with measured data.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Speichern der Messwerte aus dem Messaufnehmer. Auf diese Weise könnten selbst wenn die Datenübertragungseinrichtung aufgrund eines Energiemangels abgeschaltet wird, weiterhin Messgrößen vor Ort berechnet und verarbeitet werden, die dann nachträglich beispielsweise als integrierte Messgröße wie eine Gesamtstrecke an den Empfänger übertragen werden können, wenn wieder mehr Betriebsenergie zur Verfügung steht.In a particularly preferred development, the specified method comprises the step of storing the measured values from the sensor. In this way, even if the data transmission device is switched off due to a lack of energy, measured variables continue to be calculated and processed on site, which can then be subsequently transmitted, for example, as an integrated measure such as a total distance to the receiver when more operating energy is available again.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung eingerichtet, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.According to a further aspect of the invention, a control device is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.

In einer Weiterbildung der angegebenen Steuervorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist. In a development of the specified control device, the specified device has a memory and a processor. The specified method is stored in the form of a computer program in the memory and the processor is provided for carrying out the method when the computer program is loaded from the memory into the processor.

In einer anderen Weiterbildung der angegebenen Steuervorrichtung ist die Steuervorrichtung als Mikrocontroller mit einer Leistungsaufnahme von weniger als 50 Mikrowatt ausgebildet. Hierzu könnte der Mikrocontroller mit einer sehr geringen Betriebsfrequenz betrieben werden, was möglich ist, weil die Vorgänge, auf die sich das Energiemanagement bezieht, nicht sehr schnell ablaufen. Alternativ könnte der Mikrocontroller nur Intervallweise eingeschaltet sein, dann mit entsprechend höherer Taktfrequenz. Auf diese Weise lassen sich die oben genannten geringen Leistungsaufnahmen mit dem Mikrocontroller erreichen. Auf diese Weise kann gerade das oben erwähnte Reifendrucküberwachungssystem mit einer Batterie im Format einer Knopfzelle über Jahre ohne Betriebsunterbrechung betrieben werden.In another development of the specified control device, the control device is designed as a microcontroller with a power consumption of less than 50 microwatts. For this purpose, the microcontroller could be operated at a very low operating frequency, which is possible because the processes to which the energy management refers, do not run very fast. Alternatively, the microcontroller could only be switched on at intervals, then with a correspondingly higher clock frequency. In this way, the above-mentioned low power consumption can be achieved with the microcontroller. In this way, it is precisely the above-mentioned tire pressure monitoring system with a battery in the format of a button cell that can be operated for years without interruption of operation.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.According to a further aspect of the invention, a computer program comprises program code means for performing all the steps of one of the specified methods when the computer program is executed on a computer or one of the specified devices.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.According to another aspect of the invention, a computer program product includes program code stored on a computer-readable medium and, when executed on a data processing device, performs one of the specified methods.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeugsensorsystem zum Ausgeben eines Messwertes in einem Fahrzeug eine Messkomponente zum Erfassen eines Messwertes einer physikalischen Größe in dem Fahrzeug, eine Sendekomponente zum Aussenden des erfassten Messwertes, insbesondere drahtlos, einen Harvester, der eingerichtet ist, wenigstens die Sendekomponente mit einer aus einer Umgebungsenergiequelle gewandelten elektrischen Energie zu versorgen und eine angegebene Steuervorrichtung zum Verwalten der Messkomponente und der Steuerkomponente.According to a further aspect of the invention, a vehicle sensor system for outputting a measured value in a vehicle comprises a measuring component for detecting a measured value of a physical quantity in the vehicle, a transmitting component for transmitting the detected measured value, in particular wireless, a harvester that is set up, at least the transmitting component with a converted from an ambient energy source electrical energy and a specified control device for managing the measuring component and the control component.

In einer Weiterbildung umfasst das angegebene Sensorsystem eine Batterie zur elektrischen Energieversorgung wenigstens der Steuervorrichtung und vorzugsweise der Messkomponente. Die Verwendung einer Batterie, die im Gegensatz zum temporären Energiespeicher nicht aufladbar sein kann, ist eine vorteilhafte Ergänzung zu den Energiequellen Generator und temporärer Energiespeicher des Energie-Harvesters. Zwar ist die in einer kleinen Batterie, z.B. einer Knopfzelle, speicherbare Energie gering gegenüber dem gesamten Energiebedarf des angegebenen Sensorsystems beispielsweise zur Drehzahlmessung über die Fahrzeuglebensdauer gering, die Verwendung einer permanenten, unabhängig von der Drehzahl und dem Ladezustand des temporären Energiespeichers zur Verfügung stehenden Quelle ermöglicht jedoch einen kontinuierlichem Betrieb einzelner Bestandteile des angegebenen Sensorsystems, insbesondere des Energiemanagements. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug ein angegebenes Sensorsystem.In a development, the specified sensor system comprises a battery for the electrical power supply of at least the control device and preferably the measuring component. The use of a battery, which in contrast to the temporary energy storage can not be recharged, is an advantageous addition to the energy sources generator and temporary energy storage of the energy harvester. Although in a small battery, e.g. However, the use of a permanent, regardless of the speed and the state of charge of the temporary energy storage available source allows continuous operation of individual components of the specified sensor system , in particular of energy management. In accordance with another aspect of the invention, a vehicle includes a specified sensor system.

In einer Weitebildung umfasst das angegebene Fahrzeug eine Fahrdynamikregelung, die von einem angegebenen Sensorsystem mit Fahrdynamikdaten als Messwerte zu ihrem Betrieb versorgt wird.In a development, the specified vehicle comprises a vehicle dynamics control, which is supplied by a specified sensor system with vehicle dynamics data as measured values for its operation.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings, in which:

1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, 1 a top view of a vehicle,

2 eine Prinzipdarstellung eines Raddrehzahlsensors in dem Fahrzeug, 2 a schematic diagram of a wheel speed sensor in the vehicle,

3 ein qualitatives Diagramm mit Spannungswerte und Frequenzwerten, die einer Geschwindigkeit des Rades des Fahrzeuges aus 1 gegenübergestellt sind. 3 a qualitative diagram with voltage values and frequency values corresponding to a speed of the wheel of the vehicle 1 are faced.

4 ein qualitatives Diagramm eine Vorgabe der Frequenzwerte aus 3 basierend auf einer verfügbaren Energie, und 4 a qualitative diagram a specification of the frequency values 3 based on available energy, and

5 ein Flussdiagram für einen Algorithmus, der in einer Energiemanagementeinrichtung 28 des Raddrehzahlsensors der 2 ausgeführt werden kann, zeigen. 5 a flowchart for an algorithm used in an energy management device 28 of the wheel speed sensor 2 can be executed show.

In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.

Es wird auf 1 Bezug genommen, eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 2 zeigt.It will open 1 With reference, a plan view of a vehicle 2 shows.

Das Fahrzeug 2 weist ein Chassis 4 auf, das in einer an sich bekannten Weise auf einer nicht näher gezeigten Straße von Rädern 6 getragen wird. The vehicle 2 has a chassis 4 on, in a known manner on a not-shown road of wheels 6 will be carried.

An jedem Rad 6 ist in der vorliegenden Ausführung ein Raddrehzahlsensor 10 angeordnet, der eine in 2 gezeigte Raddrehzahl 12 am Ort des jeweiligen Rades 6 misst und diese an eine Fahrdynamikregelung 14 ausgibt. Alternativ kann der Raddrehzahlsensor 10 als Reifendrucksensor ausgebildet sein, der statt der Raddrehzahl 12 einen Reifendruck an ein Reifendruckkontrollsystem statt der Fahrdynamikregelung 14 ausgibt. At every wheel 6 is a wheel speed sensor in the present embodiment 10 arranged, one in 2 shown wheel speed 12 at the place of the respective wheel 6 measures and this to a vehicle dynamics control 14 outputs. Alternatively, the wheel speed sensor 10 be designed as a tire pressure sensor, instead of the wheel speed 12 a tire pressure to a tire pressure monitoring system instead of the vehicle dynamics control 14 outputs.

Die Fahrdynamikregelung 14 empfängt die Raddrehzahlen 12 aus den Raddrehzahlsensoren 10 neben anderen an sich bekannten Fahrdynamikdaten als Istwerte. In einer dem Fachmann bekannten Weise kann die Fahrdynamikregelung 14 die empfangene Fahrdynamik einer gewünschten Fahrdynamik, wie beispielsweise einer Solltrajektorie, gegenüberstellen. Tritt eine Differenz zwischen der gewünschten Fahrdynamik und der empfangenen Fahrdynamik auf, kann die Steuervorrichtung 14 das Fahrzeug 2 mittels Stelleingriffen über Stellglieder wie beispielsweise nicht weiter gezeigte Bremsen auf die gewünschte Fahrdynamik zurückführen.The driving dynamics control 14 receives the wheel speeds 12 from the wheel speed sensors 10 among other known driving dynamics data as actual values. In a manner known to the expert, the vehicle dynamics control 14 the received driving dynamics of a desired driving dynamics, such as a desired trajectory, face. If there is a difference between the desired driving dynamics and the received driving dynamics, the control device can 14 the vehicle 2 attributable to the desired driving dynamics by means of control actions on actuators such as not shown brakes.

Es wird auf 2 Bezug genommen, die eine Prinzipdarstellung eines der Raddrehzahlsensoren 10 zeigt, der die Raddrehzahl 12 als drahtlos übertragenes Signal an die Fahrdynamikregelung 14 abgibt.It will open 2 Reference is made, which is a schematic diagram of one of the wheel speed sensors 10 shows the wheel speed 12 as wirelessly transmitted signal to the vehicle dynamics control 14 emits.

Zur Erfassung der Raddrehzahl 12 ist drehfest zum Rad 6 in einer an sich bekanntenn Weise ein Encoder 16 angeordnet, der beispielsweise magnetisch sein kann. Ein Messaufnehmer 18 beispielsweise in Form eines an sich bekannten Hallsensors oder eines an sich bekannten AMR-Sensors gibt eine von der Stellung des Encoders 16 und damit der Stellung des Rades 6 abhängige Messspannung 20 aus. In der vorliegenden Ausführung wird diese Messspannung 20 einerseits in einer Auswerteeinrichtung 30 zur Bestimmung der Raddrehzahl 12 und zum anderen zur elektrischen Energieversorgung des Raddrehzahlsensors 10 verwendet. For detecting the wheel speed 12 is non-rotatable to the wheel 6 an encoder in a manner known per se 16 arranged, which may be magnetic, for example. A sensor 18 For example, in the form of a known Hall sensor or a known AMR sensor is one of the position of the encoder 16 and thus the position of the wheel 6 dependent measuring voltage 20 out. In the present embodiment, this measurement voltage becomes 20 on the one hand in an evaluation device 30 for determining the wheel speed 12 and on the other to the electrical power supply of the wheel speed sensor 10 used.

Zur elektrischen Energieversorgung weist der Raddrehzahlsensor 10 einen temporären Energiespeicher 22 auf, der in einer an sich bekannten Weise eine elektrische Energie 24 aus dem Spannungssignal 20 zwischenspeichert mit der in einer der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Weise die einzelnen Elemente des Raddrehzahlsensor 10 versorgt werden können.For electrical power supply, the wheel speed sensor 10 a temporary energy storage 22 on, in a manner known per se, an electrical energy 24 from the voltage signal 20 temporarily stores the individual elements of the wheel speed sensor with the manner not shown in any way for the sake of clarity 10 can be supplied.

Eine Auswerteeinrichtung 30 in der Signalverarbeitungseinrichtung 26 empfängt in einer an sich bekannten Weise die Messspannung 20, berechnet daraus basierend die Raddrehzahl 12 des Rades 6 und gibt sie an eine drahtlose Übertragungseinrichtung 32 aus, die die Raddrehzahl 12 dann mit einem bekannten, applikationsabhängig zu wählenden drahtlosen Übertragungsverfahren an die Fahrdynamikregelung 14 übertragen kann. Die Auswerteeinrichtung 30 kann die Raddrehzahl 12 ferner in einem Speicher, wie beispielsweise einem Integrator 34 hinterlegen, aus dem sich dann eine Gesamtfahrstrecke 36 des Rades 6 auslesen lässt, die dann beispielsweise ebenfalls über die drahtlose Übertragungseinrichtung 32 an die Fahrdynamikregelung 14 drahtlos übertragen werden kann.An evaluation device 30 in the signal processing device 26 receives the measurement voltage in a manner known per se 20 , calculates based on the wheel speed 12 of the wheel 6 and gives it to a wireless transmitter 32 off, the wheel speed 12 then with a known, application-dependent to be selected wireless transmission method to the vehicle dynamics control 14 can transfer. The evaluation device 30 can the wheel speed 12 further in a memory such as an integrator 34 deposit, from which then a total distance 36 of the wheel 6 read, then for example also via the wireless transmission device 32 to the vehicle dynamics control 14 can be transmitted wirelessly.

In der vorliegenden Ausführung ist eine Energiemanagementeinrichtung 28 dazu ausgebildet, die oben genannte drahtlose Übertragung zu beeinflussen. Dazu analysiert die Energiemanagementeinrichtung 28 die im temporären Energiespeicher 22 gespeicherte und damit zur Verfügung stehende elektrische Energie 24. Unterschreitet die zur Verfügung stehende elektrische Energie 24 eine vorbestimmte Schwelle, die sich beispielsweise danach richten kann, ob eine Botschaft mit einer aktuell zu übermittelnden Raddrehzahl 12 vollständig zur Fahrdynamikregelung 14 übertragen werden kann, dann schaltet die Energiemanagementeinrichtung 28 die drahtlose Übertragungseinrichtung 32 ab, um Energie im Raddrehzahlsensor 10 zu sparen. Die Energiemanagementeinrichtung 28 unterbricht damit die elektrische Energieversorgung der Datenübertragungseinrichtung 32. Alternativ kann die Energiemanagementeinrichtung 28 in einer nicht weiter dargestellten Weise auch nur die Übertragung der Gesamtfahrstrecke 36 des Rades 6 unterbrechen, damit das zu übertragende Datenaufkommen sinkt und so weniger elektrische Energie 24 durch den Raddrehzahlsensor 10 verbraucht wird.In the present embodiment, an energy management device 28 designed to influence the above wireless transmission. The energy management facility analyzes this 28 in the temporary energy storage 22 stored and thus available electrical energy 24 , Below the available electrical energy 24 a predetermined threshold, which may depend, for example, on whether a message has a wheel speed currently to be transmitted 12 completely for vehicle dynamics control 14 can be transmitted, then the energy management device switches 28 the wireless transmission device 32 down to energy in the wheel speed sensor 10 to save. The energy management device 28 thus interrupts the electrical power supply of the data transmission device 32 , Alternatively, the energy management device 28 in a manner not shown, only the transmission of the total distance 36 of the wheel 6 interrupt, so that the data to be transmitted decreases and so less electrical energy 24 through the wheel speed sensor 10 is consumed.

Der Betrieb der Energiemanagementeinrichtung 28 und optional der Auswerteeinrichtung 30 kann durch eine Hilfsenergiequelle 38, wie beispielsweise eine Batterie sichergestellt werden.The operation of the energy management device 28 and optionally the evaluation device 30 can by an auxiliary power source 38 How to ensure a battery.

Der Betrieb der Energiemanagementeinrichtung 28 wird nachstehend anhand der 3 bis 5 näher beschrieben.The operation of the energy management device 28 will be described below on the basis of 3 to 5 described in more detail.

Dabei zeigt 3 qualitativ ein Diagramm, in dem Spannungswerte 42, die die gleichgerichtete und geglättete Messpannung 20 darstellen, und eine Sollfrequenz 44, mit der die Raddrehzahlen 12 in Form von Botschaften drahtlos an die Fahrdynamikregelung 14 gesendet werden sollen, einer Geschwindigkeit 46 des Rades 6 gegenübergestellt sind. Das in 3 gezeigte Diagramm kann in der Energiemanagementeinrichtung 28 als Kennlinie verwendet werden, um die Frequenz 44 der Übertragung der Raddrehzahlen 12 einzustellen.It shows 3 qualitatively a diagram in which voltage values 42 that the rectified and smoothed measuring voltage 20 represent, and a target frequency 44 with which the wheel speeds 12 in the form of messages wirelessly to the vehicle dynamics control 14 to be sent at a speed 46 of the wheel 6 are faced. This in 3 Diagram shown may be in the energy management device 28 used as a characteristic to the frequency 44 the transmission of wheel speeds 12 adjust.

Wie in 3 zu sehen, sind die Spannungswerte 42 unterhalb einer bestimmten Spannungsschwellgeschwindigkeit 48 null. Dies liegt daran, dass die Messspannung 20 erst einen bestimmten Schwellwert überschreiten muss, bevor sie technisch in eine Gleichspannung gewandelt werden. Darüber steigen die Spannungswerte 42 annähernd linear mit der Geschwindigkeit 46. As in 3 to see are the voltage values 42 below a certain voltage threshold speed 48 zero. This is because the measurement voltage 20 only a certain one Threshold must be exceeded before they are technically converted to a DC voltage. Above this the voltage values increase 42 approximately linear with the speed 46 ,

Die Sollfrequenz 44, auch Häufigkeit genannt, steigt wenn genug Energie vorhanden ist abschnittsweise linear mit der Geschwindigkeit 46 an. Unterhalb einer bestimmten Frequenzschwellgeschwindigkeit 50 wird sie bei einer Minimalfrequenz 47 konstant gehalten, damit die Fahrdynamikregelung 14 nicht auf zu alte Raddrehzahlen 12 zurückgreifen muss und die Fahrdynamikregelung 14 sich selbst testen kann. Oberhalb einer Frequenzschwellgeschwindigkeit 52 wird die Sollfrequenz 44 ebenfalls auf einer Maximalfrequenz 49 konstant gehalten, weil die Raddrehzahlen 12 in der Fahrdynamikregelung 14 nicht schneller aktualisiert werden müssen.The target frequency 44 , also called frequency, increases when enough energy is available in sections linearly with the speed 46 at. Below a certain frequency threshold speed 50 it will be at a minimum frequency 47 kept constant so that the vehicle dynamics control 14 not on too old wheel speeds 12 must fall back and the vehicle dynamics control 14 can test yourself. Above a frequency threshold speed 52 becomes the target frequency 44 also at a maximum frequency 49 kept constant because the wheel speeds 12 in the vehicle dynamics control 14 do not need to be updated faster.

Die über die Messspannung 20 produzierte und damit zur Verfügung stehende elektrische Leistung ist proportional zu den Spannungswerten 42. Demgegenüber ist die verbrauchte elektrische Leistung proportional zu der Sollfrequenz 44. The over the measuring voltage 20 produced and thus available electrical power is proportional to the voltage values 42 , In contrast, the consumed electric power is proportional to the target frequency 44 ,

Wenn nun die Messspannung 20 und die Sollfrequenz 44 so skaliert werden, dass übereinstimmende (in 3 nicht aufzeichnete) Leistungen gleichen Orten im in 3 gezeigten Diagramm zugeordnet werden, lässt sich die Leistungsbilanz direkt in 3 ablesen. In 3 stimmen bei einer kritischen Geschwindigkeit 56 die erzeugte, von der Messspannung 20 abhängige Leistung und die verbrauchte, von der Sollfrequenz 44 abhängige Leistung überein. Daher kann der Raddrehzahlsensor 10 oberhalb dieser kritischen Geschwindigkeit 56 dauerhaft über die Messspannung 20 mit elektrischer Energie versorgt werden. Unterhalb der kritischen Messspannung 20 gibt es jedoch ein Leistungsdefizit 54, welches durch die graue Fläche gekennzeichnet ist.If now the measuring voltage 20 and the target frequency 44 be scaled so that matching (in 3 not recorded) services same places in 3 can be assigned to the diagram shown, the current account can be directly in 3 read off. In 3 vote at a critical speed 56 the generated, from the measuring voltage 20 dependent power and the consumed, from the target frequency 44 dependent performance. Therefore, the wheel speed sensor 10 above this critical speed 56 permanently over the measuring voltage 20 be supplied with electrical energy. Below the critical measurement voltage 20 However, there is a power shortage 54 , which is characterized by the gray area.

In 4 ist in einem Diagramm eine Vorgabe für die Energiemanagementeinrichtung 28 gezeigt, mit welchem Prozentsatz 58 der Sollfrequenz 44 die Raddrehzahlen 12 in Abhängigkeit der verfügbaren Energie 24, die beispielsweise in Abhängigkeit einer Spannung des temporären Energiespeichers 22 gemessen werden kann verwendet werden sollen. Dabei wird davon ausgegangen, dass es für die Anwendung besser ist, bei niedrigem Ladezustand des temporären Energiespeichers 22 die restliche Energie 24 über einen größeren Zeitraum zu strecken, als mit hoher Frequenz zu senden, bis die Sendungen aus Energiemangel ganz eingestellt werden müssen.In 4 is a default for the energy management device in a diagram 28 shown at what percentage 58 the nominal frequency 44 the wheel speeds 12 depending on the available energy 24 , for example, depending on a voltage of the temporary energy storage 22 can be used to be measured. It is assumed that it is better for the application, with low charge state of the temporary energy storage 22 the rest of the energy 24 to extend over a longer period of time than to transmit at high frequency until the shipments have to be stopped altogether for lack of energy.

In 5 ist ein Flussdiagram für einen Algorithmus dargestellt, der in der Energiemanagementeinrichtung 28 der 2 ausgeführt werden kann. In 5 a flowchart for an algorithm is shown in the energy management device 28 of the 2 can be executed.

Nach dem Start in Schritt 60 führt der Algorithmus dauerhaft eine Schleife aus, die mit dem Warten in Schritt 62 auf ein Triggersignal beginnt. Das Triggersignal hat die Aufgabe, dafür zu sorgen, dass der Algorithmus mit der vorgesehenen Rate ausgeführt wird. Geschwindigkeitsunterschiede in der Programmausführung haben dann keine Auswirkungen auf den Raddrehzahlsensor 10 und während des Wartens kann die Energiemanagementeinrichtung 28 in einen Energiesparmodus versetzt werden. Nach Ablauf der Wartezeit wird die Geschwindigkeit 46 beispielsweise anhand der Raddrehzahl 12 gemessen. After the start in step 60 The algorithm permanently executes a loop with the wait in step 62 starts on a trigger signal. The trigger signal has the task of ensuring that the algorithm is executed at the intended rate. Speed differences in the program execution then have no effect on the wheel speed sensor 10 and while waiting, the energy management device can 28 be put in a power saving mode. After the waiting time, the speed is 46 for example, based on the wheel speed 12 measured.

Anschließend wird in Schritt 64 geprüft, ob die Geschwindigkeit 46 oberhalb der kritischen Geschwindigkeit 56 liegt. Subsequently, in step 64 checked if the speed 46 above the critical speed 56 lies.

Ist das der Fall, geht es weiter mit der Ausführung von Schritt 66: Dann wird das gesamte System, bevorzugt auch inklusive die Energiemanagementeinrichtung 28 selbst, aus der Messspannung 20 betrieben, die Frequenz 44 der Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 auf die Maximalfrequenz 49 gesetzt und eine überschüssige Leistung aus der Messspannung 20 zum Laden des temporären Energiespeichers 22 genutzt. Danach beginnt ein neuer Zyklus. If that is the case, continue with step execution 66 : Then the entire system, preferably including the energy management device 28 itself, from the measuring voltage 20 operated, the frequency 44 messages with wheel speeds 12 to the maximum frequency 49 set and excess power from the measurement voltage 20 for charging the temporary energy storage 22 used. After that, a new cycle begins.

Falls die Geschwindigkeit 46 unterhalb der kritischen Geschwindigkeit 56 liegt, erfolgt der Betrieb des Raddrehzahlsensors 10 allein aus dem temporären Energiespeicher 22. Optional können die Auswerteeinrichtung 30 und die Energiemanagementeinrichtung 28 aus der Hilfsenergiequelle 40 betrieben werden. Die Messspannung 20 ist immer noch verfügbar und ausreichend hoch, um den temporären Energiespeicher 22 zu laden, jedoch verringert sich die Ladung des temporären Energiespeichers 22 aufgrund der negativen Leistungsbilanz in Schritt 70. If the speed 46 below the critical speed 56 is, the operation of the wheel speed sensor takes place 10 solely from the temporary energy storage 22 , Optionally, the evaluation device 30 and the energy management device 28 from the auxiliary power source 40 operate. The measuring voltage 20 is still available and high enough to store the temporary energy 22 but the charge of the temporary energy storage decreases 22 due to the negative current account in step 70 ,

Anschließend folgen die Vorgänge, die zur Ermittlung der tatsächlich zu verwendenden Sollfrequenz 44, mit der die Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 versendet werden sollen, dienen: Zuerst wird der Ladezustand 24 des temporären Energiespeichers 22 in Schritt 72 gemessen. Dann wird in Schritt 74 gemäß 3 die geschwindigkeitsabhängige Sollfrequenz 44 zum Versenden der Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 ermittelt. Danach folgt in Schritt 76 die Bestimmung des Prozentwertes 58 gemäß 4. Aus diesen Werten wird schließlich ein Zählerstand berechnet, der zum Absenden der Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 verwendet wird. Then follow the procedures used to determine the actual frequency to be used 44 with which the messages with the wheel speeds 12 serve: First, the state of charge 24 the temporary energy storage 22 in step 72 measured. Then in step 74 according to 3 the speed-dependent setpoint frequency 44 to send the messages with the wheel speeds 12 determined. Then follow in step 76 the determination of the percentage 58 according to 4 , From these values, a count is finally calculated, which is used to send the messages with the wheel speeds 12 is used.

Da der in 5 dargestellte Algorithmus mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Daten lediglich einen Zähler setzt, sollte für die Steuerung der Datenschnittstelle 32 des Raddrehzahlsensors 10 noch ein weiterer Prozess parallel laufen. Alternativ können der Algorithmus und dieser Prozess auch in der Energiemanagementeinrichtung 28 vereinigt werden. In diesem Prozess sollte der Zähler zyklisch mit einem weiteren Zähler verglichen, der an einen Taktgenerator gekoppelt ist. Ist die Zeit abgelaufen, die durch den Zähler für die Sollfrequenz 44 der Botschaften mit den Raddrehzahlen 12 vorgegeben ist, so wird geprüft, ob die Spannung des temporären Energiespeichers 22 ausreicht, um eine komplette Botschaft abzusetzen. Ist auch das der Fall, so wird der die Datenschnittstelle 32 eingeschaltet und die vorliegenden Raddrehzahlen 12 werden gesendet. Since the in 5 shown algorithm with the help of the available data merely sets a counter, should be for the control of the data interface 32 of the wheel speed sensor 10 another run another process in parallel. Alternatively, the algorithm and this process may also be in the energy management device 28 to be united. In this process, the counter should be cyclically compared to another counter coupled to a clock generator. Is the time expired by the counter for the target frequency 44 messages with wheel speeds 12 is predetermined, it is checked whether the voltage of the temporary energy storage 22 sufficient to send a complete message. If this is the case, then the data interface 32 turned on and the present wheel speeds 12 will be sent.

Der gesamte Vorgang beginnt dann mit zurückgesetztem Zähler von vorn. Falls der Ladezustand des temporären Energiespeichers 22 nicht zum Absetzen einer Botschaft ausreicht, kann nach einer Karenzzeit erneut geprüft werden.The whole process then starts with the counter reset. If the state of charge of the temporary energy storage 22 is not sufficient to submit a message can be re-examined after a waiting period.

Die Entscheidungen über den Inhalt einer Botschaft können in einer Weise getroffen werden, die zu den beschrieben Wegen für die Sollfrequenz 44 der Botschaften äquivalent sind, d.h. insbesondere durch Anlegen von Tabellen, in denen die geschwindigkeits- und spannungsabhängigen Werte codiert sind.The decisions about the content of a message can be made in a manner similar to the described paths for the target frequency 44 the messages are equivalent, ie in particular by creating tables in which the speed and voltage-dependent values are coded.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2004/0150516 A1 [0002]

Claims

Method for managing a vehicle sensor system ( 10 ) with a first system component ( 18 ) and a second system component ( 32 ), comprising: determining operating energy available for operation of the vehicle sensor system ( 24 ), and - adjusting an electrical energy intake ( 24 ) of the second system components ( 32 ) compared to the first system component ( 18 ) based on the available operating energy ( 24 ).

Method according to claim 1, wherein the vehicle sensor system ( 10 ) from an energy harvester ( 18 ) and preferably one to the energy harvester ( 18 ) connected temporary energy storage ( 22 ) with electrical energy ( 24 ), comprising: determining an operation of the vehicle sensor system ( 10 ) available operating energy ( 24 ) based on a power output from the energy harvester ( 18 ) and preferably a state of charge ( 24 ) of the temporary energy store ( 22 ).

Method according to claim 1 or 2, wherein the second system component ( 32 ) a data transmission device ( 32 ) for sending messages with data ( 12 ), in particular measurement data, from the first system component ( 18 ).

Method according to claim 3, comprising: - adjusting the electrical energy consumption ( 24 ) of the data transmission device ( 32 ) compared to the first system component ( 18 ) based on a prediction whether the available operating energy ( 24 ) in addition to the electrical energy consumption of the first system component ( 18 ), a message with the data ( 12 ) completely.

Method according to claim 3 or 4, comprising: sending the messages with the data ( 12 ) at regular intervals with a frequency ( 58 ), which depends on the available operating energy ( 24 ) is dependent.

The method of claim 5, wherein the of the available operating energy ( 24 ) dependent the frequency ( 58 ) comprises a minimum of greater than zero.

Method according to one of claims 3 to 6, comprising: - adapting a content of the message to be sent with the data ( 12 ) for adjusting the electrical energy consumption ( 24 ) of the data transmission device ( 32 ) compared to the first system component ( 18 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the first system component ( 18 ) a sensor ( 18 ) based on a differential measuring principle, in particular comprises a Wegmessaufnehmer.

Method according to claim 8, comprising: - detecting a threshold value ( 46 ) for switching on the vehicle sensor system ( 10 ) as a first measurement value for the differential measurement principle.

Method according to claim 8 or 9, wherein the operation of the sensor ( 18 ) independent of the second system component ( 32 ).

Method according to one of claims 8 to 10, comprising: - storing the measured values ( 12 ) from the sensor ( 18 ).

Control device ( 28 ) for carrying out a method according to any one of the preceding claims.

Control device ( 28 ) according to claim 12, which is designed as a microcontroller with a power consumption of less than 50 microwatts.

Vehicle sensor system ( 10 ) for outputting a measured value ( 12 ) in a vehicle ( 2 ), comprising: a measuring component ( 18 ) for acquiring a measured value ( 12 ) of a physical quantity in the vehicle ( 2 ), - a transmitting component ( 32 ) for transmitting the acquired measured value ( 12 ), in particular wireless, - a harvester ( 18 ), which is set up, at least the transmitting component ( 32 ) with an electrical energy converted from an ambient energy source ( 24 ), and - a control device ( 28 ) in particular according to claim 12 or 13 for managing at least the transmission component ( 32 ).

Vehicle sensor system ( 10 ) according to claim 14, comprising a battery ( 40 ) for electrical energy supply ( 24 ) at least the control device ( 28 ) and preferably the measuring component ( 18 ).