DE102019210583A1

DE102019210583A1 - Verfahren zum Betreiben eines innerhalb eines Reifens angeordneten Radmoduls eines Reifendrucküberwachungssystems und Radmodul

Info

Publication number: DE102019210583A1
Application number: DE102019210583.1A
Authority: DE
Inventors: Jean-Philippe BOISSET; Jean-Christophe BOUTHINON; Adrian Cyllik
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-01-21

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines innerhalb eines Reifens (2) angeordneten Radmoduls (4) eines Reifendrucküberwachungssystems (3), wobei das Radmodul (4) folgendes aufweist:
- zumindest einen Sensor (10, 12, 14) zur Erfassung zumindest einer Messgröße,
- eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (16) zur Steuerung des zumindest einen Sensors (10, 12, 14) und
- einen Halbleiterchip (18), der eine Funkschnittstelle (20) zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zwischen dem Radmodul (4) und einem Steuergerät (6) des Reifendrucküberwachungssystems (3) zur Verfügung stellt, wobei der die Funkschnittstelle (20) zur Verfügung stellende Halbleiterchip (18) aus durch den zumindest einen Sensor (10, 12, 14) erfassten Messwerten für die zumindest eine Messgröße Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens (2) ermittelt und das Radmodul (4) die Indikatoren an das Steuergerät (6) des Reifendrucküberwachungssystems (3) überträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines innerhalb eines Reifens angeordneten Radmoduls eines Reifendrucküberwachungssystems sowie auf ein Radmodul eines Reifendrucküberwachungssystems.
Ein Reifendrucküberwachungssystem ist beispielsweise aus der US 2006/0185429 A1 bekannt. Es weist typischerweise für jeden Reifen ein innerhalb des Reifens angeordnetes Radmodul auf, das im Betrieb Parameter wie beispielsweise Druck, Temperatur und Beschleunigung misst und an ein zentrales Steuergerät sendet. Das Radmodul weist dafür mindestens einen Sensor auf sowie eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) zur Steuerung des Sensors, die auch eine Funkschnittstelle zur Kommunikation mit dem zentralen Steuergerät aufweist. Typischerweise werden für die Kommunikation Frequenzen von 125 kHz für den Empfang und von 433,92 MHz zum Senden verwendet. Dabei reagiert der ASIC auf Steuerungskommandos, die über 125 kHz empfangen werden, und versendet den Status des Radmoduls sowie Sensordaten über 433,92 MHz.
Insbesondere das Empfangen ist dabei jedoch sehr zeitaufwendig und fehleranfällig, da die Datenrate sehr begrenzt ist. Zudem sind auch die Leistungsfähigkeit und die Speicherkapazität der handelsüblichen anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen begrenzt und nicht in der Lage, beispielsweise komplexere Datenauswertungen durchzuführen.
Problematisch ist außerdem, dass das Senden der Daten verhältnismäßig viel Strom verbraucht, andererseits jedoch in zukünftigen Reifendrucküberwachungssystemen insbesondere die Beschleunigung mit einer hohen Abtastfrequenz ermittelt werden soll.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines innerhalb eines Reifens angeordneten Radmoduls eines Reifendrucküberwachungssystems anzugeben, das die beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Ferner soll ein Radmodul für ein Reifendrucküberwachungssystem zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines innerhalb eines Reifens angeordneten Radmoduls eines Reifendrucküberwachungssystems angegeben, wobei das Radmodul zumindest einen Sensor zur Erfassung zumindest einer Messgröße sowie eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung zur Steuerung des zumindest einen Sensors sowie einen Halbleiterchip aufweist, der eine Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zwischen dem Radmodul und einem Steuergerät des Reifendrucküberwachungssystems zur Verfügung stellt.
Dabei ermittelt der die Funkschnittstelle zur Verfügung stellende Halbleiterchip aus durch den zumindest einen Sensor erfassten Messwerten für die zumindest eine Messgröße Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens und das Radmodul überträgt diese an das Steuergerät des Reifendrucküberwachungssystems.
Bei dem Steuergerät kann es sich insbesondere um ein im Fahrzeug verbautes Steuergerät handeln. Es kann sich jedoch auch um ein externes Gerät (z.B. Smartphone, Tablet, Diagnosegerät) handeln.
Die Übertragung an das Steuergerät kann dabei insbesondere über die Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen des Halbleiterchips erfolgen, wobei es auch denkbar ist, dass diese bidirektionale Schnittstelle für ein unidirektionales Versenden von Daten verwendet wird. Die Übertragung kann jedoch auch über eine Funkschnittstelle der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) erfolgen. Insbesondere kann der ASIC zwei Funkschnittstellen zur unidirektionalen Kommunikation aufweisen, und zwar beispielsweise bei 125 kHz zum Empfangen und bei 433,92 MHz zum Senden. Teilweise werden auch benachbarte Frequenzen verwendet.
Dementsprechend kann die Übertragung des zumindest einen durch den Halbleiterchip ermittelten Indikators entweder direkt über die Funkschnittstelle des Halbleiterchips oder vom Halbleiterchip an den ASIC und von diesem über die Funkschnittstelle zum Steuergerät erfolgen.
Unter Hochfrequenzwellen werden hier und im Folgenden Funkwellen des UHF-Bands (ultra high frequency-Band) verstanden, insbesondere Funkwellen im Gigahertzbereich (also mit Frequenzen ≥ 1 GHz) wie beispielsweise dem ISM-Band. Insbesondere eignet sich der Bluetooth-Standard bzw. der Bluetooth low energy (BLE)-Standard zur Verwendung bei der bidirektionalen Kommunikation zwischen dem Halbleiterchip und dem Steuergerät. Somit kann es sich bei der Funkschnittstelle insbesondere um eine Bluetooth-Schnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation bei Frequenzen von etwa 2,4 GHz handeln.
Die Funkschnittstellen werden dabei entweder auf dem Halbleiterchip bzw. dem ASIC selbst angeordnet oder auf einer Leiterplatte, wo sie durch den Halbleiterchip bzw. den ASIC angesteuert werden. Unter einer durch einen Halbleiterchip zur Verfügung gestellten Funkschnittstelle wird somit hier und im Folgenden nicht nur eine Schnittstelle verstanden, die auf dem Halbleiterchip selbst angeordnet ist, sondern auch eine, die durch die auf dem Halbleiterchip ausgebildete integrierte Schaltung direkt angesteuert wird.
Bei den durch den zumindest einen Sensor ermittelten Messgrößen kann es sich insbesondere um den Druck und die Temperatur im Reifen sowie um die Beschleunigung handeln. Insbesondere kann das Radmodul sowohl einen Temperatursensor als auch einen Drucksensor als auch einen Beschleunigungssensor aufweisen.
Der zumindest eine Sensor zur Erfassung der zumindest einen Messgröße wird durch die anwendungsspezifische integrierte Schaltung gesteuert, d.h. der ASIC weckt den Sensor und nimmt Signale des Sensors auf. Eine weitere Verarbeitung der Sensordaten findet typischerweise durch den ASIC, der eine geringe Rechenleistung und Speicherkapazität aufweist, nicht statt. Je nach Auslegung des ASIC bzw. des Radmoduls können jedoch einfachere Rechenoperationen und eine gewisse Verarbeitung von Sensordaten auch durch den ASIC vorgenommen werden.
Im Übrigen verarbeitet der die Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation zur Verfügung stellende Halbleiterchip, beispielsweise der Bluetooth-Chip, der eine höhere Rechenleistung und Speicherkapazität aufweist als der ASIC, die Sensordaten weiter, d.h. er verarbeitet die durch den zumindest einen Sensor erfassten Messwerte für die zumindest eine Messgröße weiter und ermittelt daraus Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens.
Auch der ASIC ist auf einem Halbleiterchip ausgebildet. Hier und im Folgenden wird jedoch „Halbleiterchip“ meist für den die Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zur Verfügung stellenden Halbleiterchip verwendet, der insbesondere als Bluetooth-Chip bzw. Bluetooth Low Energy-Chip (BLE) ausgebildet sein kann.
Bei der Überwachungsgröße des Reifens kann es sich insbesondere um die Reifenprofiltiefe und/oder die Radlast handeln. Ferner kann es sich auch um eine Laufleistung des Reifens handeln. Es kann sich jedoch auch beispielsweise um einen temperaturkorrigierten Reifendruck oder eine andere, insbesondere den Zustand oder die Belastung des Reifens betreffende Größe handeln.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass es durch die Nutzung der Funkschnittstelle zur Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen eine besonders gute Datenübertragung zwischen dem die Funkschnittstelle zur Verfügung stellenden Halbleiterchip bzw. der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung und einer weiteren Einheit, insbesondere dem zentralen Steuergerät oder einem externen Gerät, ermöglicht. Zudem wird ausgenutzt, dass die Rechenleistung des die Funkschnittstelle zur Verfügung stellen Halbleiterchips und dessen Speicherkapazität die Leistungsfähigkeit des ASIC weit übersteigen.
Durch die Auswertung der Sensordaten, d.h. durch die Ermittlung der Indikatoren für die zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens, bereits auf dem Halbleiterchip und somit auf dem Radmodul, kann die Datenmenge, die von dem Radmodul an ein zentrales Steuergerät übertragen wird, reduziert werden. Es ist nicht mehr notwendig, sämtliche Sensordaten an die zentrale Steuereinheit zu übertragen und dort auszuwerten, sondern die Auswertung findet großteils bereits auf dem Radmodul statt und es werden lediglich Zwischen- bzw. Endergebnisse übertragen, nämlich insbesondere die Indikatoren für die zumindest eine Überwachungsgröße. Dadurch ist es möglich, die Häufigkeit, mit der das Radmodul Daten an die zentrale Steuereinheit versendet, auf weniger als einmal pro Minute zu reduzieren, wobei gleichzeitig Sensordaten mit einer viel höheren Abtastfrequenz gewonnen und genutzt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines innerhalb eines Reifens angeordneten Radmoduls eines Reifendrucküberwachungssystems angegeben, wobei das Radmodul mindestens einen Sensor zur Erfassung zumindest einer Messgröße, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung zur Steuerung des zumindest einen Sensors sowie einen Halbleiterchip aufweist, der eine Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zwischen den Radmodulen und einem Steuergerät des Reifendrucküberwachungssystems zur Verfügung stellt. Dabei werden Software-Updates der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung unter Verwendung der Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation durchgeführt.
Dabei wird unter der Durchführung von Software-Updates unter Verwendung der Funkschnittstelle verstanden, dass Daten des Software-Updates, also Programmcodes, die zum Betrieb des Radmoduls verwendet werden, über die Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen an das Radmodul übertragen werden und in einem zweiten Schritt innerhalb des Radmoduls an den ASIC übertragen werden, auf dem das Softwareupdate ausgeführt wird.
Gemäß dem Verfahren können auch Software-Updates des die Funkschnittstelle zur Verfügung stellen Halbleiterchips, der insbesondere als Bluetooth- bzw. Bluetooth low energy-Chip ausgebildet ist, unter Verwendung der Funkschnittstelle durchgeführt werden.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass es auf einfache Weise möglich und vorgesehen ist, Software-Updates des ASIC durchzuführen. Bislang handelt es sich typischerweise bei diesem um ein Wegwerfteil, dessen Software wegen der geringen Datenübertragungsrate über die eigenen Funkschnittstellen nicht aktualisiert werden konnte. Die Verwendung der Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen jedoch ermöglicht die Übertragung ausreichend großer Datenmengen für Software-Updates an das Radmodul und somit auch an den ASIC.
Der ASIC ist mit dem die Funkschnittstelle aufweisenden Halbleiterchip insbesondere über Leiterbahnen verbunden und weist somit eine Datenverbindung zu dem Halbleiterchip auf.
Die Integration einer Funkschnittstelle zur Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen in das Radmodul ermöglicht es auch, Smartphones oder Tablets zur Kommunikation mit den Radmodulen einzusetzen. Software-Updates müssen somit nicht zwangsläufig durch spezialisierte Werkstätten ausgeführt werden, sondern können durch den Benutzer selbst besonders einfach durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird der die Funkschnittstelle zur Verfügung stellende Halbleiterchip als Master betrieben, der die anwendungsspezifische integrierte Schaltung als Slave steuert.
Bei dieser Ausführungsform wird der ASIC nur für die Standardaufgaben verwendet, nämlich für die Sensorsteuerung bzw. als 125 kHz- und 433,92 MHz-Funkschnittstelle. Die Software auf dem ASIC ist somit einfach gehalten und bedient nur die Basisfunktionen. Der die Funkschnittstelle zur Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zur Verfügung stellende Halbleiterchip steuert den ASIC und somit indirekt alle Mess- und Kommunikationsvorgänge. Zudem erfolgen alle rechenintensiven Auswertungen von Sensordaten auf diesem Halbleiterchip.
Alternativ kann auch die anwendungsspezifische integrierte Schaltung als Master betrieben werden und den die Funkschnittstelle zur Verfügung stellenden Halbleiterchip als Slave steuern. Bei dieser Ausführungsform steuert der ASIC insbesondere auch alle Kommunikationsvorgänge.
Gemäß dieser Ausführungsform steuert der ASIC alle Komponenten innerhalb des Radmoduls, wobei jedoch komplexe Berechnungen weiterhin auf dem die Funkschnittstelle zur Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zur Verfügung stellenden Halbleiterchip erfolgen und auch dessen Datenspeicher genutzt wird. Der Austausch großer Datenvolumina mit dem zentralen Steuergerät oder einer anderen Einheit außerhalb des Radmoduls findet vorzugsweise über die Ultrahochfrequenzschnittstelle des Halbleiterchips statt. Funkschnittstellen des ASIC können daneben zum Senden und Empfangen geringerer Datenvolumina verwendet werden.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Radmodul abhängig von den Kundenanforderungen auch in einer einfachen Version ohne den Halbleiterchip mit der Funkschnittstelle zur Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zur Verfügung gestellt werden kann, ohne dass dafür eine neue Softwarearchitektur entworfen werden muss.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Erfassung der zumindest einen Messgröße mit einer Abtastfrequenz von mindestens 0,1 kHz. Beispielsweise kann die Erfassung der Beschleunigung mit einer Abtastfrequenz von etwa 3 kHz erfolgen. Dies erlaubt eine besonders genaue Überwachung des jeweiligen Reifens.
Die Übertragung der Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens an das Steuergerät kann mit einer Übertragungshäufigkeit von höchstens 1 Hz erfolgen. Beispielsweise werden derzeit Messwerte wie Druck und Temperatur typischerweise nur etwa alle 16 oder alle 128 Sekunden übertragen. Auch bei aus diesen Messwerten ermittelten Indikatoren für Überwachungsgrößen des Reifens ist eine derartige Übertragungshäufigkeit oftmals ausreichend.
Typischerweise werden die Indikatoren für die zumindest eine Überwachungsgröße aus einer Reihe von Sensordaten gewonnen. Um zuverlässige Indikatoren für die zumindest eine Überwachungsgröße zu ermitteln, ist es vorteilhaft, eine hohe Dichte an Sensordaten zur Verfügung zu haben. Somit kann eine Erfassung der zumindest einen Messgröße mit einer hohen Abtastfrequenz vorteilhaft sein. Das Senden von Daten an das Steuergerät dagegen erfolgt vorteilhaft mit einer geringen Häufigkeit, um Energie zu sparen.
Dieses Vorgehen ermöglicht somit einen besonders energiesparenden Betrieb des Radmoduls. Da Radmodule typischerweise batteriebetrieben sind, muss die Kapazität der Batterien derart ausgelegt sein, dass sie die erwartete Lebensdauer der Reifen übersteigt.
Um eine Funktion des Reifendrucküberwachungssystems für die gesamte Lebenszeit des Reifens zu gewährleisten, ist es demnach vorteilhaft, die Radmodule besonders energiesparend zu betreiben. Das Versenden von Daten an die zentrale Steuereinheit oder eine andere externe Einheit hat einen großen Anteil an dem gesamten Energieverbrauch des Radmoduls, weshalb eine Energieeinsparung beim Versenden von Daten besonders vorteilhaft ist.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Übertragung der Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens an das Steuergerät verschlüsselt. Eine verschlüsselte Übertragung ist beispielsweise durch die Nutzung des Bluetooth- bzw. Bluetooth low energy-Standards auf einfache Weise möglich.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Radmodul eines Reifendrucküberwachungssystems zur Anordnung innerhalb eines Reifens angegeben, das zumindest einen Sensor zur Erfassung zumindest einer Messgröße sowie eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung zur Steuerung des zumindest einen Sensors und einen Halbleiterchip aufweist, der eine Funkschnittstelle zu bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zwischen dem Radmodul und einem Steuergerät des Reifendrucküberwachungssystems zur Verfügung stellt. Der die Funkschnittstelle zur Verfügung stellende Halbleiterchip ist eingerichtet, aus durch den zumindest einen Sensor erfassten Messwerten für die zumindest eine Messgröße Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens zu ermitteln. Die Indikatoren werden durch das Radmodul an das Steuergerät des Reifendrucküberwachungssystems übertragen. Dazu weist der Halbleiterchip insbesondere ein in einem Speicher abgelegtes Datenverarbeitungsprogramm auf, das ihm die Durchführung des beschriebenen Verfahrens ermöglicht.
Das Radmodul weist die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile auf.
Gemäß einer Ausführungsform weisen ein die anwendungsspezifische integrierte Schaltung aufweisender Halbleiterchip und der zumindest eine Sensor ein gemeinsames Gehäuse auf, das auf einem Verdrahtungssubstrat angeordnet ist, und ein die Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation aufweisender Halbleiterchip ist ebenfalls auf dem Verdrahtungssubstrat angeordnet.
Es kann auch eine Anordnung vorgesehen sein, bei der ein die anwendungsspezifische integrierte Schaltung aufweisender Halbleiterchip auch den zumindest einen Sensor aufweist und auf einem Verdrahtungssubstrat angeordnet ist, wobei ein die Funkschnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation aufweisender Halbleiterchip ebenfalls auf dem Verdrahtungssubstrat angeordnet ist.
Bei dieser Ausführungsform ist zumindest ein Sensor in den ASIC-Chip integriert. Eine Kombination beider Ausführungsform ist möglich, wenn beispielsweise ein Sensor, beispielsweise ein Temperatursensor, in den ASIC-Chip integriert ist, aber ein weiterer Sensor, beispielsweise ein Drucksensor, auf einem separaten Chip untergebracht ist.
Das Radmodul kann insbesondere in den Reifen einvulkanisiert oder im Bereich des Ventils befestigt sein, es kann auch insbesondere bei Nachrüstvarianten an der Felge befestigt sein.
Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielhaft beschrieben.

1 zeigt ein Fahrzeug mit Radmodulen eines Reifendrucküberwachungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
2 zeigt Details eines Radmoduls gemäß 1 und
3 zeigt Details eines Radmoduls gemäß 1 in einer alternativen Ausführungsform.

1 zeigt ein Fahrzeug 1, das in der gezeigten Ausführungsform vier Räder mit Reifen 2 aufweist. Die Erfindung kann jedoch auch bei Fahrzeugen mit mehr oder weniger Rädern zum Einsatz kommen.
Das Fahrzeug 1 weist darüber hinaus ein Reifendrucküberwachungssystem 3 auf, das mehrere Radmodule 4 sowie ein zentrales Steuergerät 6 umfasst. Bei dem Steuergerät 6 kann es sich auch um ein Netzwerk aus mehreren Steuergeräten und/oder Empfangseinheiten handeln. Das Reifendrucküberwachungssystem 3 kann auch ein Reifendruckkontrollsystem zur aktiven Regelung des Reifendrucks umfassen.
Ein Radmodul 4 ist jeweils in jedem der Reifen 2 des Fahrzeugs 1 angeordnet und wird anhand von 2 näher beschrieben. Jedes der Radmodule 4 kommuniziert mit dem zentralen Steuergerät 6 über eine bidirektionale Kommunikationsverbindung 8 mittels Ultrahochfrequenzwellen. Zudem sind zwei unidirektionale Kommunikationsverbindungen 7, 9 vorgesehen, nämlich die Kommunikationsverbindung 9 zur Kommunikation der Radmodule 4 mit dem Steuergerät 6 und die Kommunikationsverbindung 7 zur Kommunikation der Radmodule 4 mit einer nicht gezeigten externen Einrichtung, beispielsweise einem Werkstattgerät. Insbesondere ist die Kommunikationsverbindung 8 als Bluetooth-Verbindung ausgebildet, die Kommunikationsverbindung 7 zum Empfangen als 125 kHz-Funkschnittstelle und die Kommunikationsverbindung 9 zum Senden als 433,92 MHz-Funkschnittstelle. Demnach weist jedes der Radmodule 4 und das zentrale Steuergerät 6 Einrichtungen zum Senden und Empfangen von Ultrahochfrequenzwellen auf, insbesondere eine Bluetooth-Schnittstelle.
Die Radmodule 4 sind typischerweise batteriebetrieben. Es ist jedoch auch denkbar, dass ihnen von außen elektrische Energie zugeführt wird oder sie elektrische Energie beispielsweise aus Bewegungen des Reifens 2 erzeugen.
2 zeigt ein Radmodul 4 gemäß einer ersten Ausführungsform im Detail. Das Radmodul 4 weist eine Anzahl von Sensoren 10, 12, 14 auf, die beispielsweise als Temperatursensor, Drucksensor und Beschleunigungssensor ausgebildet sein können. Das Radmodul 4 kann auch mehr oder weniger Sensoren als drei aufweisen.
Zur Steuerung der Sensoren 10, 12, 14 ist eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung 16 mit einem Mikroprozessor 22 vorgesehen. Dieser steuert die Sensoren 10, 12, 14 über entsprechende Verbindungen 28 und empfängt insbesondere die durch die Sensoren 10, 12, 14 aufgenommenen Sensordaten. Die anwendungsspezifische integrierte Schaltung 16 kann auch eine Vorverarbeitung der Sensordaten vornehmen, wegen ihrer geringen Rechenleistung und Speicherkapazität führt sie jedoch vorzugsweise nur einfache Operationen aus.
Die anwendungsspezifische integrierte Schaltung 16 weist zwei Funkschnittstellen 23, 25 auf, die auf der nicht näher gezeigten Leiterplatte angeordnet sind, die auch den ASIC 16 aufweist, und die durch den ASIC 16 angesteuert werden. Die Funkschnittstelle 23 dient zum Empfangen bei 125 kHz und wird zum Aufbau der Kommunikationsverbindung 7 verwendet. Die Funkschnittstelle 25 dient zum Senden bei 433,92 MHz und wird zum Aufbau der Kommunikationsverbindung 9 verwendet.
Das Radmodul 4 weist darüber hinaus auch einen Halbleiterchip 18 auf, der in der gezeigten Ausführungsform als Bluetooth low energy-Chip ausgebildet ist. Der Halbleiterchip 18 stellt eine Funkschnittstelle 20 zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen mit dem Steuergerät 6 zur Verfügung, die auf der nicht näher gezeigten Leiterplatte angeordnet ist, auf der auch der Halbleiterchip 18 angeordnet ist, und die von dem Halbleiterchip 18 angesteuert wird. Über die Funkschnittstelle 20 wird demnach die Kommunikationsverbindung 8 zwischen dem Radmodul 4 und dem zentralen Steuergerät 6 aufgebaut. Der Halbleiterchip 18 weist darüber hinaus einen Mikroprozessor 24 auf, der die von den Sensoren 10, 12, 14 aufgenommenen Sensordaten verarbeitet.
Da der Halbleiterchip 18 eine deutlich höhere Leistungsfähigkeit und Speicherkapazität aufweist als die anwendungsspezifische integrierte Schaltung 16, werden durch den Mikroprozessor 24 Auswertungen der Sensordaten vorgenommen.
Dazu empfängt der Mikroprozessor 24 über die Kommunikationsverbindung 26, die insbesondere durch Leiterbahnen und somit nicht als Funkverbindung ausgebildet ist, Sensordaten von der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung 16 und verarbeitet diese. Insbesondere ermittelt der Mikroprozessor 24 aus den Sensordaten Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens 2 und überträgt nicht die rohen Sensordaten, sondern lediglich die Indikatoren an das Steuergerät 6. Dadurch wird die zu übertragende Datenmenge und vor allem die Häufigkeit der Datenübertragung über die Kommunikationsverbindung 8 reduziert. Dadurch wird der Energiebedarf der Radmodule 4 gesenkt.
Über die Kommunikationsverbindung 8 werden nicht nur Daten von den jeweiligen Radmodulen 4 an das Steuergerät 6 gesendet, sondern es können umgekehrt auch Daten von dem Steuergerät 6 an die einzelnen Radmodule 4 gesendet werden. Insbesondere kann die verhältnismäßig hohe Übertragungsrate der Kommunikationsverbindung 8 genutzt werden, um Software-Updates sowohl für den Halbleiterchip 18 als auch für die anwendungsspezifische integrierte Schaltung 16 von dem Steuergerät 6 an das Radmodul 4 oder auch von einem externen Gerät (z.B. Tablet, Smartphone) direkt an die Radmodule 4 zu übertragen.
Die Funkschnittstellen 23, 25 der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung 16 zum Aufbau unidirektionaler Funkverbindungen weisen eine nur verhältnismäßig geringe Übertragungsrate auf. Zur Übertragung größerer Datenmengen, insbesondere für Software-Updates, wird somit die Kommunikationsverbindung 8 genutzt, d.h. es findet eine Datenübertragung von dem zentralen Steuergerät 6 zu dem Halbleiterchip 18 und weiter zu der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung 16 unter Umgehung der Funkschnittstellen 23, 25 mit geringer Übertragungsrate statt.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Radmoduls 4, die sich von der in 2 gezeigten dadurch unterscheidet, dass die Sensoren 10, 12 und 14 auf dem Chip der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung 16 angeordnet sind.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Reifen
3: Reifendrucküberwachungssystem
4: Radmodul
6: Steuergerät
7: Kommunikationsverbindung
8: Kommunikationsverbindung
9: Kommunikationsverbindung
10: Sensor
12: Sensor
14: Sensor
16: anwendungsspezifische integrierte Schaltung
18: Halbleiterchip
20: Funkschnittstelle22 Mikroprozessor
23: Funkschnittstelle24 Mikroprozessor
25: Funkschnittstelle
26: Kommunikationsverbindung
28: Verbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2006/0185429 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines innerhalb eines Reifens (2) angeordneten Radmoduls (4) eines Reifendrucküberwachungssystems (3), wobei das Radmodul (4) folgendes aufweist: - zumindest einen Sensor (10, 12, 14) zur Erfassung zumindest einer Messgröße, - eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (16) zur Steuerung des zumindest einen Sensors (10, 12, 14) und - einen Halbleiterchip (18), der eine Funkschnittstelle (20) zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zwischen dem Radmodul (4) und einem Steuergerät (6) des Reifendrucküberwachungssystems (3) zur Verfügung stellt, wobei der die Funkschnittstelle (20) zur Verfügung stellende Halbleiterchip (18) aus durch den zumindest einen Sensor (10, 12, 14) erfassten Messwerten für die zumindest eine Messgröße Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens (2) ermittelt und das Radmodul (4) die Indikatoren an das Steuergerät (6) des Reifendrucküberwachungssystems (3) überträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der die Funkschnittstelle (20) zur Verfügung stellende Halbleiterchip (18) aus den Sensordaten des zumindest einen Sensors (10, 12, 14) Indikatoren für die Reifenprofiltiefe und/oder die Radlast ermittelt und das Radmodul die Indikatoren an das Steuergerät (6) des Reifendrucküberwachungssystems (3) überträgt.
Verfahren zum Betreiben eines innerhalb eines Reifens (2) angeordneten Radmoduls (4) eines Reifendrucküberwachungssystems (3), wobei das Radmodul (4) - zumindest einen Sensor (10, 12, 14) zur Erfassung zumindest einer Messgröße, - eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (16) zur Steuerung des zumindest einen Sensors (10, 12, 14) und - einen Halbleiterchip (18) aufweist, der eine Funkschnittstelle (20) zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zwischen dem Radmodul (4) und einem Steuergerät (6) des Reifendrucküberwachungssystems (3) zur Verfügung stellt, wobei Softwareupdates der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (16) unter Verwendung der Funkschnittstelle (20) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der die Funkschnittstelle (20) zur Verfügung stellende Halbleiterchip (18) als Master betrieben wird und die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (16) als Slave steuert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (16) als Master betrieben wird und den die Funkschnittstelle (20) zur Verfügung stellende Halbleiterchip (18) als Slave steuert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erfassung der zumindest einen Messgröße mit einer Abtastfrequenz von mindestens 0,1 kHz erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Übertragung der Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens (2) an das Steuergerät (6) mit einer Übertragungshäufigkeit von höchstens 1 Hz erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Übertragung der Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens (2) an das Steuergerät (6) verschlüsselt erfolgt.
Radmodul (4) eines Reifendrucküberwachungssystems (3) zur Anordnung innerhalb eines Reifens (3), aufweisend - zumindest einen Sensor (10, 12, 14) zur Erfassung zumindest einer Messgröße; - eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (16) zur Steuerung des zumindest einen Sensors (10, 12, 14) und - einen Halbleiterchip (18), der eine Funkschnittstelle (20) zur bidirektionalen Kommunikation mittels Ultrahochfrequenzwellen zwischen dem Radmodul (4) und einem Steuergerät (6) des Reifendrucküberwachungssystems (3) zur Verfügung stellt, wobei der die Funkschnittstelle (20) zur Verfügung stellende Halbleiterchip (18) eingerichtet ist, aus durch den zumindest einen Sensor (10, 12, 14) erfassten Messwerten für die zumindest eine Messgröße Indikatoren für zumindest eine Überwachungsgröße des Reifens (2) zu ermitteln, die von dem Radmodul (4) an das Steuergerät (6) des Reifendrucküberwachungssystems (3) übertragen werden.
Radmodul (4) nach Anspruch 9, wobei ein die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (16) aufweisender Halbleiterchip und der zumindest eine Sensor (10, 12, 14) ein gemeinsames Gehäuse aufweisen, das auf einem Verdrahtungssubstrat angeordnet ist, und ein die Funkschnittstelle (20) zur bidirektionalen Kommunikation aufweisender Halbleiterchip (18) ebenfalls auf dem Verdrahtungssubstrat angeordnet ist.
Radmodul (4) nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (16) aufweisender Halbleiterchip auch den zumindest einen Sensor (10, 12, 14) aufweist und auf einem Verdrahtungssubstrat angeordnet ist und ein die Funkschnittstelle (20) zur bidirektionalen Kommunikation aufweisender Halbleiterchip (18) ebenfalls auf dem Verdrahtungssubstrat angeordnet ist.