DE102020201266A1

DE102020201266A1 - Operation of a speed sensor and processing of data from a speed sensor

Info

Publication number: DE102020201266A1
Application number: DE102020201266.0A
Authority: DE
Inventors: Martin NIPPE; Martin Schauer; Lucila PATINO STUDENCKI; Christian SILLER; Manuel kraus; Christian Pfeuffer; Ghazaleh BALEGHKALAM; Sebastian Ohl
Original assignee: Elektrobit Automotive GmbH
Current assignee: Elektrobit Automotive GmbH
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2021-08-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm mit Instruktionen und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Drehzahlsensors sowie eine Nachricht für ein Bus-System mit Daten zumindest eines Drehzahlsensors. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren, ein Computerprogramm mit Instruktionen und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors, insbesondere eines Drehzahlsensors für ein Rad eines Fortbewegungsmittels. In einem ersten Schritt (S1) werden Drehzahlimpulse des Drehzahlsensors empfangen. Die empfangenen Drehzahlimpulse werden genutzt, um eine Anzahl von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode zu bestimmen (S2). Zudem wird eine Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode bestimmt (S3). Die Anzahl von Drehzahlimpulsen und die Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses werden schließlich zur weiteren Verwendung bereitgestellt (S4).

The present invention relates to a method, a computer program with instructions and a device for operating a speed sensor and a message for a bus system with data from at least one speed sensor. The invention also relates to a method, a computer program with instructions and a device for processing data from a speed sensor, in particular a speed sensor for a wheel of a means of locomotion. In a first step (S1), speed pulses from the speed sensor are received. The speed pulses received are used to determine a number of speed pulses from the speed sensor in a measurement period (S2). In addition, a period of time since the last speed pulse of the speed sensor occurred in relation to an end of the measurement period is determined (S3). The number of speed pulses and the length of time since the last speed pulse occurred are finally made available for further use (S4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm mit Instruktionen und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Drehzahlsensors sowie eine Nachricht für ein Bus-System mit Daten zumindest eines Drehzahlsensors. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren, ein Computerprogramm mit Instruktionen und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors, insbesondere eines Drehzahlsensors für ein Rad eines Fortbewegungsmittels.The present invention relates to a method, a computer program with instructions and a device for operating a speed sensor and a message for a bus system with data from at least one speed sensor. The invention also relates to a method, a computer program with instructions and a device for processing data from a speed sensor, in particular a speed sensor for a wheel of a means of locomotion.

Im Automobilbereich ist die Kenntnis aktueller Raddrehzahlen unter anderem für eine Vielzahl sicherheitsrelevanter Systeme von Bedeutung, z.B. für Fahrassistenzsysteme wie das Antiblockiersystem (ABS), die Antriebsschlupfregelung (ASR), die Fahrdynamikregelung bzw. das elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder die adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC). Die Raddrehzahlen werden über das Bordnetz auch anderen Systemen zur Verfügung gestellt, insbesondere auch dem Navigationssystem.In the automotive sector, knowledge of current wheel speeds is important for a variety of safety-relevant systems, e.g. for driver assistance systems such as the anti-lock braking system (ABS), traction control (ASR), vehicle dynamics control or the electronic stability program (ESP) or adaptive cruise control (ACC) . The wheel speeds are also made available to other systems via the on-board network, in particular also to the navigation system.

In der Regel wird die Drehzahl mittels eines Drehzahlsensors erfasst. Die Raddrehzahl kann beispielsweise durch das Abtasten eines magnetischen Encoders oder eines ferromagnetischen Zahnrades bzw. Impulsrades ermittelt werden, das mit der Radnabe oder der Antriebswelle verbunden ist. Der Encoder oder das Impulsrad sind so ausgestaltet, dass es bei einer Drehung des Rades zu Änderungen in einem magnetischen Fluss durch einen ortsfest angrenzend an den Encoder oder das Impulsrad angeordneten Sensor kommt. Diese Änderungen des magnetischen Flusses induzieren eine Wechselspannung in einer Spule des Sensors, aus der die Raddrehzahl abgeleitet werden kann.As a rule, the speed is recorded by means of a speed sensor. The wheel speed can be determined, for example, by scanning a magnetic encoder or a ferromagnetic gear or pulse wheel that is connected to the wheel hub or the drive shaft. The encoder or the pulse wheel are designed in such a way that when the wheel rotates, changes in a magnetic flux occur due to a sensor arranged in a stationary manner adjacent to the encoder or the pulse wheel. These changes in the magnetic flux induce an alternating voltage in a coil of the sensor, from which the wheel speed can be derived.

Vor diesem Hintergrund beschreibt DE 600 38 543 T2 ein Fahrzeugnavigationssystem mit einem Bewegungssensor mit einem drahtlosen Sender, der ein Signal erzeugt, das die Drehverschiebung einer Fahrzeugkomponente anzeigt. Ein komplementärer drahtloser Empfänger empfängt das Signal vom Sender. Ein Computer berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit oder -verschiebung basierend auf der Drehgeschwindigkeit oder Verschiebung der Fahrzeugkomponente.With this in mind, describes DE 600 38 543 T2 a vehicle navigation system having a motion sensor with a wireless transmitter that generates a signal indicative of the rotational displacement of a vehicle component. A complementary wireless receiver receives the signal from the transmitter. A computer calculates the vehicle speed or displacement based on the rotational speed or displacement of the vehicle component.

Daten der Drehzahlsensoren werden oftmals mit Daten aus anderen Sensoren fusioniert, um eine genauere Position bzw. Lage und Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu ermitteln. Beispiele für solche Sensoren sind auf einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS) basierende Systeme, Beschleunigungssensoren, Gyroskope, Lidar-Systeme, etc. Bei den derzeit genutzten Drehzahlsensoren wird in den zugehörigen Nachrichten auf dem CAN-Bus (CAN: Controller Area Network) die Anzahl der Drehzahlimpulse in der letzten Messperiode übermittelt. Daraus lassen sich die Umdrehungen eines Rades zum Zeitpunkt des Auslesens bestimmen.Data from the speed sensors are often merged with data from other sensors in order to determine a more precise position or location and speed of a vehicle. Examples of such sensors are systems based on a global navigation satellite system (GNSS), acceleration sensors, gyroscopes, lidar systems, etc. The number of Speed pulses transmitted in the last measuring period. The revolutions of a wheel at the time of reading can be determined from this.

Aufgrund der diskreten Natur der Drehzahlmessungen ist die Bestimmung der Umdrehungen aber nur auf ca. 1/60 bis 1/80 Radumdrehung genau zum Zeitpunkt des Auslesens, was einer Strecke in der Größenordnung von ca. 2 cm bis 3 cm entspricht. Diese Ungenauigkeit der Daten muss mit in die Berechnungen von Lage und Geschwindigkeit eingehen, was natürlich im Ergebnis zu größeren Ungenauigkeiten führt. Um aus der Messung der Raddrehzahl eine Geschwindigkeit zu ermitteln, werden regelmäßig Annahmen über die Veränderlichkeit der Beschleunigung getroffen und statistische Methoden genutzt, wie z.B. Kalmanfilter.Due to the discrete nature of the speed measurements, the revolutions can only be determined to an accuracy of about 1/60 to 1/80 wheel revolution at the time of reading, which corresponds to a distance of the order of about 2 cm to 3 cm. This inaccuracy of the data must be included in the calculations of position and speed, which of course leads to greater inaccuracies as a result. In order to determine a speed from the measurement of the wheel speed, assumptions are regularly made about the variability of the acceleration and statistical methods are used, such as Kalman filters.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Lösungen bereitzustellen, die eine verbesserte Bestimmung einer Drehzahl und damit eine verbesserte Bestimmung von Lageparametern und Positionsparametern für ein Fortbewegungsmittel ermöglichen.It is an object of the present invention to provide solutions which enable an improved determination of a rotational speed and thus an improved determination of position parameters and position parameters for a means of locomotion.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Drehzahlsensors mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Computerprogramm mit Instruktionen mit den Merkmalen des Anspruchs 5, durch eine Vorrichtung zum Betreiben eines Drehzahlsensors mit den Merkmalen des Anspruchs 6, durch eine Nachricht für ein Bus-System gemäß Anspruch 7, durch ein Verfahren zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors mit den Merkmalen des Anspruchs 9, durch ein Computerprogramm mit Instruktionen mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method for operating a speed sensor with the features of claim 1, by a computer program with instructions with the features of claim 5, by a device for operating a speed sensor with the features of claim 6, by a message for a bus System according to claim 7, achieved by a method for processing data of a speed sensor with the features of claim 9, by a computer program with instructions with the features of claim 10 and by a device for processing data of a speed sensor with the features of claim 11. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Drehzahlsensors die Schritte:

- Bestimmen einer Anzahl von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode;
- Bestimmen einer Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode; und
- Bereitstellen der Anzahl von Drehzahlimpulsen und der Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses.

According to a first aspect of the invention, a method for operating a speed sensor comprises the steps:

- Determination of a number of speed pulses of the speed sensor in a measuring period;
- Determination of a period of time since the occurrence of the last speed pulse of the speed sensor in relation to an end of the measuring period; and
- Provision of the number of speed pulses and the length of time since the last speed pulse occurred.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgenden Schritte zum Betreiben eines Drehzahlsensors veran lassen:

According to a further aspect of the invention, a computer program comprises instructions which, when executed by a computer, the computer initiate the execution of the following steps to operate a speed sensor:

Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Steuergeräte, Controller, eingebettete Systeme und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.The term computer is to be understood broadly. In particular, it also includes control units, controllers, embedded systems and other processor-based data processing devices.

Das Computerprogramm kann beispielsweise für einen elektronischen Abruf bereitgestellt werden oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.The computer program can, for example, be provided for electronic retrieval or can be stored on a computer-readable storage medium.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Betreiben eines Drehzahlsensors auf:

- eine Auswerteeinheit zum Bestimmen einer Anzahl von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode und zum Bestimmen einer Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode; und
- eine Ausgabeeinheit zum Bereitstellen der Anzahl von Drehzahlimpulsen und der Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses.

According to a further aspect of the invention, a device for operating a speed sensor has:

- An evaluation unit for determining a number of speed pulses of the speed sensor in a measuring period and for determining a time period since the occurrence of the last speed pulse of the speed sensor in relation to an end of the measuring period; and
- An output unit for providing the number of speed pulses and the length of time since the last speed pulse occurred.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird zusätzlich zu den in einer Messperiode auftretenden Drehzahlimpulsen bzw. Ticks des Drehzahlsensors die Zeitdauer seit Auftreten des letzten Ticks in der Messperiode übermittelt. Auf Grundlage dieser Zeitdauer ist eine auswertende Komponente in der Lage, deutlich genauere Ergebnisse aus den Messdaten des Drehzahlsensors zu berechnen. Bei bisherigen Ansätzen inkrementiert ein Controller für den Drehzahlsensor oder für mehrere Drehzahlsensoren bei jedem Drehzahlimpuls bzw. Tick eines Drehzahlsensors einen zugehörigen Zähler. Bei Ablauf der Periodenzeit, die typischerweise 20 ms beträgt, werden die akkumulierten Zähler versendet. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird bei Ablauf der Periodenzeit zusätzlich zu den Zählern die Zeitspanne bis zur letzten Erhöhung des jeweiligen Zählers berechnet und versendet.In the solution according to the invention, in addition to the speed pulses or ticks of the speed sensor occurring in a measuring period, the time period since the last tick occurred in the measuring period is transmitted. On the basis of this period of time, an evaluating component is able to calculate significantly more precise results from the measurement data of the speed sensor. In previous approaches, a controller for the speed sensor or for several speed sensors increments an associated counter for each speed pulse or tick of a speed sensor. When the period time expires, which is typically 20 ms, the accumulated counters are sent. In the solution according to the invention, when the period time has elapsed, in addition to the counters, the time span up to the last increment of the respective counter is calculated and sent.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Drehzahlsensor ein Drehzahlsensor für ein Rad eines Fortbewegungsmittels. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung für Drehzahlsensoren für die Räder eines Fortbewegungsmittels erhöht die Genauigkeit und die zeitliche Auflösung der Bestimmung der Radgeschwindigkeiten und Stellungen der einzelnen Räder. Dies ermöglicht deutlich verbesserte Lage- und Geschwindigkeitsbestimmungen.According to one aspect of the invention, the speed sensor is a speed sensor for a wheel of a means of locomotion. The use of the solution according to the invention for speed sensors for the wheels of a means of locomotion increases the accuracy and the temporal resolution of the determination of the wheel speeds and positions of the individual wheels. This enables significantly improved position and speed determinations.

Für jedes Rad ist die Radstellung zu einem etwas früheren Zeitpunkt sehr genau bekannt, bzw. die Winkeländerung ist sehr genau bekannt. In eine Sensorfusion konnte bei bisherigen Ansätzen lediglich die Radstellung zur Zeit des Periodenablaufs eingehen, die eine Genauigkeit von ca. 2 cm bis 3 cm aufweist. Mit der zusätzlich verfügbaren Information kann der Zeitpunkt des letzten Drehzahlimpulses genau berechnet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Radstellung nur noch von der Genauigkeit des mechanischen oder magnetischen Sensors abhängig, also in einer Größenordnung deutlich unter den angegebenen 2 cm bis 3 cm. Dies führt in einer Sensorfusion zu deutlich verbesserten Lage- und Geschwindigkeitsbestimmungen.For each wheel, the wheel position is known very precisely at a somewhat earlier point in time, or the change in angle is known very precisely. With previous approaches, only the wheel position at the time of the cycle, which has an accuracy of approx. 2 cm to 3 cm, could be included in a sensor fusion. With the additional information available, the time of the last speed pulse can be calculated precisely. At this point in time, the wheel position is only dependent on the accuracy of the mechanical or magnetic sensor, that is to say in an order of magnitude well below the specified 2 cm to 3 cm. In a sensor fusion, this leads to significantly improved position and speed determinations.

Die zusätzliche Zeitinformation kann zudem genutzt werden, um eine deutlich beschleunigte Kalibrierung der Skala für den Drehzahlsensor zu erreichen, z.B. unter Verwendung der von einem DGPS (DGPS: Differential Global Positioning System; Differentielles Globales Positionierungssystem) zur Verfügung gestellten Geschwindigkeit. Die Skala ist nicht feststehend, sie hängt ab vom genutzten Reifen, dem Luftdruck und auch von der Geschwindigkeit.The additional time information can also be used to achieve a significantly accelerated calibration of the scale for the speed sensor, e.g. using the speed provided by a DGPS (DGPS: Differential Global Positioning System). The scale is not fixed, it depends on the tires used, the air pressure and also on the speed.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die Anzahl von Drehzahlimpulsen und die Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses als Nachricht für ein Bus-System bereitgestellt. In Kraftfahrzeugen werden Daten von Drehzahlsensoren typischerweise via CAN-Bus verschickt. Auf dem CAN-Bus werden die Datenpakete so klein wie möglich gehalten. Eine typische Periodendauer für Nachrichten der Drehzahlsensoren ist 20 ms. Um mittels der zusätzlich übermittelten Zeitdauer eine Auflösung von 1 µs zu erhalten, sind 15 Bit pro Zähler nötig. Werden nur 8 Bit pro Zähler bereitgestellt, ist eine Auflösung von ca. 80 µs möglich. Wie viele zusätzliche Bit tatsächlich genutzt werden, hängt daher von der gewünschten Auflösung und den Randbedingungen für die zulässige bzw. akzeptable Größe der Datenpakete ab und liegt im Ermessen des Fachmanns. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Lösung auch mit anderen Bus-Systemen realisiert werden, wie dem LIN-Bus (LIN: Local Interconnect Network; Lokales Verbindungsnetzwerk) oder FlexRay.According to one aspect of the invention, the number of speed pulses and the length of time since the last speed pulse occurred are provided as a message for a bus system. In motor vehicles, data from speed sensors are typically sent via CAN bus. The data packets are kept as small as possible on the CAN bus. A typical period for messages from the speed sensors is 20 ms. In order to obtain a resolution of 1 µs by means of the additionally transmitted time period, 15 bits per counter are required. If only 8 bits are provided per counter, a resolution of approx. 80 µs is possible. How many additional bits are actually used therefore depends on the desired resolution and the boundary conditions for the permissible or acceptable size of the data packets and is at the discretion of the person skilled in the art. Of course, the solution according to the invention can also be implemented with other bus systems, such as the LIN bus (LIN: Local Interconnect Network) or FlexRay.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird zum Bestimmen der Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors eine Zeitspanne zwischen einem Zeitstempel des Drehzahlimpulses und einem Ablauf der Messperiode bestimmt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird bei der Erhöhung eines Zählers für die Drehzahlimpulse eines Drehzahlsensors zusätzlich ein Zeitstempel oder ein Prozessorzykluszähler gespeichert. Bei Ablauf der Periodenzeit wird zusätzlich zu den Zählern die Zeitspanne bis zum letzten Zeitstempel bzw. Prozessorzykluszähler berechnet und bereitgestellt.According to one aspect of the invention, a time span between a time stamp of the speed pulse and the expiry of the measuring period is used to determine the time since the last speed pulse of the speed sensor occurred definitely. In the solution according to the invention, when a counter is increased for the speed pulses of a speed sensor, a time stamp or a processor cycle counter is also stored. When the period time expires, the time span up to the last time stamp or processor cycle counter is calculated and made available in addition to the counters.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Nachricht für ein Bus-System eines Fortbewegungsmittels Daten zumindest eines Drehzahlsensors für ein Rad des Fortbewegungsmittels, wobei die Daten eine Anzahl von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode und eine Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode umfassen. Vorzugsweise umfasst die Nachricht Daten von zwei oder mehr Drehzahlsensoren für Räder des Fortbewegungsmittels. Eine solche Nachricht ist gut geeignet, um die Daten der Drehzahlsensoren den verschiedenen Abnehmern im Fortbewegungsmittel zur Verfügung zu stellen. Wenn es sich bei dem Fortbewegungsmittel um ein Kraftfahrzeug handelt, werden vorzugsweise für jedes Rad die entsprechenden Informationen zur Verfügung gestellt, d.h. die Nachricht enthält zusätzlich zu den vier Zählern noch die vier Zeitspannen, die besagen um wieviel Zeit zuvor der Zähler für das jeweilige Rad verändert wurde. Aber auch falls zur Beschränkung des Datenvolumens nur für einen Teil der Räder, z.B. die Hinterräder, die Zeitspannen in der Nachricht versendet werden, bringt dies einen Vorteil für die erzielbare Genauigkeit.According to a further aspect of the invention, a message for a bus system of a means of locomotion contains data of at least one speed sensor for a wheel of the means of locomotion, the data being a number of speed pulses of the speed sensor in a measurement period and a time since the last speed pulse of the speed sensor in Include reference to an end of the measurement period. The message preferably comprises data from two or more speed sensors for wheels of the means of locomotion. Such a message is well suited to make the data from the speed sensors available to the various consumers in the vehicle. If the means of locomotion is a motor vehicle, the corresponding information is preferably made available for each wheel, ie the message also contains the four time periods in addition to the four counters, which state how much time previously the counter for the respective wheel changed became. But even if the time spans are sent in the message to limit the data volume only for some of the wheels, e.g. the rear wheels, this has an advantage for the accuracy that can be achieved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors für ein Rad eines Fortbewegungsmittels die Schritte:

- Empfangen der Daten des Drehzahlsensors, wobei die Daten eine Anzahl von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode und eine Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode umfassen; und
- Bestimmen einer Stellung des Rades unter Verwendung der Anzahl von Drehzahlimpulsen und der Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses.

According to a further aspect of the invention, a method for processing data from a speed sensor for a wheel of a means of locomotion comprises the steps:

- Receiving the data from the speed sensor, the data comprising a number of speed pulses of the speed sensor in a measuring period and a time period since the last speed pulse of the speed sensor occurred in relation to an end of the measuring period; and
- Determining a position of the wheel using the number of speed pulses and the length of time since the last speed pulse occurred.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgenden Schritte zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors für ein Rad eines Fortbewegungsmittels veranlassen:

According to a further aspect of the invention, a computer program comprises instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the following steps for processing data from a speed sensor for a wheel of a means of locomotion:

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors für ein Rad eines Fortbewegungsmittels auf:

- eine Empfangseinheit zum Empfangen der Daten des Drehzahlsensors, wobei die Daten eine Anzahl von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode und eine Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode umfassen; und
- eine Recheneinheit zum Bestimmen einer Stellung des Rades unter Verwendung der Anzahl von Drehzahlimpulsen und der Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses.

According to a further aspect of the invention, a device for processing data from a speed sensor for a wheel of a means of locomotion has:

a receiving unit for receiving the data from the speed sensor, the data comprising a number of speed pulses of the speed sensor in a measuring period and a time period since the last speed pulse of the speed sensor with respect to an end of the measuring period; and
a computing unit for determining a position of the wheel using the number of speed pulses and the time since the last speed pulse occurred.

Wie schon zuvor erwähnt erhöht die Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung für Drehzahlsensoren für die Räder eines Fortbewegungsmittels die Genauigkeit und die zeitliche Auflösung der Bestimmung der Radgeschwindigkeiten und Stellungen der einzelnen Räder. Dies ermöglicht deutlich verbesserte Lage- und Geschwindigkeitsbestimmungen. Bei der Verarbeitung der Informationen muss gegebenenfalls berücksichtigt werden, dass sich die Messungen der Drehzahlsensoren auf frühere Zeitpunkte beziehen, die außerdem für jedes Rad unterschiedlich sind. Die für die Verarbeitung genutzten Algorithmen müssen daher eventuell einen modifizierten Zeitstempel nutzen und die Messungen der Räder einzeln behandeln.As already mentioned above, the use of the solution according to the invention for speed sensors for the wheels of a means of locomotion increases the accuracy and the temporal resolution of the determination of the wheel speeds and positions of the individual wheels. This enables significantly improved position and speed determinations. When processing the information, it may be necessary to take into account that the measurements of the speed sensors relate to earlier points in time, which are also different for each wheel. The algorithms used for processing may therefore have to use a modified time stamp and handle the measurements of the wheels individually.

Vorzugsweise wird ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Fortbewegungsmittel eingesetzt, z.B. in einem Kraftfahrzeug oder in einem Schienenfahrzeug. Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Lösung ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn ein Bus-System zur Datenübertragung im Fortbewegungsmittel eingesetzt wird, das oftmals einen Flaschenhals für den Datenaustausch darstellt.A method according to the invention or a device according to the invention is preferably used in a means of locomotion, for example in a motor vehicle or in a rail vehicle. The use of a solution according to the invention is particularly advantageous when a bus system is used for data transmission in the means of transport, which often represents a bottleneck for data exchange.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.Further features of the present invention will become apparent from the following description and the appended claims in conjunction with the figures.

FigurenlisteFigure list

1 shows schematically a method for operating a speed sensor;
2 shows schematically a first embodiment of a device for operating a speed sensor;
3 shows schematically a second embodiment of a device for operating a speed sensor;
4th shows schematically a message according to the invention for a bus system;
5 shows schematically a method for processing data from a speed sensor for a wheel of a means of locomotion;
6th shows schematically a first embodiment of a device for processing data from a speed sensor for a wheel of a means of locomotion;
7th shows schematically a second embodiment of a device for processing data from a speed sensor for a wheel of a means of locomotion;
8th shows schematically a motor vehicle in which a solution according to the invention is implemented;
9 illustrates the maximum and minimum speeds that can be determined from two measurements;
10 shows the maximum absolute error at different speeds; and
11 shows the maximum relative error at different speeds.

FigurenbeschreibungFigure description

Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden in den Figuren für gleiche oder gleichwirkende Elemente verwendet und nicht notwendigerweise zu jeder Figur erneut beschrieben. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.For a better understanding of the principles of the present invention, embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. The same reference symbols are used in the figures for elements that are the same or have the same effect and are not necessarily described again for each figure. It goes without saying that the invention is not limited to the illustrated embodiments and that the features described can also be combined or modified without departing from the scope of protection of the invention as defined in the appended claims.

1 zeigt schematisch ein Verfahren zum Betreiben eines Drehzahlsensors. Beispielsweise kann es sich beim dem Drehzahlsensor um einen Drehzahlsensor für ein Rad eines Fortbewegungsmittels handeln. In einem ersten Schritt S1 werden Drehzahlimpulse des Drehzahlsensors empfangen. Die empfangenen Drehzahlimpulse werden genutzt, um eine Anzahl von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode zu bestimmen S2. Zudem wird eine Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode bestimmt S3. Dazu kann eine Zeitspanne zwischen einem Zeitstempel des Drehzahlimpulses und einem Ablauf der Messperiode bestimmt werden. Die Anzahl von Drehzahlimpulsen und die Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses werden schließlich zur weiteren Verwendung bereitgestellt S4. Beispielsweise können die Informationen als Nachricht über ein Bus-System versendet werden. 1 shows schematically a method for operating a speed sensor. For example, the speed sensor can be a speed sensor for a wheel of a means of locomotion. In a first step S1 speed pulses from the speed sensor are received. The speed pulses received are used to determine a number of speed pulses from the speed sensor in a measurement period S2 . In addition, a period of time since the last speed pulse of the speed sensor occurred in relation to an end of the measurement period is determined S3 . For this purpose, a time span between a time stamp of the speed pulse and the expiry of the measurement period can be determined. The number of speed pulses and the length of time since the last speed pulse occurred are finally made available for further use S4 . For example, the information can be sent as a message via a bus system.

2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 20 zum Betreiben eines Drehzahlsensors 10. Beispielsweise kann es sich beim dem Drehzahlsensor 10 um einen Drehzahlsensor 10 für ein Rad eines Fortbewegungsmittels handeln. Die Vorrichtung 20 hat einen Eingang 21, über den Drehzahlimpulse I des Drehzahlsensors empfangen werden können. Eine Auswerteeinheit 22 ist dazu eingerichtet, eine Anzahl N von Drehzahlimpulsen I des Drehzahlsensors 10 in einer Messperiode zu bestimmen. Die Auswerteeinheit 22 ist zudem eingerichtet, eine Zeitdauer T seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses I des Drehzahlsensors 10 in Bezug auf ein Ende der Messperiode zu bestimmen. Dazu kann die Auswerteeinheit 22 eine Zeitspanne zwischen einem Zeitstempel des Drehzahlimpulses I und einem Ablauf der Messperiode bestimmen. Eine Ausgabeeinheit 23 stellt dann die Anzahl N von Drehzahlimpulsen I und die Zeitdauer T seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses I zur weiteren Verwendung bereit, z.B. über einen Ausgang 26 der Vorrichtung 20. Beispielsweise können die Informationen als Nachricht M über ein Bus-System versendet werden. 2 shows a simplified schematic representation of a first embodiment of a device 20th for operating a speed sensor 10 . For example, it can be the speed sensor 10 around a speed sensor 10 act for a wheel of a vehicle. The device 20th has an entrance 21 , can be used to receive speed pulses I from the speed sensor. An evaluation unit 22nd is set up for this purpose, a number N of speed pulses I of the speed sensor 10 to be determined in one measurement period. The evaluation unit 22nd is also set up, a time period T since the occurrence of the last speed pulse I of the speed sensor 10 to be determined in relation to an end of the measurement period. The evaluation unit 22nd determine a time period between a time stamp of the speed pulse I and the end of the measurement period. An output unit 23 then provides the number N of speed pulses I and the time T since the last speed pulse I occurred for further use, for example via an output 26th the device 20th . For example, the information can be sent as a message M via a bus system.

Die Auswerteeinheit 22 und die Ausgabeeinheit 23 können von einer Kontrolleinheit 24 gesteuert werden. Über eine Benutzerschnittstelle 27 können gegebenenfalls Einstellungen der Auswerteeinheit 22, der Ausgabeeinheit 23 oder der Kontrolleinheit 24 geändert werden. Die in der Vorrichtung 20 anfallenden Daten können bei Bedarf in einem Speicher 25 der Vorrichtung 20 abgelegt werden, beispielsweise für eine spätere Auswertung oder für eine Nutzung durch die Komponenten der Vorrichtung 20. Die Auswerteeinheit 22, die Ausgabeeinheit 23 sowie die Kontrolleinheit 24 können als dedizierte Hardware realisiert sein, beispielsweise als integrierte Schaltungen. Natürlich können sie aber auch teilweise oder vollständig kombiniert oder als Software implementiert werden, die auf einem geeigneten Prozessor läuft, beispielsweise auf einer GPU oder einer CPU. Der Eingang 21 und der Ausgang 26 können als getrennte Schnittstellen oder als eine kombinierte bidirektionale Schnittstelle implementiert sein. Auch die Benutzerschnittstelle 27 kann in diese bidirektionale Schnittstelle integriert sein. Zum Bereitstellen von Zeitinformationen ist vorzugsweise ein Taktgeber 28 vorgesehen, der in 2 als eigenständige Komponente dargestellt ist. Der Taktgeber 28 kann aber auch in eine der anderen Komponenten der Vorrichtung 20 integriert sein.The evaluation unit 22nd and the output unit 23 can from a control unit 24 to be controlled. Via a user interface 27 If necessary, settings of the evaluation unit can be made 22nd , the output unit 23 or the control unit 24 be changed. The one in the device 20th Accruing data can be stored in a memory if required 25th the device 20th be stored, for example for a later evaluation or for use by the components of the device 20th . The evaluation unit 22nd , the output unit 23 as well as the control unit 24 can be implemented as dedicated hardware, for example as integrated circuits. Of course, they can also be partially or completely combined or implemented as software that runs on a suitable processor, for example on a GPU or a CPU. The entrance 21 and the exit 26th can be implemented as separate interfaces or as a combined bidirectional interface. Also the user interface 27 can be integrated into this bidirectional interface. A clock generator is preferably used to provide time information 28 provided in 2 is shown as a separate component. The clock 28 but can also be used in one of the other components of the device 20th be integrated.

3 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung 30 zum Betreiben eines Drehzahlsensors. Die Vorrichtung 30 weist einen Prozessor 32 und einen Speicher 31 auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 30 um ein Steuergerät oder einen Controller. Im Speicher 31 sind Instruktionen abgelegt, die die Vorrichtung 30 bei Ausführung durch den Prozessor 32 veranlassen, die Schritte gemäß einem der beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Speicher 31 abgelegten Instruktionen verkörpern somit ein durch den Prozessor 32 ausführbares Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren realisiert. Die Vorrichtung 30 hat einen Eingang 33 zum Empfangen von Informationen, insbesondere von Drehzahlimpulsen zumindest eines Drehzahlsensors. Vom Prozessor 32 generierte Daten werden über einen Ausgang 34 bereitgestellt. Darüber hinaus können sie im Speicher 31 abgelegt werden. Der Eingang 33 und der Ausgang 34 können zu einer bidirektionalen Schnittstelle zusammengefasst sein. Zum Bereitstellen von Zeitinformationen ist vorzugsweise ein Taktgeber 35 vorgesehen, der in 3 als eigenständige Komponente dargestellt ist. Der Taktgeber 35 kann aber auch in den Prozessor 32 integriert sein. 3 shows a simplified schematic representation of a second embodiment of a device 30th for operating a speed sensor. The device 30th assigns a processor 32 and a memory 31 on. The device is, for example 30th a control unit or a controller. In the storage room 31 instructions are stored that the device 30th when executed by the processor 32 cause the steps to be carried out in accordance with one of the methods described. The ones in memory 31 Stored instructions are thus embodied by the processor 32 executable program which implements the method according to the invention. The device 30th has an entrance 33 for receiving information, in particular speed pulses from at least one speed sensor. From the processor 32 generated data is via an output 34 provided. In addition, they can be in memory 31 be filed. The entrance 33 and the exit 34 can be combined to form a bidirectional interface. A clock generator is preferably used to provide time information 35 provided in 3 is shown as a separate component. The clock 35 but can also be in the processor 32 be integrated.

Der Prozessor 32 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten umfassen, beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder Kombinationen daraus.The processor 32 may comprise one or more processor units, for example microprocessors, digital signal processors or combinations thereof.

Die Speicher 25, 31 der beschriebenen Vorrichtungen können sowohl volatile als auch nichtvolatile Speicherbereiche aufweisen und unterschiedlichste Speichergeräte und Speichermedien umfassen, beispielsweise Festplatten, optische Speichermedien oder Halbleiterspeicher.The memory 25th , 31 of the devices described can have both volatile and non-volatile storage areas and include a wide variety of storage devices and storage media, for example hard disks, optical storage media or semiconductor memories.

4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Nachricht M für ein Bus-System. Beispielsweise kann es sich bei dem Bus-System um einen CAN-Bus handeln. Im dargestellten Beispiel enthält die Nachricht M Informationen für vier Räder, d.h. die Räder links und rechts vorne und links und rechts hinten. Zusätzlich zu den vier Zählern enthält die Nachricht M noch die vier Zeitspannen, die besagen um wieviel Zeit zuvor der Zähler für das jeweilige Rad verändert wurde. Das dazu verwendete Datenformat liegt im Ermessen des Fachmanns und hängt von der gewünschten Auflösung und den Randbedingungen für die zulässige bzw. akzeptable Größe der Datenpakete ab. Beispielsweise kann jeweils eine feste Anzahl Bits für die Zähler und die Zeitspannen vorgesehen sein. 4th shows schematically a message M according to the invention for a bus system. For example, the bus system can be a CAN bus. In the example shown, the message M contains information for four wheels, ie the wheels left and right in front and left and right behind. In addition to the four counters, the message M also contains the four time periods, which state by how much time previously the counter for the respective wheel was changed. The data format used for this is at the discretion of the person skilled in the art and depends on the desired resolution and the boundary conditions for the permissible or acceptable size of the data packets. For example, a fixed number of bits can be provided for the counters and the time periods.

5 zeigt schematisch ein Verfahren zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors für ein Rad eines Fortbewegungsmittels. In einem ersten Schritt S5 werden Daten des Drehzahlsensors empfangen. Beispielsweise können die Daten als Nachricht über ein Bus-System empfangen werden. Die Daten umfassen dabei eine Anzahl von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode und eine Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode. Unter Verwendung der Anzahl von Drehzahlimpulsen und der Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses wird dann eine Stellung des Rades bestimmt S6. Diese kann z.B. genutzt werden, um Lage und Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels zu berechnen S7. 5 shows schematically a method for processing data from a speed sensor for a wheel of a means of locomotion. In a first step S5 data from the speed sensor are received. For example, the data can be received as a message via a bus system. The data include a number of speed pulses from the speed sensor in a measurement period and a time period since the last speed pulse from the speed sensor occurred in relation to an end of the measurement period. A position of the wheel is then determined using the number of speed pulses and the length of time since the last speed pulse occurred S6 . This can be used, for example, to calculate the position and speed of the means of transport S7 .

6 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 40 zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors für ein Rad eines Fortbewegungsmittels. Die Vorrichtung 40 hat einen Eingang 41, über den eine Empfangseinheit 42 die Daten des Drehzahlsensors empfängt. Beispielsweise können die Daten als Nachricht M über ein Bus-System empfangen werden. Die Daten umfassen dabei eine Anzahl N von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode und eine Zeitdauer T seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode. Eine Recheneinheit 43 ist dazu eingerichtet, unter Verwendung der Anzahl N von Drehzahlimpulsen und der Zeitdauer T seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses eine Stellung des Rades zu bestimmen. Diese kann z.B. genutzt werden, um Lage und Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels zu berechnen. 6th shows schematically a first embodiment of a device 40 for processing data from a speed sensor for a wheel of a means of locomotion. The device 40 has an entrance 41 , via which a receiving unit 42 receives the data from the speed sensor. For example, the data can be received as a message M via a bus system. The data include a number N of speed pulses from the speed sensor in a measuring period and a time period T since the last speed pulse of the speed sensor occurred in relation to an end of the measuring period. A unit of account 43 is set up to determine a position of the wheel using the number N of speed pulses and the time T since the last speed pulse occurred. This can be used, for example, to calculate the position and speed of the means of transport.

Die Empfangseinheit 42 und die Recheneinheit 43 können von einer Kontrolleinheit 44 gesteuert werden. Über eine Benutzerschnittstelle 47 können gegebenenfalls Einstellungen der Empfangseinheit 42, der Recheneinheit 43 oder der Kontrolleinheit 44 geändert werden. Die in der Vorrichtung 40 anfallenden Daten können bei Bedarf in einem Speicher 45 der Vorrichtung 40 abgelegt werden, beispielsweise für eine spätere Auswertung oder für eine Nutzung durch die Komponenten der Vorrichtung 40. Alternativ oder zusätzlich können sie über einen Ausgang 46 der Vorrichtung 40 ausgegeben werden. Die Empfangseinheit 42, die Recheneinheit 43 sowie die Kontrolleinheit 44 können als dedizierte Hardware realisiert sein, beispielsweise als integrierte Schaltungen. Natürlich können sie aber auch teilweise oder vollständig kombiniert oder als Software implementiert werden, die auf einem geeigneten Prozessor läuft, beispielsweise auf einer GPU oder einer CPU. Der Eingang 41 und der Ausgang 46 können als getrennte Schnittstellen oder als eine kombinierte bidirektionale Schnittstelle implementiert sein. Auch die Benutzerschnittstelle 47 kann in diese bidirektionale Schnittstelle integriert sein.The receiving unit 42 and the arithmetic unit 43 can from a control unit 44 to be controlled. Via a user interface 47 If necessary, settings of the receiving unit can be made 42 , the arithmetic unit 43 or the control unit 44 be changed. The one in the device 40 Accruing data can be stored in a memory if required 45 the device 40 be filed, for example for a later evaluation or for use by the components of the device 40 . Alternatively or in addition, they can have an output 46 the device 40 are issued. The receiving unit 42 , the arithmetic unit 43 as well as the control unit 44 can be implemented as dedicated hardware, for example as integrated circuits. Of course, they can also be partially or completely combined or implemented as software that runs on a suitable processor, for example on a GPU or a CPU. The entrance 41 and the exit 46 can be implemented as separate interfaces or as a combined bidirectional interface. Also the user interface 47 can be integrated into this bidirectional interface.

7 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung 50 zum Verarbeiten von Daten eines Drehzahlsensors für ein Rad eines Fortbewegungsmittels. Die Vorrichtung 50 weist einen Prozessor 52 und einen Speicher 51 auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 50 um ein Steuergerät. Im Speicher 51 sind Instruktionen abgelegt, die die Vorrichtung 50 bei Ausführung durch den Prozessor 52 veranlassen, die Schritte gemäß einem der beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Speicher 51 abgelegten Instruktionen verkörpern somit ein durch den Prozessor 52 ausführbares Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren realisiert. Die Vorrichtung 50 hat einen Eingang 53 zum Empfangen von Informationen, insbesondere von Daten des Drehzahlsensors. Die Daten umfassen dabei eine Anzahl von Drehzahlimpulsen des Drehzahlsensors in einer Messperiode und eine Zeitdauer seit dem Auftreten des letzten Drehzahlimpulses des Drehzahlsensors in Bezug auf ein Ende der Messperiode. Vom Prozessor 52 generierte Daten werden über einen Ausgang 54 bereitgestellt. Darüber hinaus können sie im Speicher 51 abgelegt werden. Der Eingang 53 und der Ausgang 54 können zu einer bidirektionalen Schnittstelle zusammengefasst sein. 7th shows a simplified schematic representation of a second embodiment of a device 50 for processing data from a speed sensor for a wheel of a means of locomotion. The device 50 assigns a processor 52 and a memory 51 on. The device is, for example 50 to a control unit. In the storage room 51 instructions are stored that the device 50 when executed by the processor 52 cause the steps to be carried out in accordance with one of the methods described. The ones in memory 51 Stored instructions are thus embodied by the processor 52 executable program which implements the method according to the invention. The device 50 has an entrance 53 for receiving information, in particular data from the speed sensor. The data include a number of speed pulses from the speed sensor in a measurement period and a time period since the last speed pulse from the speed sensor occurred in relation to an end of the measurement period. From the processor 52 generated data is via an output 54 provided. In addition, they can be in memory 51 be filed. The entrance 53 and the exit 54 can be combined to form a bidirectional interface.

Der Prozessor 52 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten umfassen, beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder Kombinationen daraus.The processor 52 may comprise one or more processor units, for example microprocessors, digital signal processors or combinations thereof.

Die Speicher 45, 51 der beschriebenen Vorrichtungen können sowohl volatile als auch nichtvolatile Speicherbereiche aufweisen und unterschiedlichste Speichergeräte und Speichermedien umfassen, beispielsweise Festplatten, optische Speichermedien oder Halbleiterspeicher.The memory 45 , 51 of the devices described can have both volatile and non-volatile storage areas and include a wide variety of storage devices and storage media, for example hard disks, optical storage media or semiconductor memories.

8 zeigt schematisch ein Fortbewegungsmittel 60, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist. Bei dem Fortbewegungsmittel 60 handelt es sich in diesem Beispiel um ein Kraftfahrzeug, insbesondere um ein autonomes, ein teilautonomes oder ein mit Assistenzsystemen 61 ausgestattetes Kraftahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist zumindest ein Assistenzsystem 61 sowie eine Vorrichtung 40 zum Verarbeiten von Daten von Drehzahlsensoren für die Räder des Kraftfahrzeugs auf, die vom Assistenzsystem 61 genutzt werden. Die Vorrichtung 40 kann natürlich auch in das Assistenzsystem 61 integriert sein. Das Kraftfahrzeug weist zudem eine Sensorik auf, mit der weitere Sensordaten erfasst werden können. Die Sensorik 62 kann insbesondere Sensoren zur Umfelderkennung umfassen, z.B. Ultraschallsensoren, Laserscanner, Radarsensoren, Lidarsensoren oder Kameras. Weitere Bestandteile des Kraftfahrzeugs sind in diesem Beispiel ein Navigationssystem 63 sowie eine Datenübertragungseinheit 64. Mittels der Datenübertragungseinheit 64 kann eine Verbindung zu einem Backend aufgebaut werden, z.B. zum Übertragen von Daten in einen externen Speicher oder an einen Dienstleister. Zur Speicherung von Daten ist ein Speicher 65 vorhanden. Der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten des Kraftfahrzeugs erfolgt über ein Bus-System 66. 8th shows schematically a means of locomotion 60 , in which a solution according to the invention is implemented. With the means of transport 60 In this example, it is a motor vehicle, in particular an autonomous, partially autonomous or one with assistance systems 61 equipped motor vehicle. The motor vehicle has at least one assistance system 61 as well as a device 40 for processing data from speed sensors for the wheels of the motor vehicle, which are provided by the assistance system 61 be used. The device 40 can of course also be used in the assistance system 61 be integrated. The motor vehicle also has a sensor system with which further sensor data can be recorded. The sensors 62 can in particular include sensors for environment recognition, for example ultrasonic sensors, laser scanners, radar sensors, lidar sensors or cameras. In this example, further components of the motor vehicle are a navigation system 63 as well as a data transmission unit 64 . By means of the data transmission unit 64 a connection to a backend can be established, e.g. to transfer data to an external memory or to a service provider. A memory is used to store data 65 available. The data exchange between the various components of the motor vehicle takes place via a bus system 66 .

Die folgenden Berechnungen sollen verdeutlichen, wie wertvoll die zusätzlich ermittelten Daten sind, unabhängig von der tatsächlichen Verwendung in einer Software zur Sensorfusion. Als Beispiel soll hier die Geschwindigkeitsberechnung dienen.The following calculations are intended to make it clear how valuable the additionally determined data is, regardless of the actual use in a software for sensor fusion. The speed calculation should serve as an example here.

Der zurückgelegte Weg W innerhalb einer Messperiode P entspricht der Anzahl N der Drehzahlimpulse multipliziert mit der Skala S für den Drehzahlsensor: $W = N \times S .$

The distance W covered within a measuring period P corresponds to the number N of speed pulses multiplied by the scale S for the speed sensor:

W. = N \times S. .

Die Genauigkeit des Weges W liegt bei ±S. Mit typischen Werten für die Skala S=0.02 m und der Dauer der Messperiode P=20 ms=0.02 s und der einfachen Schätzung der Geschwindigkeit V als zurückgelegter Weg geteilt durch die Zeitdifferenz, d.h. durch $V = W/P,$

kann die Geschwindigkeit V auf ±0.02 m/0.02 s= ±1 m/s genau bestimmt werden.The accuracy of the path W is ± S. With typical values for the scale S = 0.02 m and the duration of the measuring period P = 20 ms = 0.02 s and the simple estimate of the speed V as the distance covered divided by the time difference, ie by

V = W / P,

the speed V can be determined with an accuracy of ± 0.02 m / 0.02 s = ± 1 m / s.

Dabei wird angenommen, dass die zurückgelegte Länge pro Drehzahlimpuls, d.h. die Skala, exakt bekannt ist. Zudem werden keine weiteren Methoden zur Erhöhung der Genauigkeit verwendet, wie z.B. die Bildung von Mittelwerten oder die Anwendung eines Kalman-Filters. Der absolute/relative Fehler ist jeweils der maximal mögliche Fehler, d.h. es wird ein Fehlerintervall betrachtet, keine Standardabweichungen.It is assumed that the length covered per speed pulse, i.e. the scale, is exactly known. In addition, no other methods are used to increase the accuracy, such as the formation of mean values or the use of a Kalman filter. The absolute / relative error is the maximum possible error, i.e. an error interval is considered, no standard deviations.

Diese relativ niedrige Genauigkeit der Geschwindigkeit bei Verwendung der aktuell vorhandenen Nachrichten der Drehzahlsensoren kann durch die Nutzung von mehreren Nachrichten und statistischen Methoden oder einfach durch die Verwendung einer längeren Periodendauer verbessert werden. Wird z.B. die Periodendauer verdoppelt, halbiert sich der Fehler. Die zeitliche Auflösung der Geschwindigkeit wird dadurch aber natürlich geringer, weil eine längere Zeitdauer verwendet wird. Geschwindigkeitsänderungen können somit nur mit niedrigerer zeitlicher Auflösung beobachtet werden.This relatively low accuracy of the speed when using the currently available messages from the speed sensors can be improved by using several messages and statistical methods or simply by using a longer period. If, for example, the period is doubled, the error is halved. The temporal resolution of the speed is of course lower because a longer period of time is used. Changes in speed can therefore only be observed with a lower temporal resolution.

Bei einer Geschwindigkeit von 30 km/h=8.3 m/s bedeutet ein absoluter Fehler von 1 m/s einen relativen Fehler von 1 (m/s)/8.3 (m/s)=0.12=12%. Der relative Fehler vergrößert sich gerade bei langsameren Geschwindigkeiten und verringert sich bei höheren Geschwindigkeiten.At a speed of 30 km / h = 8.3 m / s, an absolute error of 1 m / s means a relative error of 1 (m / s) /8.3 (m / s) = 0.12 = 12%. The relative error increases especially at slower speeds and decreases at higher speeds.

Um den Genauigkeitsgewinn durch die erfindungsgemäße Lösung zu verdeutlichen, soll nun die mögliche Genauigkeit mit der Nutzung der zusätzlichen Daten ermittelt werden. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist unter den gleichen Annahmen die zurückgelegte Streckenlänge bekannt, d.h. W=NxS, aber die Genauigkeit der gemessenen Zeitdauer ist abhängig von der zeitlichen Auflösung, die der Controller liefern kann.In order to illustrate the gain in accuracy through the solution according to the invention, the possible accuracy should now be determined using the additional data. In the solution according to the invention, the distance covered is known under the same assumptions, i.e. W = NxS, but the accuracy of the measured time period depends on the temporal resolution that the controller can provide.

Eine typische zeitliche Auflösung A eines Mikrocontrollers ist 8 µs, wobei die Genauigkeit durch die Verwendung von Prozessorzykluszählern um einige Größenordnungen erhöht werden kann. Wichtig für die Berechnung der Geschwindigkeit V ist die Genauigkeit des Wertes 1/T. Die Zeitdauer T kann nur auf ±2×A genau berechnet werden. Damit ergibt sich der maximale Fehler zu (1/(T-2×A)-1/T). Der maximale relative Fehler liegt dann unabhängig von der Geschwindigkeit bei T/(T-2×A)-1. Für eine Zeitdauer T in der Größenordnung der typischen Periodenzeit von 20 ms ist der maximale relative Fehler 20 ms/(20 ms-2x8 µs)-1 =0.0008= 0.08%. Der relative Fehler ist unter den gegebenen Annahmen bei 30 km/h also nur 1/150-mal so groß im Vergleich zur Nutzung der Zählimpulse allein (0.08%/12%=1/150).A typical temporal resolution A of a microcontroller is 8 µs, whereby the accuracy can be increased by several orders of magnitude through the use of processor cycle counters. The accuracy of the value 1 / T is important for the calculation of the speed V. The duration T can only be calculated with an accuracy of ± 2 × A. This gives the maximum error as (1 / (T-2 × A) -1 / T). The maximum relative error is then independent of the speed at T / (T-2 × A) -1. For a duration T in the order of magnitude of the typical period time of 20 ms, the maximum relative error is 20 ms / (20 ms-2x8 μs) -1 = 0.0008 = 0.08%. Under the given assumptions, the relative error at 30 km / h is only 1/150 times as large as when using the counting pulses alone (0.08% / 12% = 1/150).

Der absolute Fehler ist bei einer Geschwindigkeit von 30 km/h 0.08%x30 km/h=0.024 km/h=0.0067 m/s. Der absolute Fehler verringert sich damit auf ca. 1/40 des Wertes gegenüber der Berechnung ohne Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung.The absolute error at a speed of 30 km / h is 0.08% x30 km / h = 0.024 km / h = 0.0067 m / s. The absolute error is thus reduced to about 1/40 of the value compared to the calculation without using the solution according to the invention.

9 bis 11 veranschaulichen den Genauigkeitsgewinn durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung unter den oben angeführten Annahmen. 9 until 11 illustrate the gain in accuracy through the use of the solution according to the invention under the above-mentioned assumptions.

9 veranschaulicht die maximalen und minimalen Geschwindigkeiten, die aufgrund zweier Messungen ermittelt werden können, jeweils ohne und mit Verwendung einer erfindungsgemäßen Lösung. Die Steigungen der dargestellten Geraden entsprechen den möglichen mittleren Geschwindigkeiten, die in Übereinstimmung mit den konkreten Messdaten des Drehzahlsensors stehen. Es ist deutlich zu sehen, dass die Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung zu einer erheblichen Verbesserung der Geschwindigkeitsschätzung führt, ohne weitere statistische Verfahren nutzen zu müssen. 9 illustrates the maximum and minimum speeds that can be determined on the basis of two measurements, in each case without and with the use of a solution according to the invention. The slopes of the straight lines shown correspond to the possible mean speeds, which are in accordance with the specific measurement data of the speed sensor. It can be clearly seen that the use of the solution according to the invention leads to a considerable improvement in the speed estimation without having to use further statistical methods.

10 zeigt den maximalen absoluten Fehler bei verschiedenen Geschwindigkeiten ohne und mit Verwendung einer erfindungsgemäßen Lösung. 11 zeigt den maximalen relativen Fehler bei verschiedenen Geschwindigkeiten ohne und mit Verwendung einer erfindungsgemäßen Lösung. Es ist gut zu sehen, dass sich der maximale mögliche Fehler vor allem bei niedrigen Geschwindigkeiten erheblich verringert. 10 shows the maximum absolute error at different speeds with and without the use of a solution according to the invention. 11 shows the maximum relative error at different speeds with and without the use of a solution according to the invention. It is good to see that the maximum possible error is significantly reduced, especially at low speeds.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 60038543 T2 [0004]

Claims

Method for operating a speed sensor (10), with the steps: - Determination (S2) of a number (N) of speed pulses (I) of the speed sensor (10) in a measuring period; - Determination (S3) of a time period (T) since the occurrence of the last speed pulse (I) of the speed sensor (10) in relation to an end of the measuring period; and - Providing (S4) the number (N) of speed pulses (I) and the duration (T) since the last speed pulse (I).

Procedure according to Claim 1 , wherein the speed sensor (10) is a speed sensor (10) for a wheel of a means of locomotion (60).

Procedure according to Claim 1 or 2 , the number (N) of speed pulses (I) and the duration (T) since the last speed pulse (I) being made available as a message (M) for a bus system (66).

Method according to one of the preceding claims, wherein to determine (S3) the time period (T) since the occurrence of the last speed pulse (I) of the speed sensor (10) a time span is determined between a time stamp of the speed pulse (I) and the expiry of the measurement period.

Computer program with instructions which, when executed by a computer, enable the computer to carry out the steps of a method according to one of the Claims 1 until 4th cause a speed sensor (10) to operate.

Device (20) for operating a speed sensor (10), with: - An evaluation unit (22) for determining (S2) a number (N) of speed pulses (I) of the speed sensor (10) in a measuring period and for determining (S3) a time period (T) since the last speed pulse (I) of the Speed sensor (10) with respect to an end of the measurement period; and - An output unit (23) for providing (S3) the number (N) of speed pulses (I) and the duration (T) since the last speed pulse (I).

Message (M) for a bus system (66) of a means of locomotion (60) with data from at least one speed sensor (10) for a wheel of the means of locomotion (60), the data being a number (N) of speed pulses (I) from the speed sensor (10) in a measuring period and a time period (T) since the occurrence of the last speed pulse (I) of the speed sensor (10) in relation to an end of the measuring period.

Message (M) according to Claim 7 wherein the message (M) comprises data from two or more speed sensors (10) for wheels of the means of locomotion (60).

A method for processing data from a speed sensor (10) for a wheel of a means of locomotion (60), comprising the steps: - Receiving (S5) the data from the speed sensor (10), the data being a number (N) of speed pulses (I) from the speed sensor (10) in a measuring period and a time period (T) since the last speed pulse (I) of the Speed sensor (10) with respect to an end of the measurement period; and - Determination (S6) of a position of the wheel using the number (N) of speed pulses (I) and the time period (T) since the last speed pulse (I).

Computer program with instructions which, when executed by a computer, enable the computer to carry out the steps of the method according to Claim 9 to process data from a speed sensor (10) for a wheel of a means of locomotion (60).

Device (40) for processing data from a speed sensor (10) for a wheel of a means of locomotion (60), comprising: - A receiving unit (42) for receiving (S5) the data from the speed sensor (10), the data being a number (N) of speed pulses (I) of the speed sensor (10) in a measuring period and a time period (T) since the occurrence of the last speed pulse (I) of the speed sensor (10) with respect to an end of the measurement period; and - A computing unit (43) for determining (S6) a position of the wheel using the number (N) of speed pulses (I) and the duration (T) since the last speed pulse (I).