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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Elektronisches System für Kontroll- und Steueraufgaben,
bei dem einer Zentraleinheit eine Vielzahl von Peripherieeinheiten zugeordnet
werden kann und bei dem die Kommunikation zwischen zumindest einem
Teil der Peripherieeinheiten und der Zentraleinheiten drahtlos erfolgt.
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Elektronische
Kontroll- und Steuerungssysteme finden in den unterschiedlichsten
Bereichen des Alltags Anwendung. Durch ihren Einsatz werden Sicherheit
und Komfort von Kraftfahrzeugen erhöht, oder die Handhabung von
Haushaltsgeräten
vereinfacht.
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So
wird beispielsweise in Kraftfahrzeugen der Luftdruck der Fahrzeugreifen
mittels geeigneten Drucksensoren regelmäßig gemessen und das Ergebnis über eine
Funkverbindung an eine Zentraleinheit übermittelt. Dort wird der gemessene
Reifendruck mit Sollwerten verglichen und bei Abweichungen, die
ein Sicherheitsrisiko darstellen oder zu erhöhtem Verschleiß führen würden, ein
entsprechendes Warnsignal erzeugt.
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Damit
die Information zielgerichtet erfolgen kann ist es notwendig, dass
neben den Daten über die
Druckwerte auch Information über
die Identität des
jeweiligen Reifens übertragen
wird.
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Dazu
werden nach dem Stand der Technik, wie er beispielsweise in der
EP 0626 911 beschrieben
ist, in einem Paarungsmodus Sende- und Empfangseinheiten eines Fahrzeuges
aufeinander abgestimmt.
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Dabei
ist es wesentlich, dass keine irrtümliche Zuordnung erfolgt, das
also tatsächlich
nur die Reifen erfasst werden, die am Fahrzeug angebracht sind und
nicht etwa auch Reifen, die sich in unmittelbarer Nähe, beispielsweise
an einem benachbart abgestellten Fahrzeug befinden. Nach der genannten Schrift
erfolgt diese Auswahl dadurch, dass ein Empfangsgerät während der
Paarungsphase sehr nahe an die Sendeeinheit der jeweils zu erfassenden
Peripherieeinheit herangebracht wird, womit ein gewisser Aufwand
verbunden ist.
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Darstellung
der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System anzugeben, bei
dem die Erfassung und Zuordnung der Peripherieeinheiten auf eine
einfache Weise erfolgt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst mit
einem System der eingangs genannten Art, bei dem während eines
vorgegebenen Erfassungszeitraumes die von der Zentraleinheit empfangenen
und von verschiedenen Peripherieeinheiten stammenden Signale erfasst
und ausgewertet werden und auf der Grundlage dieser Auswertung eine
Zuordnung der Peripherieeinheiten zu der Zentraleinheit erfolgt.
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Durch
die erfindungsgemäße Auswertung der
empfangenen Signale über
einen gewissen Zeitraum können
die Signale von Peripherieeinheiten, die sich nur kurzzeitig im
Empfangsbereich der Zentraleinheit befinden, automatisch ausgeschieden werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Günstig ist
es dabei insbesondere, wenn lediglich jene Peripherieeinheiten der
Zentraleinheit zugeordnet werden, deren Signale zumindest beinahe
lückenlos
während
des gesamten Erfassungszeitraumes empfangen wurden.
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Vorteilhaft
ist es, wenn zumindest der Teil der Peripheriegeräte dessen
Kommunikation mit der Zentraleinheit drahtlos erfolgt, in periodisch
wiederkehrenden Abständen
ein Signal aussendet, welches in einem ersten Teil eine die Peripherieeinheit
eindeutig kennzeichnende Kennung und in einem zweiten Teil Zusatzinformation
enthält.
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Die
Erfindung ist besonders vorteilhaft als Kontrollsystem für Kraftfahrzeuge
einsetzbar. Bei diesem Anwendungsfall ist besonders der Einsatz zur
Drucküberwachung
der Fahrzeugreifen bedeutsam. Dabei ist es günstig, wenn jeder Fahrzeugreifen über die
an ihm fest angeordnete Peripherieeinheit eindeutig identifizierbar
ist.
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Weitere
vorteilhafte Anwendungsfälle
sind:
- – Der
Einsatz zur Identifikation von Maschinenteilen, die in eine bewegliche
Anlage wie in Fahrzeuge, Arbeitsmaschinen, Kräne, Haushaltsgeräte, etc.
eingebaut werden und für
die eine Anpassung von Systemparametern der Anlage notwendig ist. Die
Maschinenteile können
dabei durch automatisiertes Anlernen ("neuer Motor eingebaut" → Gerät sucht neuen Motor und akzeptiert
den, der nach Transport, Auslieferung usw. übrigbleibt) in die Anlage integriert
werden. Die Übertragung
der Information von dem Maschinenteil zur Anlage im engeren Sinn,
kann dabei unabhängig
von der eigentlichen Anlernfunktion über Funk, Nahfeldkommunikation,
Infrarot, etc. erfolgen.
- – Die
Verwendung als Diebstahlschutz. Dabei wird alarmiert, wenn die Zentraleinheit
von ihr zugeordneten Geräten über einen
vorgegebenen Zeitraum keine Signale empfängt.
- – Der
Einsatz im Haushalt für
sogenannte Universal-Fernbedienungen
für die
Ansteuerung von Haushaltsgeräten
wie Fernsehapparat, DVD-Wiedergabegerät etc.
- – Die
Fernsteuerung von landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen von einer
Zugmaschine aus, wobei Zug- und Arbeitsmaschine per Magnethalter verbunden
werden und auf dem Anfahrtsweg zum Arbeitseinsatz die Zuordnung
erfolgt.
- – Ein
selbstzuordnendes Headset für
Mobiltelefon, welches eine Zeitlang gemeinsam mit diesem in einer
Tasche getragen wird. Alle anderen in der Umgebung wie beispielsweise
in der U-Bahn vorhandenen Headsets verschwinden mit der Zeit wieder
aus dem Empfangsbereich.
- – Grundsätzlich ist
ein Einsatz der Erfindung denkbar für alle Geräte, die in einem Pool verwaltet
und von unterschiedlichen Benutzern verwendet werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Die
Erfindung wird anhand zweier Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch ein Fahrzeug
mit erfindungsgemäßem Kontrollsystem
und
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2 eine beispielhafte zeitliche
Darstellung der Empfangsverhältnisse
in einem Fahrzeug gemäß 1
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Ausführung der Erfindung
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Das
beispielhafte Fahrzeug gemäß 1 ist mit Autoreifen ausgestattet,
welche Funksensoren zur Messung des Reifendruckes umfassen. Derartige Sensoren
gehören
heutzutage zur Standardausrüstung
vieler Kraftfahrzeuge. Die kontinuierliche Überwachung des Reifenzustandes
erhöht
einerseits die Betriebssicherheit des Fahrzeuges und gibt dem Fahrzeuginhaber
andererseits die Möglichkeit,
durch die optimale Einstellung des Reifendrucks den Reifenverschleiß zu verringern.
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Nach
dem Stand der Technik umfassen diese Sensoren eine Druckmessvorrichtung,
die zusammen mit einer Batterie und einem Sender meist an der Felge
im Reifen angebracht ist und periodisch, beispielsweise alle 30
Sekunden ein Impulstelegramm bestehend aus einer eindeutigen Kennung und
dem jeweiligen Messwert aussendet.
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Die
im Fahrzeug angebrachte Zentraleinheit kennt die zugeordneten Radsensoren
P2 durch einen Programmiervorgang, bei dem entweder ein dem Reifen
beiliegender oder aber aufgedruckter Code, beispielsweise ein Barcode,
manuell oder über elektronische
Leseverfahren eingelesen wird. Dieser Vorgang hat bei der Erstmontage,
aber auch beim Wechseln von Sommer- auf Winterreifen usw. zu erfolgen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ersetzt
nun den aufwendigen Vorgang des Programmierens durch einen automatisch
ablaufenden Prozess der Selbstorganisation des Systems.
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Dazu
werden die von der erfindungsgemäßen Zentraleinheit
empfangenen Signale, die von allen in einer gewissen räumlichen
Nähe befindlichen Peripherieeinheiten
(Radsensoren) P1, P2 stammen, über
einen vorgegebenen Zeitraum erfasst und ausgewertet. Dazu umfasst
die Zentraleinheit neben einem Funkteil auch eine Recheneinheit
auf, die mittels Mikrocomputer realisiert ist.
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Der
Erfassungszeitraum beträgt
beispielsweise 30 Minuten und wird vom Benutzer des Fahrzeuges nach
dem Reifenwechsel zum Zeitpunkt t1 gestartet.
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Zu
diesem Zeitpunkt empfängt
die Zentraleinheit neben den Signalen der montierten Reifen P2 auch
die Signale, der in der Werkstätte
lagernden übrigen
Reifen P1.
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Während des
Erfassungszeitraumes, der in der Darstellung nach 2 vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt
t2 währt,
verlässt
das Fahrzeug die Garage und wird durch den Straßenverkehr bewegt. Dabei werden
vorübergehend
auch die Signale der Reifen anderer Verkehrsteilnehmer P3, P4 empfangen
und erfasst.
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Nach
Ablauf des Erfassungszeitraumes werden die empfangenen Signale hinsichtlich
der Gesamtdauer des Empfangs ausgewertet und lediglich jene Peripherieeinheiten
P2 dem Fahrzeug zugeordnet, deren Signale über den gesamten Zeitraum empfangen
worden sind.
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Diese
sind damit als die Sensoren der montierten Reifen identifiziert
worden.
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Nach
dem Identifikationsvorgang kann auch eine Zuordnung der Reifen zu
den einzelnen Positionen am Fahrzeug (Vorne links usw.) erfolgen.
Dazu wird der Funkteil der Zentraleinheit beispielsweise durch entsprechende
Gestaltung der Antenne so ausgelegt, dass wahlweise entweder Empfang
aus allen Richtungen oder aber während
einer Positionsbestimmungsphase selektiver Empfang nur aus einer Vorzugsrichtung
möglich
ist.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
erfolgt die Kommunikation zwischen Peripherieeinheiten und Zentraleinheit
mittels Funk, alternativ sind aber auch andere drahtlose Übertragungsmethoden
möglich. Dies
können
insbesondere sein:
- – Infrarot
- – Induktive
Nahfeldkopplung
- – Kapazitive
Nahfeldkopplung, wie sie beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten PCT/DE03/03141
beschrieben ist.
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Dabei
wird ein elektrisches Nahfeld unsymmetrisch in ein elektrisches
Leiterelement (z.B. den Fahrzeugkörper) kapazitiv eingekoppelt.
Das Leiterelement besteht aus einem im Wesentlichen homogenen Medium
und weist eine Impedanz zur Erde auf, die als Rückleiter bei der Nachrichtenübertragung dient.
Ein Empfänger
koppelt das elektrische Feld kapazitiv aus und demoduliert die übertragene
Nachricht.