DE60021441T2

DE60021441T2 - Verfahren zur Datenübertragung in einem Reifendrucküberwachungssystem

Info

Publication number: DE60021441T2
Application number: DE60021441T
Authority: DE
Inventors: Ivan Andrew David Bailie; Dermot Murphy
Original assignee: Schrader Bridgeport International Inc
Current assignee: Schrader Bridgeport International Inc
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2020-02-05
Also published as: ES2243199T3; CA2294695C; CA2294695A1; ATE300436T1; US6486773B1; EP1026016A3; DE60021441D1; EP1026016B1; EP1026016A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten an ein Reifendruckfernüberwachungssystem.
Es wurden Reifendruckfernüberwachungssysteme entwickelt, die sich der Funktechnologie bedienen, um zentralisierte Reifendruckinformation für den Bediener eines Fahrzeuges bereitzustellen. Derartige Systeme umfassen üblicherweise eine Mehrzahl von Sendeeinheiten oder Überträgern, die den Reifen eines Fahrzeuges, so beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, eines Lastkraftwagens oder eines anderen Radfahrzeuges, zusammen mit einer Empfangseinheit zugeordnet sind. Die Überträger messen eine Kenngröße der Reifen, so beispielsweise den Luftdruck der Reifen, und übertragen der Kenngröße der Reifen entsprechende Daten an den Empfänger. Der Empfänger leitet in Reaktion auf die Daten einen Vorgang ein, so beispielsweise das Auslösen eines Alarmes oder das Anzeigen einer Mitteilung, wodurch der Benutzer des Fahrzeuges auf die Kenngröße des Reifens aufmerksam gemacht wird.
Ein in einem derartigen System augenscheinliches Problem besteht in der Kollision von Daten beim Empfänger. Übertragen zwei Überträger gleichzeitig Daten, so kann eine Kollision auftreten, bei der der Empfänger nicht in der Lage ist, die beiden Übertragungen verlässlich zu dekodieren. Eine Überlappung der beiden Übertragungen von den Sendeeinheiten kann den Empfang von Daten von beiden Sendeeinheiten behindern.
Eine bekannte Lösung stellt auf die Unterbrechung der Übertragung von Daten während ausgewählter sich wiederholender Zeitintervalle an jedem Überträger ab. Die Gesamtübertragungszeit wird in eine Anzahl von Abschnitten, so beispielsweise zehn, unterteilt. Während ausgewählter Abschnitte, so beispielsweise bei zwei von den zehn Abschnitten, wird die Übertragung ausgesetzt, wodurch eine Ruhezeit gegeben ist, in der Daten von den anderen Sendeeinheiten erfolgreich übertragen werden können. Sind die Ruhezeiten von drei oder vier Sendeeinheiten zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem die vierte Sendeeinheit überträgt, aufeinander abgestimmt, so tritt keine Kollision auf. Werden zwei Übertragungen aus derselben Sendeeinheit dekodiert, und sind diese identisch, so gelten die Daten als gültig und verlässlich.
Die Druckschrift WO 96 15919 A offenbart ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Reifendruckfernüberwachungssystem, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst: ein an jedem Reifen einer Mehrzahl von Reifen eines Fahrzeuges erfolgendes Sammeln eine Kenngröße der Reifen repräsentierender Daten und ein Senden von Datenworten in Reaktion auf die Daten während eines Intervalls eines aperiodischen Zeitfensters. Darüber hinaus wird ein Überträger zur Verwendung in einem Reifendruckfernüberwachungssystem eines Fahrzeuges offenbart, wobei der Überträger umfasst: einen Sensor zum Erfassen eines Betriebszustandes eines dem Überträger zugeordneten Reifens und zum Erzeugen einer Meldung, eine mit dem Sensor gekoppelte Steuerung mit einer Datenempfangsschaltung, die derart eingerichtet ist, dass sie die Meldung empfängt, und eine Steuerschaltung, die Datenworte zur Übertragung an einen Fernempfänger während einer Mehrzahl aperiodischer Zeitfenster überträgt.
Die Druckschrift US-A-5,838,299 offenbart ein System zur Mitteilung eines niedrigen Druckes in Fahrzeugen, wobei jedes Rad des Fahrzeuges einen Überträger mit einem eindeutigen Code aufweist. Ein zentraler Empfänger in dem Fahrzeug erkennt gemäß der technischen Lehre dieser Druckschrift die Codes für die jeweiligen Überträger des Fahrzeuges und zudem einen gemeinsamen Überträgercode für den Fall, dass einer der Überträger ausgetauscht werden muss. Während des Betriebes und der Wartung des Fahrzeuges kann bei einer Drehung der Reifen das System neukalibriert werden, um die Orte der Überträger neu zu erfassen. Ein anwendungsspezifischer IC-Codierer (application specific integrated ciruit ASIC) in jedem Überträger ist entsprechend dem jeweiligen eindeutigen Code derart programmiert, dass er seine Information in verschiedenen Intervallen sendet, wodurch eine Kollision zwischen zwei oder mehreren Überträgern in dem Fahrzeug vermieden wird.
Obwohl die vorgenannten Techniken durchaus annehmbare Ergebnisse liefern, ist es von Vorteil, mögliche Kollisionen noch stärker zu verhindern, um eine verlässlichere und schnellere Übertragung von Kenngrößen und Informationen über die Reifen an den Bediener des Fahrzeuges zu ermöglichen. Entsprechend besteht Bedarf an einem verbesserten Verfahren sowie einer verbesserten Vorrichtung zur Übertragung von Daten in einem Reifendruckfernüberwachungssystem, wobei Datenkollisionen vermindert werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Reifendruckfernüberwachungssystem bereit, bei dem an jedem Reifen einer Mehrzahl von Reifen eines Fahrzeuges eine Reifenkenngröße repräsentierende Daten gesammelt werden, und bei dem an jedem jeweiligen Reifen Datenworte in Reaktion auf die die Kenngröße des Reifens repräsentierenden Daten während einer Mehrzahl von Zeitfenstern übertragen werden. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Zeitfestlegung mit Blick auf die Mehrzahl der Zeitfestlegungsfenster durch einen vorbestimmten und vorab zugewiesenen jeweiligen anderen Startpunkt eines vorbestimmten mehrwertigen Codes festgelegt ist, der der Mehrzahl von Reifen des Fahrzeuges gemeinsam ist und einen eindeutigen Code für den jeweiligen Reifen darstellt.
Bei einem Ausführungsbeispiel sendet jeder Überträger Daten während einer Sequenz aperiodischer Zeitfenster. Da die Zeitfenster aperiodisch sind, wird die Wahrscheinlichkeit einer gleichzeitigen oder überlappenden Übertragung zweier oder mehrerer Überträger vermindert. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wartet jeder Überträger für eine variable Zeitverzögerung, bevor er mit seiner Übertragung von Daten beginnt. Da die Überträger die Übertragung zu verschiedenen Zeitpunkten beginnen, wird die Wahrscheinlichkeit einer überlappenden Übertragung zweier oder mehrerer Überträger verringert.
Die vorstehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist lediglich als Einleitung gedacht. Kein Teil dieser Einleitung soll als Beschränkung der beigefügten Ansprüche verstanden werden, da letztere alleine den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung festlegen.
Es folgt eine Beschreibung einiger spezifischer Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei der Bezug auf die begleitende Zeichnung genommen wird, die sich wie folgt zusammensetzt.
1 ist ein Blockdiagramm eines Reifendruckfernüberwachungssystems.
2 ist ein Zeitdiagramm, das eine von dem Überträger von 2 vorgenommene Datenübertragung darstellt.
3 zeigt eine Reihe von Zeitdiagrammen, die ein Beispiel für den Aufbau eines Wortes und Bits für Daten enthalten, die entsprechend dem Zeitdiagramm von 2 übertragen werden.
4 ist ein Blockdiagramm eines Überträgers zur Verwendung in einem Reifendruckfernüberwachungssystem gemäß 1.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des Überträgers von 2 darstellt.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeuges V, das in diesem Beispiel vier Reifen aufweist. Das Fahrzeug V umfasst ein Reifendruckfernüberwachungssystem 10, das beispielsweise vier Sendeeinheiten beziehungsweise Überträger 12 und eine Empfangseinheit 14 umfasst. Jeder der Überträger 12 enthält einen batteriebetriebenen Funkfrequenzübertrager (RF radio frequency, Funkfrequenz), der Funksignale, die den Druck oder eine andere Kenngröße eines zugeordneten Reifens repräsentieren, periodisch überträgt. In diesem Beispiel sind die Reifen mit T(1), T(2), T(3) und T(4) bezeichnet, während die zugeordneten Reifendrücke mit P(1), P(2), P(3) und P(4) bezeichnet sind. Der Aufbau und Betrieb der Überträger 12 wird nachstehend eingehend in Verbindung mit 4 beschrieben. Die Empfangseinheit 14 empfängt Funksignale von dem Überträger 12 und gibt an den Bediener des Fahrzeuges V eine Warnung aus, wenn der mitgeteilte Reifendruck eines der Reifen außerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.
2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Reifendruckfernüberwachungssystem, so beispielsweise dem System 10 von 1, darstellt. 2 enthält zwei Wellenformen, nämlich eine erste Wellenform 20, die die Datenübertragung von einer ersten Sendeeinheit beziehungsweise einem ersten Überträger des Reifendruckfernüberwachungssystems darstellt, und eine zweite Wellenform 22, die die Datenübertragung von einem zweiten Überträger des Reifendruckfernüberwachungssystems darstellt. 2 zeigt einen Block beziehungsweise Rahmen (frame) zur Übertragung der Daten. Jeder Block beziehungsweise Rahmen umfasst eine Übertragung von acht Datenworten während acht jeweiliger Zeitfenster. Blöcke werden vorzugsweise mit einer Wiederholungsrate beziehungsweise einer Aktualisierungsfrequenz wiederholt. Die Aktualisierungsfrequenz kann derart gewählt sein, dass sie in der Größenordnung von Sekunden, Minuten, Stunden oder einer beliebigen anderen Größenordnung liegt. Die Aktualisierungsfrequenz kann, was nachstehend noch erläutert wird, in Abhängigkeit von der Betriebsart des den Überträger umfassenden Reifens, so beispielsweise abhängig von dessen Stehen oder Rollen, variiert werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden Daten, die eine Reifenkenngröße, so beispielsweise Reifendruckdaten, repräsentieren, in einem Muster übertragen, das durch die Wellenformen von 2 gegeben ist. Vorzugsweise werden zwei identische Datenworte während sequenzieller Zeitfenster übertragen. So überträgt der erste Überträger ein Datenwort während eines Zeitfensters 24 der Wellenform 20, überträgt das Datenwort während eines nachfolgenden Zeitfensters 26 erneut, überträgt das Datenwort während eines nachfolgenden Zeitfensters 28 erneut und so weiter. Auf ähnliche Weise überträgt der zweite Überträger ein Datenwort während eines ersten Zeitfensters 30, überträgt das Datenwort während eines zweiten Zeitfensters 32 erneut, überträgt das Datenwort während eines dritten Zeitfenster 34 erneut und so weiter. Auf diese Weise werden Daten von jeder der Sendeeinheiten beziehungsweise von jedem der Überträger in dem System wiederholt übertragen, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass der Empfänger die Daten empfängt und dekodiert, ohne dass eine Kollision auftritt.
Während jedes Zeitfensters überträgt ein Überträger ein Datenwort während einer Übertragungszeit, in der der Überträger Daten aktiv überträgt, gefolgt von einer Ruhezeit variabler Dauer, wenn der erste Überträger nicht überträgt. Dies setzt sich fort, bis eine vorbestimmte Anzahl von Datenworten übertragen worden ist. Bei dem dargestellten Beispiel liegt die Übertragungszeit bei allen Zeitfenstern einheitlich bei 24,7 ms. Diese Zeit ergibt sich aus der Zusammensetzung und der Dauer des übertragenen Wortes, das nachstehend im Zusammenhang mit 3 noch eingehender beschrieben wird. Andere Zusammensetzungen und Dauern des Wortes sind ebenfalls möglich. Mit Blick auf die Wellenform 20 enthält das Zeitfenster 24 eine Übertragungszeit 36. Der Rest des Zeitfensters 24 ist Ruhezeit. Auf ähnliche Weise enthält das Zeitfenster 26 eine Übertragungszeit 28, gefolgt von einer Ruhezeit, die bis zum Anfang einer Übertragungszeit 40 des Zeitfensters 28 dauert. Mit Blick auf die zweite Wellenform 22 enthält das Zeitfenster 30 eine Übertragungszeit 42, an die sich eine Ruhezeit anschließt. Das nächste Zeitfenster 32 enthält eine Übertragungszeit 44, an die sich eine Ruhezeit anschließt, wobei das Zeitfenster 34 eine Übertragungszeit 46 enthält, an die sich eine Ruhezeit anschließt. Der Rest der Zeitfenster sowohl der Wellenform 20 wie auch der Wellenform 22, die von dem ersten Überträger und dem zweiten Überträger in dem Reifendruckfernüberwachungssystem verwendet werden, sind jeweils ähnlich aufgebaut.
Wie in 2 gezeigt ist, sind die Zeitfenster für die Datenübertragung von jeder Sendeeinheit aperiodisch. Während die Zeitfenster sequenziell auftreten, ist der zeitliche Abstand nicht durch eine regelmäßige Periodizität gegeben. Vielmehr wird der Anfang der sukzessiven Zeitfenster in Reaktion auf einen vorbestimmten Code der Dauer festgelegt. Der vorbestimmte Code der Dauer, der zur Festlegung der Wellenform 20 verwendet wird, ist in 2 neben der Wellenform 20 dargestellt. Der in diesem Beispiel verwendete Code lautet 68664444... Auf ähnliche Weise ist der vorbestimmte Code der Dauer, der zur Festlegung der Wellenform 22 verwendet wird, in 2 neben der Wellenform 22 dargestellt. Dieser Code lautet 44686644. Jeder Überträger speichert eine örtliche Kopie dieses Codes ab, sodass der Code allen Rädern des Fahrzeuges gemeinsam ist.
Die Zeitfestlegung jedes Zeitfensters wird unter Verwendung des vorbestimmten Codes der Dauer gemessen. So weist beispielsweise mit Blick auf die Wellenform 20 von 2 das erste Zeitfenster 24 eine Dauer von 0,15 s auf. Diese Dauer wird durch Multiplizieren des ersten Elementes des vorbestimmten Codes der Dauer, nämlich 6, mit einer Zeiteinheit, in diesem Beispiel 25 ms, festgelegt. Jede beliebige andere geeignete Zeiteinheit kann gewählt werden. Das nachfolgende Zeitfenster 26 weist eine Dauer von 8 mal 25 ms, das heißt 0,2 s, auf. Auf ähnliche Weise weist das nächste Zeitfenster 28 eine Dauer von 6 mal 25 ms, das heißt 0,15 s, auf. Entsprechend wird der Start der sukzessiven Zeitfenster in Reaktion auf den vorbestimmten Code der Dauer zeitlich festgelegt. Da die Übertragungszeit jedes Zeitfensters einheitliche Länge, in diesem Beispiel 24,7 ms, aufweist, wird die Dauer der Ruhezeit auf ähnliche Weise entsprechend dem vorbestimmten Code der Dauer festgelegt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der vorbestimmte Code der Dauer allen Überträgern in dem Reifendruckfernüberwachungssystem gemeinsam. Gleichwohl ist jeder Überträger in dem System derart eingestellt, dass er an einer anderen Stelle in dem Code beginnt. So beginnt der ein Zeitdiagramm gemäß der Wellenform 20 aufweisende erste Überträger mit mit dem Betrteb unter Verwendung des Codes 686.... für die zeitliche Festlegung der Übertragung der Zeitfenster. Der ein Zeitdiagramm gemäß der Wellenform 22 aufweisende zweite Überträger beginnt unter Verwendung des Codes 446... für die zeitliche Festlegung der Übertragung der Zeitfenster. Über mehrere Wiederholungen des Codes hinweg folgen die Übertragungen von den Überträgern demselben Muster. Gleichwohl sind aufgrund der Verwendung verschiedener Anfangspunkte in dem Code an jedem Überträger die Übertragungen einer Mehrzahl von Überträgern nicht synchronisiert, was die Wahrscheinlichkeit einer Kollision dieser Übertragungen an dem Empfänger verringert.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dasselbe Datenwort beziehungsweise werden dieselben Datenworte während jedes Zeitfensters übertragen. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können die Daten gleichwohl aktualisiert werden, indem beispielsweise eine zusätzliche Reifendruckmessung vorgenommen wird. Die aktualisierten Daten werden dann in nachfolgenden Datenworten unter Verwendung des vorbestimmten Codes der Dauer für die zeitliche Festlegung der Zeitfenster der Übertragung übertragen. Nachdem also eine Reifenkenngröße repräsentierende Daten gesammelt worden sind, wird ein Datenwort in Reaktion auf die Daten während der aktiven Zeit des ersten Zeitfensters übertragen. Nach einer Zeitverzögerung, die wenigstens teilweise durch ein Wiederholungsmuster, so beispielsweise den vorbestimmten Code der Dauer, festgelegt ist, wird ein nächstes Datenwort zu Beginn des nachfolgenden Zeitfensters übertragen. Die Schritte der Übertragung eines Datenwortes und der nach einer Zeitverzögerung erfolgenden Übertragung eines nächsten Datenwortes werden für eine vorbestimmte Anzahl von Datenworten, so beispielsweise acht Datenworte, wiederholt. Die Zeitverzögerung für jedes jeweilige Datenwort ist entsprechend dem Wiederholungsmuster festgelegt. Wie vorstehend festgestellt worden ist, ist das Wiederholungsmuster vorzugsweise der Mehrzahl von Reifen unter Verwendung desselben Codes an verschiedenen Reifen gemeinsam. Es kann jedoch auch ein anderes Muster verwendet werden. Der Code der Dauer oder das Wiederholungsmuster, das in der Zeichnung dargestellt ist, wurde durch eine Simulation derart bestimmt, dass es mit Blick auf eine Verringerung der Kollision von Daten an einem Empfänger in einem Reifendruckfernüberwachungssystem von Vorteil ist. Gleichwohl können auch andere Muster zur Übertragung von Datenworten in Reaktion auf die gesammelten Daten während einer Mehrzahl aperiodischer Zeitfenster übertragen werden.
3 zeigt eine als Beispiel angegebene Wort- und Bitformatierung zur Verwendung bei der Datenübertragungstechnik gemäß 2. Gemäß 3 enthält eine Wellenform 50 ein Beispielswort 52, das aus 45 Informationsbits besteht. Das Wort 52 umfasst einen 4 Bit umfassenden Anfangscode, gefolgt von einem einzelnen Bit, 5 Bit, die einen Funktionscode umfassen, an den sich wiederum ein einzelnes Bit anschließt, worauf 34 Bit zusätzlicher Daten folgen. Die 34 Datenbits sind zwischen einem 24 Bit umfassenden eindeutigen Identifikationscode (ID) und 8 Bit, die eine Reifenkenngröße, so beispielsweise den Reifendruck, der von der das Wort übertragenden Sendeeinheit gemessen worden ist, repräsentieren, verteilt. Der 24 Bit umfassende eindeutige Identifikationscode wird zur Identifizierung des Reifens verwendet, der der mitgeteilten Reifenkenngröße zugeordnet ist. Darüber hinaus ist eine 2 Bit umfassende Prüfsumme enthalten, durch die ein verlässlicher Empfang des Wortes verifiziert wird.
In 3 zeigen eine Wellenform 54 und eine Wellenform 56 darüber hinaus den Aufbau von Bits, die eine logische „0" beziehungsweise eine logische „1" festlegen. Das dargestellte Ausführungsbeispiel bedient sich zur Übertragung der Daten einer Pulsbreitenmodulation (pulse width modulation PWM). Einzelheiten betreffend die Beispielsbitbreite und die Beispielsdatenrate sind in 3 für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angegeben.
Man beachte, dass der Aufbau von Wort und Bit gemäß 3 lediglich ein Beispiel darstellt und für einen erfolgreichen Betrieb eines Systems entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht notwendig ist. Alternative Ausführungsbeispiele können ebenfalls mit Erfolg zum Einsatz kommen. So kann beispielsweise anstelle der Verwendung eines Pulsbreitenmodulationsprotokolls ein Manchestercodeprotokoll für eine verlässliche Übertragung von Daten verwendet werden. Derartige alternative Ausführungsbeispiele können gewählt werden, um eine schnellere Datenübertragungsrate oder einen verminderten Energieverbrauch in der die Daten übertragenden Sendeeinheit zu ermöglichen.
4 zeigt ein Blockdiagramm einer Sendeeinheit für einen Überträger 12 zur Verwendung in dem Reifendruckfernüberwachungssystem gemäß 1. Der Überträger 12 umfasst einen Drucksensor 60, eine Steuerung 62, einen Rollschalter 64, einen Erfassungsschalter 66, eine Funkfrequenzschaltung 68 (RF radio frequency, Funkfrequenz) sowie eine Antenne 69, einen Taktgeber 70 und eine Batterie 72. Die Bestandteile des Überträgers 12 sind in einem Gehäuse 74 aufgenommen. Der Überträger ist derart ausgelegt, dass er an einem Reifen eines Fahrzeuges oder in dessen Innerem angebracht werden kann, um eine Kenngröße des Reifens zu erfassen und die Kenngröße repräsentierende Daten an einen Empfänger, so beispielsweise die Empfangseinheit 14 des Reifendruckfernüberwachungssystems 10 von 1, zu übertragen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kenngröße des Reifens der Luftdruck desselben. Gleichwohl können auch andere Reifenkenngrößen gemessen werden, so beispielsweise die Temperatur des Reifens, die Anzahl der Umdrehungen des Reifens und dergleichen mehr.
Der Drucksensor 60 stellt einen Sensor zum Erfassen einer Betriebsbedingung des dem Überträger 12 zugeordneten Reifens und zum Erzeugen einer Mitteilung an einer Ausgabe 76 dar. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Drucksensor 60 ein Druckwandler, der den Luftdruck des Reifens erfasst, und entweder ein analoges Signal oder ein digitales Signal für den Reifendruck an der Ausgabe 76 erzeugt.
Die Steuerung 62 steuert den Betrieb des Überträgers 12. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuerung 62 als anwendungsspezifische IC-Schaltung (ASIC) implementiert. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die Steuerung 62 als Allzweckmikroprozessor oder drahtgebundener Schaltkreis implementiert sein. Die Implementierung als ASIC bringt Vorteile mit Blick auf die verringerte Größe, das verringerte Gewicht, die verringerten Kosten und den verringerten Leistungsverlust mit sich, die sämtlich wichtige Designparameter für den Überträger 12 darstellen.
Die Steuerung umfasst verschiedene Schaltkreise zum Empfangen von Eingabesignalen, zum Verarbeiten der Eingabesignale und zum Bereitstellen von Ausgabesignalen. Insbesondere enthält die Steuerung 62 eine Datenempfangsschaltung, die derart ausgelegt ist, dass sie die Mitteilung betreffend den Reifendruck von der Ausgabe 76 des Drucksensors 60 empfängt. Die Datenempfangsschaltung kann beispielsweise ein Analog-Digital-Wandler sein. Darüber hinaus umfasst die Steuerung eine Steuerschaltung, die Datenworte in Reaktion auf die Mitteilung zur Übertragung an einen Fernempfänger während einer Mehrzahl aperiodischer Zeitfenster formatiert, was beispielsweise in 2 dargestellt ist. Zudem umfasst die Steuerung 62 einen Speicher 78, der mit der Steuerschaltung der Steuerung zum Speichern von Daten gekoppelt ist.
Die Funkfrequenzschaltung 68 ist mit der Steuerung 62 gekoppelt, um eine Funkfrequenzübertragung von Datenworten an einen Fernempfänger zu ermöglichen. Dies kann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren bewerkstelligt werden, so beispielsweise durch eine datenwortgestützte Modulation eines Trägersignals, wobei der modulierte Träger für die Funkfrequenzübertragung der Daten der Antenne 69 zugeleitet wird.
Der Taktgeber 70 stellt eine Zeitfestlegungsschaltung dar, die mit der Steuerung 62 verbunden ist, um eine Bezugszeitfestlegung für den Überträger 12 festzulegen. Die Steuerung 62 arbeitet in Reaktion auf die Bezugszeitfestlegung für den Zeitfestlegungsvorgang des Überträgers 12. So formatiert die Steuerung 62 Datenworte zur Übertragung während aperiodischer Zeitfenster an einen Fernempfänger. Die Steuerung 62 arbeitet in Reaktion auf eine Bezugszeitfestlegung, um eine zeitliche Anordnung der aperiodischen Zeitfenster entsprechend einem Wiederholungsmuster vorzunehmen. Bei dem dargestellten Beispiel ist das Wiederholungsmuster in dem Speicher 78 gespeichert und bei spielsweise gleich dem Wiederholungsmuster 68664444...., das in 2 dargestellt ist. So wählt bei einem als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispiel die Steuerung 62 ein Element des Codes aus, der das Wiederholungsmuster aus dem Speicher 78 darstellt. Die Steuerung 62 multipliziert eine Zeiteinheit, so beispielsweise 25 ms, mit dem ausgewählten Element und in Reaktion auf die Bezugszeitfestlegung von dem Taktgeber 70 mal den Anfang des nachfolgenden Zeitfensters. Auf diese Weise wird der Überträger 12 derart eingestellt, dass er ein Datenwort während eines Zeitfensters überträgt, eine wenigstens teilweise durch das Wiederholungsmuster festgelegte vorbestimmte variable Zeit wartet und ein nächstes Datenwort während eines nächsten Datenfensters über trägt.
Wie bereits festgestellt worden ist, werden die Codes, die das Wiederholungsmuster bilden, vorzugsweise in dem Speicher 78 gespeichert. Alternativ können die Codes auf beliebige Weise berechnet oder bestimmt werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Codes in dem Speicher 78 zum Zeitpunkt der Herstellung des Überträgers 12 gespeichert. Darüber hinaus wird der Anfangspunkt in dem Code, der für die Steuerung 62 bei der Übertragung des ersten Datenwortes verwendet wird, beliebig festgelegt. Dies kann durch Speichern des Codes an einer beliebigen Anfangsstelle oder durch beliebiges Auswählen des Anfangspunktes in dem Code an der Steuerung 62 bewerkstelligt werden.
Der Rollschalter 64 erfasst eine Drehkenngröße eines dem Überträger 12 zugeordneten Reifens, so beispielsweise das Rollen mit einer spezifischen Geschwindigkeit, und leitet ein Signal weiter, wenn die Drehkenngröße eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Rollschalter 64 einen Zungenkontaktschalter, der bei einer bestimmten g-Kraft (das heißt einem Vielfachen der schwerkraftbedingten Beschleunigung) schließt. In Reaktion auf das Schließen des Rollschalters 64 reagiert die Steuerung 62, beispielsweise durch eine Erhöhung der Abtastübertragungsraten des Überträgers 12. Bei einem Ausführungsbeispiel schließt der Schalter 64 beispielsweise für den Fall, dass ein den Überträger 12 aufweisendes Fahrzeug eine Bewegung mit einer Geschwindigkeit über 30 km/h beginnt. In Reaktion hierauf liest die Steuerung 62 die Mitteilung betreffend den Luftdruck, die von dem Drucksensor 60 geliefert wird, mit vergrößerter Rate aus und schließt die Funkfrequenzschaltung 68, um den Luftdurck repräsentierende Datenworte ebenfalls mit vergrößerter Geschwindigkeit zu übertragen. Bei diesem Beispiel liegt für den Fall, dass das Fahrzeug steht oder sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Schwelle von 30 km/h bewegt, die Abtastrate gemäß der Bestimmung durch die Steuerung 62 bei annähernd 1 Abtastung pro 15 Minuten. Die Übertragungsrate, die auch als Aktualisierungsrate oder Aktualisierungsfrequenz bezeichnet wird, liegt annähernd bei einer Übertragung 8 identischer Datenworte pro 60 Minuten. Nach dem Schließen des Rollschalters 64 wird die Abtastrate durch die Steuerung 62 auf 1 Abtastung pro 10 Sekunden gesteigert, und die Übertragungsrate wird auf 1 Übertragung pro Minute gesteigert, wodurch die Aktualisierungsfrequenz erhöht wird. Entsprechend stellt der dargestellte Überträger 12 einen Betriebszustand der erhöhten Drucküberwachung bereit, wobei eine häufigere Abtastung und Übertragung erfolgt, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist. Nachdem das Fahrzeug wieder steht, und der Rollschalter 64 offen ist, verringert die Steuerung 62 die Abtastübertragungsrate wieder.
Bei einem Ausführungsbeispiel schließt der Rollschalter 64 bei einem spezifischen Wert der g-Kraft, die aus einem Wertebereich ausgewählt ist. Bei einem Beispiel variiert der Bereich der Werte für die g-Kraft zwischen dem 6,1- und dem 12,2-fachen der schwerkraftbedingten Beschleunigung. Die ausgewählten Werte für die g-Kraft für einen bestimmten Rollschalter 64 werden während der Herstellung des Überträgers 12 beliebig festgelegt. Auf diese Weise kommt bei jedem der den Reifen zugeordneten jeweiligen Überträger 12 ein anderer Wert für die g-Kraft zum Einsatz, um den Betriebszustand der erhöhten Drucküberwachung zu aktivieren. Da dieser Betriebszustand eine Erhöhung bei den Funkfrequenzübertragungen mittels des Überträgers 12 wie auch mittels der anderen in dem Fahrzeug verwendeten Überträger bedeutet, entspricht dieser Betriebszustand der erhöhten Wahrscheinlichkeit einer Kollision an dem Empfänger. Durch Spreizen des Wertebereiches für die g-Kraft, mit der die Überträger in dem Betriebszustand der erhöhten Drucküberwachung schalten, wird die Wahrscheinlichkeit einer Kollision beziehungsweise einer Wortkollision an dem Empfänger jedoch verringert.
5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Reifendruckfernüberwachungssystem darstellt. Das Verfahren beginnt bei Schritt 80.
Bei Schritt 82 werden eine Kenngröße eines Reifens repräsentierende Daten gesammelt. So können beispielsweise der pneumatisches Luftdruck, die Temperatur oder eine andere physikalische Kenngröße des Reifens gemessen werden. Bei Schritt 84, der in gestrichelten Linien gezeichnet ist, um darzustellen, dass es sich hierbei um einen optionalen Schritt handelt, umfasst das Verfahren ein für eine bestimmte Verzögerungszeit erfolgendes Warten vor Schritt 86, bei dem Daten übertragen werden. Vorzugsweise unterscheidet sich die variable Verzögerugszeit von der variablen Verzögerungszeit, die von anderen Überträgern in dem Reifendruckfernüberwachungssystem verwendet wird. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit einer Wortkollision beziehungsweise einer Kollision beim Empfang an dem Empfänger in dem System verringert. Bei Schritt 86 werden Daten unter Verwendung einer beliebigen Datenübertragungstechnik übertragen.
In Schritt 88 wird eine erste Verzögerungszeit festgelegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine erste Verzögerungszeit unter Verwendung eines ersten Datenelementes eines Wiederholungsmusters festgelegt, das in einem Speicher 90 oder in einer anderen Speicherstelle enthalten ist. Ein Zeiger 92 zeigt auf das aktuelle Element des Wiederholungsmusters, das zur Bestimmung der Verzögerungszeit verwendet werden soll. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das Wiederholungsmuster eine Mehrzahl ganzer Zahlen, so beispielsweise das Beispielsmuster 68664444. Es wird sequenziell eine ganze Zahl aus einer Mehrzahl ganzer Zahlen ausgewählt, um mit einer Zeiteinheit, so beispielsweise einer Standardzeitdauer, kombiniert zu werden. Ist die Folge ausgeschöpft, so kehrt der Zeiger zu dem ersten Element des Wiederholungsmusters zurück, und die Folge wird wiederholt. Bei anderen Ausführungsbeispielen können andere Techniken zum Aufbau des Wiederholungsmusters verwendet werden.
Nach Bestimmen der ersten Verzögerungszeit tritt das Verfahren in Schritt 94 und Schritt 96 in eine Schleife ein, um das Verstreichen der ersten Verzögerungszeit abzuwarten. Ist die erste Verzögerungszeit verstrichen, so geht das Verfahren zu Schritt 98 über, wo ein nächstes Datenwort übertragen wird. Die Übertragung kann mittels eines beliebigen geeigneten Verfahrens zum verlässlichen Empfang der Datenworte erfolgen.
In Schritt 100 wird eine weitere Verzögerungszeit unter Verwendung eines nächsten Datenelementes des in dem Speicher 90 gespeicherten Wiederholungsmusters bestimmt. So wird der Zeiger beispielsweise implementiert, um auf das nächste Datenelement zu zeigen. Nach dem Verstreichen einer weiteren Verzögerungszeit tritt das Verfahren in eine Schleife enthaltend Schritt 102 und Schritt 104 ein und wartet die Dauer der nächsten Verzögerungszeit ab. Nach Verstreichen der Verzögerungszeit (Schritt 104) werden die nächsten Datenworte in Schritt 106 übertragen. In Schritt 108 bestimmt das Verfahren, ob sämtliche für die Übertragung vorgesehenen Datenworte gesendet worden sind. So kann beispielsweise eine vorbestimmte Anzahl von Datenworten, so beispielsweise acht Datenworte, zusammen als Block übertragen werden. Wurden nicht sämtliche Datenworte gesendet, so kehrt die Steuerung zu Schritt 100 zurück, wo eine weitere Verzö gerungszeit unter Verwendung des in dem Speicher 90 enthaltenen Musters festgelegt wird. Wurden jedoch sämtliche Datenworte gesendet, so endet das Verfahren in Schritt 110.
Aus alledem ergibt sich, dass das bevorzugte Ausführungsbeispiel ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen von Daten in einem Reifendruckfernüberwachungssystem bereitstellt. Das System umfasst eine Mehrzahl den Reifen eines Fahrzeuges zugeordneter Überträger sowie einen Empfänger, der mit der Mehrzahl von Überträgern in Funkverbindung steht. An jedem Überträger werden eine Kenngröße des Reifens repräsentierende Daten gesammelt und für die Übertragung an den Empfänger formatiert. Jeder Überträger überträgt Datenworte während einer Mehrzahl aperiodischer Zeitfenster. Die aperiodischen Zeitfenster verwillkürlichen tendenziell die Übertragungszeit der Datenworte von jedem der jeweiligen Überträger. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines kollidierenden Empfangs von Datenworten an dem Empfänger und verbessert daher die Wahrscheinlichkeit eines genaueren und verlässlicheren Empfangs der Daten an dem Empfänger.
Es wurde ein bestimmtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben, an dem jedoch auch Abwandlungen vorgenommen werden können. So können beispielsweise verschiedene Reifenkenngrößen überwacht und an eine Empfangseinheit übermittelt werden. Bei einer weiteren Abwandlung kann darüber hinaus anstelle einer Variation der Dauer der Zeitfenster für die Übertragung die Ruhezeit, während der ein Überträger nicht überträgt, variiert werden.

Claims

Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Reifendruckfernüberwachungssystem, bei dem an jedem Reifen einer Mehrzahl von Reifen eines Fahrzeuges eine Kenngröße des Reifens repräsentierende Daten gesammelt und an jedem jeweiligen Reifen Datenworte in Reaktion auf die die Kenngröße des Reifens repräsentierenden Daten während einer Mehrzahl von Zeitfenstern übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungszeitfestlegung der Mehrzahl von Zeitfenstern durch einen vorab zugewiesenen jeweiligen anderen Anfangspunkt eines vorbestimmten mehrwertigen Codes festgelegt ist, der der Mehrzahl von Reifen des Fahrzeuges gemeinsam ist und einen eindeutigen Code für den jeweiligen Reifen darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Vorgang des Übertragens von Daten durch die Übertragung eines Datenwortes während einer Übertragungszeit mit einer anschließenden Ruhezeit vartabler Dauer bis zur erfolgten Übertragung einer vorbestimmten Anzahl von Datenworten auszeichnet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Ruhezeit in Reaktion auf den eindeutigen Code für den jeweiligen Reifen zeitlich festgelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfang sukzessiver Zeitfenster in Reaktion auf den eindeutigen Code für den jeweiligen Reifen zeitlich festgelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der eindeutige Code für den jeweiligen Reifen einen Abschnitt des vorbestimmten mehrwertigen Codes umfasst, der der Mehrzahl von Reifen des Fahrzeuges gemeinsam ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang des Übertragens von Daten ein Übertragen identischer Datenworte während sequenzieller Zeitfenster umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein an jedem Reifen eine variable Zeitverzögerung erfolgendes Warten nach dem Sammeln der Daten vor der Übertragung der Datenworte, wobei sich die variable Zeitverzögerung an jedem Reifen von der variablen Zeitverzögerung an anderen jeweiligen Reifen unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgänge des Sammelns von Daten und das Übertragens eines Datenwortes mit einer Aktualisierungsfrequenz wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein an jedem Reifen erfolgendes Erfassen eines die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angebenden Signals und ein für den Fall des Überschreitens einer Schwelle erfolgendes Variieren der Aktualisierungsfrequenz, wobei sich die Schwelle an jedem Reifen von der Schwelle an anderen jeweiligen Reifen unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten den Luftdruck des Reifens angebende Daten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: (a) ein Datenwort in Reaktion auf die Daten übertragen wird; (b) nach einer Zeitverzögerung ein nächstes Datenwort übertragen wird; und die Schritte (a) und (b) für eine vorbestimmte Anzahl von Datenworten wiederholt werden, wobei die Zeitverzögerung für jedes jeweilige Datenwort entsprechend einer örtlichen Kopie eines Wiederholungsmusters festgelegt ist, das der Mehrzahl von Reifen gemeinsam ist, wobei die örtliche Kopie jedem Reifen derart vorab zugewiesen ist, dass die Übertragung an jedem Reifen an einer anderen Stelle in dem Wiederholungsmuster beginnt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgänge (a) und (b) mit einer Aktualisierungsfrequenz wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitverzögerung als Produkt einer Zeiteinheit und eines ausgewählten Elementes der örtlichen Kopie des Wiederholungsmusters bestimmt ist, und dass mit Blick auf nachfolgende Worte eine Zeitverzögerung als Produkt der Zeiteinheit und eines sequenziell ausgewählten Elementes der örtlichen Kopie des Wiederholungsmusters bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein zu Beginn des Betriebes an jedem Reifen erfolgendes Auswählen eines anderen Elementes der örtlichen Kopie des Wiederholungsmusters als erstes ausgewähltes Element.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige variable Verzögerugszeit abgewartet wird, die durch eine jeweilige Phase des Codes festgelegt ist, wobei die jeweilige Phase dem jeweiligen Überträger vorab zugewiesen ist, sodass sich die jeweilige variable Verzögerugszeit von den jeweiligen Verzögerungszeiten an anderen Überträgern der Mehrzahl der Überträger dadurch unterscheidet, dass sie einen anderen Anfangspunkt des Codes für den jeweiligen Reifen aufweist; und die jeweiligen Datenworte in Reaktion auf die Daten nach Verstreichen der jeweiligen variablen Verzögerungszeit übertragen werden, um eine Kollision von Datenworten an dem Empfänger zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Datenwort in Abhängigkeit von den Daten übertragen wird; eine jeweilige Zeitverzögerung als Produkt einer Zeiteinheit und eines ausgewählten Elementes des Codes bestimmt ist, das ausgewählte Element einen anderen jeweiligen örtlichen Anfangspunkt des Wiederholungsmusters für jeden jeweiligen Reifen festlegt, nach der Zeitverzögerung ein jeweiliges nächstes Datenwort übertragen wird; und die Schritte des Bestimmens und Übertragens für eine vorbestimmte Anzahl von Datenworten wiederholt werden, wobei die jeweilige Zeitverzögerung für jedes jeweilige Datenwort entsprechend einem sequenziell ausgewählten Element des Codes festgelegt ist.
Überträger zur Verwendung in einem Reifendruckfernüberwachungssystem eines Fahrzeuges mit einer Mehrzahl von Reifen, wobei der Überträger umfasst: einen Sensor, der einen Betriebszustand eines dem Überträger zugeordneten Reifens erfasst und eine Mitteilung erzeugt; und eine Steuerung, die mit dem Sensor gekoppelt ist und enthält: eine Datenempfangsschaltung, die für den Empfang der Mitteilung ausgelegt ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung Datenworte zur Übertragung an einen Fernempfänger während einer Mehrzahl von Zeitfenstern mit einer Zeitfestlegung gemäß der Festlegung durch einen vorab zugewiesenen jeweiligen anderen Anfangspunkt eines vorbestimmten mehrwertigen Codes formatiert, der der Mehrzahl von Reifen des Fahrzeuges gemeinsam ist und einen eindeutigen Code für den jeweiligen Reifen darstellt.
Überträger nach Anspruch 17, des Weiteren umfassend eine Funkfrequenzschaltung, die mit der Steuerung zur Funkfrequenzübertragung von Datenworten an den Fernempfänger gekoppelt ist.
Überträger nach Anspruch 17, des Weiteren umfassend eine Zeitfestlegungsschaltung, die mit der Steuerung gekoppelt ist, um eine Bezugszeitfestlegung festzulegen, wobei die Steuerung auf die Bezugszeitfestlegung reagiert, um die Zeitfenster entsprechend einem Wiederholungsmuster zeitlich anzuordnen.
Überträger nach Anspruch 19, wobei der Überträger dafür ausgelegt ist, ein Datenwort während eines Zeitfensters zu übertragen, eine wenigstens teilweise durch das Wederholungsmuster festgelegte vorbestimmte Zeit abzuwarten und ein nächstes Datenwort während eines nächsten Zeitfensters zu übertragen.
Überträger nach Anspruch 20, des Weiteren umfassend einen Speicher, der mit der Steuerschaltung zum Speichern von Daten gekoppelt ist, die das Wiederholungsmuster festlegen.
Überträger nach Anspruch 20, bei dem das Wiederholungsmuster eine Mehrzahl ganzer Zahlen umfasst, und bei dem die Steuerschaltung eine logische Schaltung umfasst, die dafür ausgelegt ist, ausgewählte Zahlen der Mehrzahl ganzer Zahlen mit einer Zeiteinheit zu kombinieren, um die vorbestimmte Zeit festzulegen.
Überträger nach Anspruch 22, bei dem die Steuerschaltung sequenziell eine ganze Zahl der Mehrzahl ganzer Zahlen zur Kombination mit der Zeiteinheit auswählt und bei Ausschöpfen der Sequenz die Sequenz wiederholt.