WO2000060718A1 - Vorrichtung und verfahren mit stromsparender zweistufiger spannungsversorgung eines an einer batterie betriebenen endgeräts - Google Patents

Vorrichtung und verfahren mit stromsparender zweistufiger spannungsversorgung eines an einer batterie betriebenen endgeräts Download PDF

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WO2000060718A1
WO2000060718A1 PCT/DE2000/000860 DE0000860W WO0060718A1 WO 2000060718 A1 WO2000060718 A1 WO 2000060718A1 DE 0000860 W DE0000860 W DE 0000860W WO 0060718 A1 WO0060718 A1 WO 0060718A1
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Ulrich-Volker Lang
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02J9/005—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode
    • H—ELECTRICITY
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    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the energy-saving operation of a mobile terminal operated on a battery, in particular a signaling device for installation in a stationary and / or mobile device, in particular a vehicle, a construction machine and / or a container.
  • Such a device is used in particular in vehicles, for example passenger cars, commercial vehicles, construction machinery, agricultural machinery, trailers, construction machinery, agricultural vehicles, swap bodies and / or containers etc. for use .
  • the invention is based on the object of ensuring energy-saving operation of an assembly, in particular in a vehicle operated on a battery, while maintaining its operational safety and / or functionality.
  • a device for power-saving operation of an assembly operated on a battery in particular a signaling device for installation in a stationary and / or mobile device, in particular a vehicle, a construction machine and / or a container, with a logic circuit for controlling a arranged switch between the battery and module, the logic circuit being powered by a separate voltage supply and having a memory in which data for actuating the switch for a change in operating state can be stored.
  • This object is achieved by a method for the energy-saving operation of an assembly operated on a battery, in particular Solved in particular a signaling device for installation in a stationary and / or mobile device, in particular a vehicle, a construction machine and / or a container, in which a switch arranged between the battery and module is controlled by a logic circuit, in which the logic circuit is provided by a separate voltage supply is fed and in which data for controlling the switch for an operating state change are stored in a memory of the logic circuit.
  • the invention is based on the finding that it is of crucial importance in the case of assemblies which have to be supplied from a battery, for example a motor vehicle battery, for as long as possible that the average power requirement can be reduced. This is of elementary importance, particularly in the case of mobile vehicles, since it should still be possible to start the starter of a vehicle, which is also powered from the battery, even when the corresponding assemblies are in operation.
  • a "hard" switching the module on or off for example controlled by an external signal, e.g. the status of the ignition of a vehicle is proposed in the device according to the invention a two-stage power supply and power management concept. This consists, on the one hand, of the logic circuit which switches a switch arranged between the battery and the assembly on or off.
  • the logic circuit is supplied with voltage independently of the battery that feeds the module, so that, depending on the data stored in the logic device, a "soft" shutdown of the module into a power-saving mode and a start-up of the
  • the second power supply can be also act as a power source which is fed from the first power supply source, in particular a vehicle battery.
  • the energy consumption of the module can be effectively reduced in that the switch is provided for switching on and off a DC voltage converter feeding the signaling device from the battery.
  • An advantageous embodiment for a two-stage power supply and power management concept of the module is created in that an accumulator and / or a capacitor, in particular a gold cap, is provided as a separate voltage supply.
  • a sleep state of the module can be achieved in that the device has an operating state "SLEEP" in which the switch is open.
  • a gentle shutdown and startup of the module is ensured by the fact that the device has means for parameterizing the logic circuit which, before a transition from the "RUN” operating state to the "SLEEP” operating state, determine which events cause a change in the operating state of the signaling device should be done.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an exemplary embodiment of a device for power-saving operation on a battery
  • FIG. 2 shows a state diagram for the state transitions of the operating modes of the device shown in FIG. 1 and
  • FIG. 3 shows a block diagram of an exemplary embodiment for the basic structure of a system for monitoring and / or remote control of vehicles.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an exemplary embodiment of a device 7 for power-saving operation of an assembly MC on a battery 1.
  • the assembly MC is supplied with voltage by a DC voltage converter 4, which is fed from the battery 1.
  • the voltage is supplied from the battery 1 to the DC converter via a
  • the device 7 also has a logic circuit 3, which contains a memory 9. Data from the module MC can be stored in the memory 9 via a connection 10, said data triggering the switch 8 via a control signal 5.
  • the logic circuit 3 is supplied with energy via a separate voltage supply, for example an accumulator 6 or a capacitor. Connections 2 also indicate that the battery 6 can be charged by the battery 1.
  • the logic circuit 3 of the module MC for example a microcontroller, precedes a circuit as a so-called “wake-up” logic, through which, together with suitable software, a "sleep state", ie a Sleep state, is introduced.
  • a “sleep state” ie a Sleep state
  • the module MC including the DC-DC converter 4 is switched off, ie the switch 8 is as shown in FIG 1, opened.
  • the logic circuit 3 is active, which has its own power supply in the form of the battery 6 for this purpose.
  • the logic circuit 3 serves to switch from an operating state, a so-called “run state”, in which the switch 8 is closed and the module MC, ie the microcontroller MC does not execute a program, to the "sleep state" in the memory 9 to save the data, ie the events, by which the logic module 3 is to wake up the module MC again.
  • the module parameterizes the logic module via connection 10 before a transition from the "run” to the "sleep state".
  • Such events can be, for example: ignition on, signal at an input, wake-up time alarm, battery empty, etc.
  • it can also be parameterized, for example, whether external units should continue to be supplied via the DC converter 4 or not.
  • the transition from the "run to the sleep state” is initiated by appropriate software, the "wake-up logic”, ie the logic circuit 3, specifically switching off the power supply 4 of the controller MC, with an existing RAM possibly being buffered .
  • the transition from the "sleep to the" run state " is caused by the external signals parameterized in the memory 9.
  • the current consumption thus results from the current consumption of the module MC and the logic module 3, in the" sleep state "only the much lower current requirement of the logic module 3 arises.
  • FIG. 2 shows a state diagram for the state transitions of the operating modes of the device shown in FIG. 1.
  • 5 different operating modes can be distinguished:
  • the processor core and the sensor power supply are switched off.
  • the processor periphery, the real-time clock and the WAKEUP monitor are in operation, the status of the RMC is "frozen". This is the case when the ignition is switched off and operation within the permissible operating temperature window. Since the WAKEUP event (see below) only represents an interrupt, the RMC can be put back into RUN mode within a very short time (duration of the order of magnitude approx. 10 ms-100 ms).
  • the RMC must be powered from the vehicle battery or from an external battery.
  • the RMC In contrast to the IDLE mode, everything except the wake-up logic, the real-time clock and the RAM is switched off, the status of the RMC is preserved in a buffered memory (this allows a warm start). This is the case when the ignition is switched off and operation within the permissible operating temperature window.
  • the WAKEUP event represents a RESET here, which is why the transition from SLEEP to RUN mode takes longer than the transition from IDLE-RUN (duration of the order of magnitude approx. 500ms-5s)!
  • the RMC can be powered by a small external battery.
  • the data acquisition system comprises vehicles FL.Fn of a vehicle fleet.
  • the vehicles FL.Fn are each equipped with a data acquisition device MC, the data acquisition device MC and the interaction with other components of the respective vehicle FL.Fn being shown only on the basis of the vehicle Fl.
  • the data acquisition device MC has input interfaces S1..S4, via which input signals are respectively supplied from data sources Ql..Q4.
  • the second interface S2 is, for example, a serial interface, for example, for
  • GPS Global Positioning System
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • the vehicle Fl can use a radio interface 90 between the antenna 60
  • the base stations 10a. 10n of a GSM mobile radio network N are connected to a network operator 13 of the mobile radio network N. There is a connection 14 from the operator 13 of the mobile radio network N to a control center 15. Alternatively or in addition, a further data connection 16 between a receiver E and the operator 13 is possible via a further base station 17 as a mobile data connection 16.
  • FIG. 3 shows the embedding of an alarm device MC within a system for monitoring and diagnosing vehicles FL.Fn, the arrangement being explained in more detail using the example of the alarm device MC contained in vehicle F1.
  • vehicle F1 the example of the alarm device MC contained in vehicle F1.
  • other mobile as well as stationary devices such as
  • the signaling device MC has input interfaces S1..S4 via which input signals originating from data sources Q1..Q4 can be fed.
  • Such input signals can be, for example, signals that relate to the operational safety of the vehicle FL.Fn, such as water temperature, oil temperature, cooling temperature of a refrigerated vehicle, etc. .. recorded.
  • the signals recorded in this way can then be sent via the output support point either at the request of the control center 15 or at the request of another
  • Receiver E are transmitted to the control center 15 and / or the receiver E via the output interface.
  • an effective fault diagnosis can be carried out, for example, in the event of a fault in the vehicle FL.Fn.
  • the recording of signals over a short period of time can also take place, for example, in the form of a direct dialog connection between the control center 15 and the data acquisition device MC via an online connection in the form of the air interface 90.
  • the rules in the data acquisition device MC can be designed in such a way that an automatic alarm message can also occur when certain disturbance events occur, for example limit values being exceeded.
  • the data acquisition device MC can also transmit location data to the control center.
  • this results in theft monitoring and, on the other hand, a clear fleet management of the vehicles of a vehicle fleet FL.Fn to be recorded from the control center 15 can take place.
  • a voice connection between the driver of the vehicle Fl is also required and the control center 15 possible without a separate radio transceiver being required for this. In the event of an error, for example, a notebook etc.
  • An optimal representation of the information transmitted from the data acquisition device MC to the control center 15 is made possible by the fact that a software package is installed in the computer device 22, which is based, for example, on the operating and monitoring system from Siemens WinCC or on operating systems such as Windows. This also optimizes administration, for example of incoming alarm messages. Special information for the vehicles FL.Fn, for example traffic radio, data and / or order data, etc., can also be transmitted from the head office in a vehicle-specific or fleet-specific manner.
  • the rules in the data acquisition device MC for the acquisition and transmission of input signal data to the control center are stored in the data acquisition device MC in such a way that the rules can be downloaded from the control center 15 to the data acquisition device MC via the air interface 90.
  • the invention thus relates to a device and a method for the power-saving operation of a mobile terminal operated on a battery 1, in particular a signaling device MC for installation in a stationary and / or mobile device FL.Fn, in particular a vehicle, a construction machine and / or a Containers.
  • the device 7 has a logic circuit 3, which is provided for controlling a switch 8 arranged in the voltage supply of the battery 1, the logic circuit 3 having a memory in which data for controlling the switch 8 for a change in operating state are storable. This results in the Possibility of a power saving mode for a microcontroller-controlled assembly.

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum stromsparenden Betrieb eines an einer Batterie (1) betriebenen mobilen Endgeräts, insbesondere einer Meldevorrichtung (MC) zum Einbau in eine stationäre und/oder mobile Vorrichtung (F1..Fn), insbesondere ein Fahrzeug, eine Baumaschine und/oder einen Container. Zur Sicherstellung eines Stromsparmodus weist die Vorrichtung (7) eine Logikschaltung (3) auf, die zur Ansteuerung eines in der Spannungszuführung der Batterie (1) angeordneten Schalters (8) vorgesehen ist, wobei die Logikschaltung (3) einen Speicher aufweist, in dem Daten zur Ansteuerung des Schalters (8) für eine Betriebszustandsänderung speicherbar sind. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit eines Stromsparmodus für eine Mikrocontroller-gesteuerte Baugruppe.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren mit stromsparender zweistufiger Spannungs ersorgung eines an einer Batterie betriebenen Endgeräts
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum stromsparenden Betrieb eines an einer Batterie betriebenen mobilen Endgeräts, insbesondere einer Meldevorrichtung zum Einbau in eine stationäre und/oder mobile Vorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, eine Baumaschinen und/oder einen Containern.
Eine derartige Vorrichtung kommt insbesondere bei Fahrzeugen, beispielsweise Personenkraftwagen, Nutzfahrzeugen, Baumaschinen, landwirtschaftliche Maschinen, Aufliegern, Baumaschinen, landwirtschaftliche Fahrzeuen , Wechselbrücken und/oder Containern etc . zum Einsatz .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stromsparenden Betrieb einer insbesondere in einem Fahrzeug an einer Batterie betriebenen Baugruppe unter Erhaltung deren Betriebssicherheit und/oder Funktionalität sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird durch Vorrichtung zum stromsparenden Betrieb einer an einer Batterie betriebenen Baugruppe, insbesondere einer Meldevorrichtung zum Einbau in eine stationäre und/oder mobile Vorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, eine Baumaschine und/oder einen Container gelöst, mit einer Logik- Schaltung zur Ansteuerung eines zwischen Batterie und Baugruppe angeordneten Schalters, wobei die Logikschaltung durch eine separate Spannungs ersorgung gespeist wird und einen Speicher aufweist, in dem Daten zur Ansteuerung des Schalters für eine Betriebszustandsänderung speicherbar sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum stromsparenden Betrieb einer an einer Batterie betriebenen Baugruppe, insbe- sondere einer Meldevorrichtung zum Einbau in eine stationäre und/oder mobile Vorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, eine Baumaschine und/oder einen Container gelöst, bei dem durch eine Logikschaltung eine zwischen Batterie und Baugruppe angeordneter Schalter angesteuert wird, bei dem die Logikschaltung durch eine separate SpannungsVersorgung gespeist wird und bei dem in einem Speicher der Logikschaltung Daten zur Ansteuerung des Schalters für eine Betriebszustandsänderung gespeichert werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es bei Baugruppen, die möglichst lange aus einer Batterie, beispielsweise einer Kfz-Batterie versorgt werden müssen, von entscheidender Bedeutung ist, daß der Durchschnitts-Strombedarf gesenkt werden kann. Dies ist insbesondere bei mobilen Fahrzeugen von elementarer Bedeutung, da auch bei einem Betrieb der entsprechenden Baugruppen noch ein sicheres Starten des ebenfalls aus der Batterie gespeisten Anlassers eines Fahrzeugs möglich sein soll. Im Gegensatz zu einem "harten" Aus- bzw. Einschalten der Baugruppe, beispielsweise gesteuert durch ein externes Signal, z.B. den Status der Zündung eines Fahrzeugs wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein zweistufiges Stromversorgungs- und Powermanagement-Konzept vorgeschlagen. Dieses besteht zum einen in der Logikschal- tung, die einen zwischen Batterie und Baugruppe angeordneten Schalter ein- bzw. ausschaltet. Die Logikschaltung wird unabhängig von der Batterie, die die Baugruppe speist, mit Spannung versorgt, so daß abhängig von den in der Logikvorrichtung gespeicherten Daten ein "weiches" Herunterfahren der Baugruppe in einen Stromsparmodus sowie ein Hochfahren der
Baugruppe abhängig von externen Ereignissen, die in der Logikschaltung gespeichert sind, ermöglicht wird. Hierdurch ergibt sich ein Sleep-Zustand, in dem nur ein sehr geringer Strombedarf, nämlich der Strombedarf der Logikschaltung an- fällt. Bei der zweiten Stromversorgungsquelle kann es sich auch um eine Stromquelle handeln, die aus der ersten Stromversorgungsquelle, insbesondere einer Fahrzeugbatterie gespeist wird.
Der Energieverbrauch der Baugruppe kann effektiv dadurch reduziert werden, daß der Schalter zum Ein- und Ausschalten eines die Meldevorrichtung aus der Batterie speisenden Gleichspannungswandlers vorgesehen ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform für ein zweistufiges Strom- versorgungs- und Powermanagementkonzept der Baugruppe wird dadurch geschaffen, daß als separate SpannungsVersorgung ein Akkumulator und/oder ein Kondensator, insbesondere ein GoldCap vorgesehen ist.
Ein Schlafzustand der Baugruppe kann dadurch erzielt werden, daß die Vorrichtung einen Betriebszustand "SLEEP" aufweist, in dem der Schalter geöffnet ist.
Dabei wird ein sicherer Weckzustand der Vorrichtung in der weise sichergestellt, daß die Batterie im Betriebszustand "SLEEP" zur Stützung der Akkumulators und/oder des Kondensators vorgesehen ist.
Ein sanftes Herunterfahren und Herauffahren der Baugruppe wird dadurch sichergestellt, daß die Vorrichtung Mittel zur Parametrierung der Logikschaltung aufweist, die vor einem Übergang vom Betriebszustand "RUN" in den Betriebszustand "SLEEP" festlegen, durch welche Ereignisse wieder eine Ände- rung des Betriebszustands der Meldevorrichtung erfolgen soll.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert . Es zeigen:
FIG 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum stromsparenden Betrieb an einer Batterie,
FIG 2 ein Zustandsdiagramm für die Zustandsübergänge der Betriebsmodi der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung und
FIG 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels zum prinzipiellen Aufbau eines Systems zur Überwachung und/oder Fernsteuerung von Fahrzeugen.
FIG 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 7 zum stromsparenden Betrieb einer Baugruppe MC an einer Batterie 1. Die Baugruppe MC wird von einem Gleichspannungswandler 4, der aus der Batterie 1 gespeist wird, mit Spannung versorgt. Die SpannungsZuführung von der Batterie 1 zum Gleichspannungswandler erfolgt über einen
Schalter 8. Die Vorrichtung 7 weist darüber hinaus eine Logikschaltung 3 auf, die einen Speicher 9 enthält. In den Speicher 9 sind über eine Verbindung 10 Daten aus der Baugruppe MC einspeicherbar, die über ein Ansteuersignal 5 den Schalter 8 ansteuern. Die Logikschaltung 3 wird über eine separate Spannungsversorgung, beispielsweise einen Akkumulator 6 oder einen Kondensator, mit Energie versorgt. Über Verbindungen 2 ist weiter angedeutet, daß der Akkumulator 6 von der Batterie 1 geladen werden kann.
Bei der in FIG 1 dargestellten Vorrichtung 7 ist durch die Logikschaltung 3 der Baugruppe MC, beispielsweise einen Mik- rocontroller eine Schaltung als sogenannte "Wake-Up" -Logik vorgeschaltet, durch die zusammen mit geeigneter Software ein "Sleep-Zustand" , d.h. ein Schlaf-Zustand, eingeführt wird. In diesem Zustand ist die Baugruppe MC inklusive des Gleichspannungswandlers 4 ausgeschaltet, d.h. der Schalter 8 ist, wie in FIG 1 dargestellt, geöffnet. Aktiv ist jedoch die Logikschaltung 3 , die hierfür eine eigene Stromversorgung in Form des Akkus 6 besitzt. Die Logikschaltung 3 dient dazu, vor dem Übergang aus einem Betriebszustand, einem sogenannten "Run- Zustand", in dem der Schalter 8 geschlossen ist und die Baugruppe MC, d.h. der Mikrocontroller MC kein Programm ausführt, in den "Sleep-Zustand" im Speicher 9 die Daten, d.h. die Ereignisse zu speichern, durch die die Logikbaugruppe 3 die Baugruppe MC wieder aufwecken soll. Hierzu parametriert die Baugruppe über die Verbindung 10 die Logikbaugruppe vor einem Übergang aus dem "Run-" in den "Sleep-Zustand". Derartige Ereignisse können beispielsweise sein: Zündung ein, Signal an einem Eingang, Weckzeit-Alarm, Batterie leer, etc.. Zusätzlich kann beispielsweise auch parametriert werden, ob externe Einheiten weiterhin über den Gleichspannungswandler 4 gespeist werden sollen oder nicht. Der Übergang vom "Run- in den Sleep-Zustand" wird durch entsprechende Software eingeleitet, wobei die "Wake-up-Logik" , d.h. die Logikschaltung 3, die Stromversorgung 4 des Controllers MC gezielt ausschaltet, wobei ggf. ein vorhandenes RAM gepuffert bleibt. Der Übergang vom "Sleep- in den "Run-Zustand" wird durch die im Speicher 9 parametrierten externen Signale verursacht. Dabei schaltet die "Wake up-Logik" , d.h. die Logikschaltung 3, die Stromversorgung 4 des Controllers MC gezielt ein. Im "Run-Zustand" ergibt sich somit der Stromverbrauch aus dem Stromverbrauch der Baugruppe MC und der Logikbaugruppe 3, im "Sleep-Zustand" fällt nur der sehr viel geringere Strombedarf der Logikbaugruppe 3 an .
FIG 2 zeigt ein Zustandsdiagramm für die Zustandsübergänge der Betriebsmodi der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung. Bei Betrachtung des Stromverbrauchs können 5 verschiedene Betriebsmodi unterschieden werden:
Betriebsmodus A: "RU -Mode" Sämtliche Module und Einheiten arbeiten bei voller Taktfre- quenz . Dies ist der Normalfall bei eingeschalteter Zündung ("Klemmel5") und Betrieb innerhalb des zulässigen Betriebstemperatur-Fensters . Für den RUN-Mode muß der RMC aus der Fahrzeug-Batterie oder oder aus einem externen Akku gespeist werden !
Betriebsmodus B: "IDLE-Mode"
Der Prozessorkern und die Sensorstromversorgung sind abgeschaltet. Die Prozessorperipherie, die Echtzeituhr, und die WAKEUP-Überwachung sind jedoch in Betrieb, der Zustand des RMC ist "eingefroren" . Dies ist der Fall bei abgeschalteter Zündung und Betrieb innerhalb des zulässigen Betriebstemperatur-Fensters. Da der WAKEUP-Event (s.u.) hier nur einen Interrupt darstellt, kann der RMC innerhalb kürzester Zeit wieder in den RUN-Mode versetzt werden (Zeitdauer in der Größenordnung ca. lOms-lOOms) . Für den IDLE-Mode muß der RMC aus der Fahrzeug-Batterie oder aus einem externen Akku gespeist werden.
Betriebsmodus C: "SLEEP-Mode"
Im Gegensatz zum IDLE-Mode wird alles bis auf die Wakeup-Lo- gik, die Echtzeituhr und das RAM abgeschaltet, der Zustand des RMC wird in einem gepufferten Speicher konserviert (Dies erlaubt einen Warmstart) . Dies ist der Fall bei abgeschalteter Zündung und Betrieb innerhalb des zulässigen Betriebstemperatur-Fensters . Der WAKEUP-Event stellt hier einen RESET dar, deshalb dauert der Übergang vom SLEEP- in den RUN-Mode länger als der Übergang IDLE-RUN (Zeitdauer in der Größenordnung ca. 500ms-5s) ! Für den SLEEP-Mode kann der RMC aus einem kleinen externen Akku gespeist werden.
Betriebsmodus D: "BAT-Mode"
Alle Einheiten sind abgeschaltet. Nur die Inhalte der SRAMs (Parametrierung, Meßdaten, etc.) und die Echtzeituhr werden von einer externen Lithiumbatterie oder dem internen SuperCap am Leben erhalten. Dies ist der Fall bei Lagerung außerhalb des Fahrzeugs und Betrieb innerhalb des zulässigen Betriebstemperatur-Fensters . Durch den Übergang vom BAT-Mode in einen anderen Betriebsmodus wird der Betrieb nicht lückenlos fort- gesetzt (Der Software wird empfohlen, in diesem Fall einen Neustart ohne RAM-Löschung durchzuführen, und evtl. gespeicherte Informationen im gepufferten RAM zu berücksichtigen. ) .
Betriebsmodus E: "OFF-Mode"
Alle Einheiten sind abgeschaltet. Auch die Inhalte der SRAMs und der Echtzeituhr können nicht garantiert werden. Lediglich der Inhalt der Flash-EPROMs bleibt erhalten. Dies ist der Fall bei Überschreitung des zulässigen Betriebstemperatur- Fensters oder zu langer Lagerung. Durch den Übergang vom OFF- Mode in einen anderen Betriebsmodus wird der Betrieb neu begonnen (Der Software wird empfohlen, in diesem Fall einen Neustart mit RAM-Löschung und einen Kaltstart durchzuführen. Auch die Uhrzeit muß als ungültig angesehen werden) . Bei Be- stückung des großen Zusatz-FLASH-EPROMs können ausgewählte
RAM-Inhalte bei Temperaturüberschreitung in dieses gesichert werden (Firmware-abhängig!).
FIG 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Gesamtsystems zur mobilen Datenerfassung. Das Datener- fassungssystem umfaßt Fahrzeuge FL.Fn einer Fahrzeugflotte.
Die Fahrzeuge FL.Fn sind jeweils mit einer Datenerfassungs- vorrichtung MC ausgestattet, wobei die Datenerfassungsvorrichtung MC und das Zusammenwirken mit weiterer Komponenten des jeweiligen Fahrzeugs FL.Fn jeweils lediglich anhand des Fahrzeugs Fl gezeigt ist. Die Datenerfassungsvorrichtung MC weist Eingangsschnittstellen S1..S4 auf, über die aus Datenquellen Ql..Q4 jeweils Eingangssignale zugeführt werden. Die erste Schnittstelle Sl ist beispielsweise zur Verarbeitung von Eingangssignalen eines Kommunikationsbusses vorgesehen, wie er bei Fahrzeugen als sogenannter GAN-Bus (CAN = Controller Area Network) zum Einsatz kommt. Über einen derartigen Datenbus werden beispielsweise Betriebsdaten für Motortemperatur, Wassertemperatur, Öldruck, Öltemperatur, Batteriespannung etc. übertragen. Die zweite Schnittstelle S2 ist bei- spielsweise als serielle Schnittstelle, beispielsweise zum
Anschluß einer Tastatur etc. ausgebildet, während die dritte Schnittstelle S3 , beispielsweise als sogenannte "On Board I/O" Schnittstelle, beispielsweise zum Anschluß von Sensoren, Gebern etc. vorgesehen ist. Die vierte Schnittstelle S4 dient zum optionalen Anschluß eines GPS-Moduls (GPS = Global Posi- tioning System) Die Datenerfassungsvorrichtung MC weist eine Ausgangsschnittstelle SA auf, die den Ausgang beispielsweise eines GSM-Moduls (GSM = Global System for Mobile Communica- tion) bildet, wobei die Ausgangsschnittstelle mit einer Sende-/Empfangsantenne 60 verbunden ist. Das Fahrzeug Fl kann über eine Funkschnittstelle 90 zwischen der Antenne 60 der
Datenerfassungsvorrichtung MC und einer Antenne 11 einer Basisstation 10a.. lOn eine bidirektionale Datenverbindung aufbauen. Die Basisstationen 10a.. lOn eines GSM-Mobilfunknetzes N stehen mit einem Netzbetreiber 13 des Mobilfunknetzes N in Verbindung. Vom Betreiber 13 des Mobilfunknetzes N besteht eine Verbindung 14 zu einer Zentrale 15. Alternativ oder additiv ist eine weitere Datenverbindung 16 zwischen einem Empfänger E zum Betreiber 13 über eine weitere Basisstation 17 als mobile Datenverbindung 16 möglich. Als Mensch-Maschi- ne-Interface zur Kommunikation zwischen der Zentrale 15 und der Datenerfassungsvorrichtung MC dient beispielsweise ein Rechner 20 mit Datenverarbeitungsvorrichtung 22, Monitor 21 und Tastatur 23.
FIG 3 zeigt die Einbettung einer Meldevorrichtung MC innerhalb eines Systems zur Überwachung und Diagnose von Fahrzeugen FL.Fn, wobei die Anordnung am Beispiel der im Fahrzeug Fl enthaltenen Meldevorrichtung MC näher erläutert wird. Anstelle der in FIG 3 dargestellten Fahrzeuge FL.Fn können auch sonstige mobile wie auch stationäre Vorrichtungen wie
Fahrzeuge, Maschine, beispielsweise Baufahrzeuge, Krane, Container, Schienenfahrzeuge etc. innerhalb eines derartigen Systems eingebunden werden. Bei derartigen Vorrichtungen spielt das Powermanagement eine entscheidende Rolle, da ins- besondere bei Stillstand des Fahrzeugs lediglich eine bestimmte Batteriekapazität zur Verfügung steht. Die Meldevorrichtung MC weist Eingangsschnittstellen S1..S4 auf, über die aus Datenquellen Q1..Q4 stammende Eingangssignale zuführbar sind. Derartige Eingangssignale können beispielsweise Signale sein, die die Betriebssicherheit des Fahrzeugs FL.Fn betreffen, wie beispielsweise Wassertemperatur, Öltemperatur, Kühl- temperatur eines Kühlfahrzeugs etc.. In der Meldevorrichtung MC werden entsprechend den in der Datenerfassungsvorrichtung MC bestimmte Eingangssignale nach gespeicherten Regeln zu bestimmten Zeitpunkten aufgezeichnet. Die so aufgezeichneten Signale können dann über die Ausgangsstützstelle entweder auf Anfrage der Zentrale 15 oder auf Anfrage eines sonstigen
Empfängers E über die Ausgangsschnittstelle an die Zentrale 15 und/oder den Empfänger E übertragen werden. Hierdurch kann beispielsweise im Störungsfall des Fahrzeugs FL.Fn eine effektive Fehlerdiagnose erfolgen. Zudem besteht die Möglich- keit, in der Datenerfassungsvorrichtung MC bestimmte Eingangssignale über einen kurzen Zeitraum, beispielsweise durch Trigger-Ereignisse gestartet bzw. gestoppt, ebenfalls aufzuzeichnen und so hoch aktuelle Maschinen-Fahrzeugzustände aufgrund einer sehr aktuellen Anzeige zu erhalten und ent- sprechende Wartungs- bzw. Reparaturmaßnahmen usw. einzuleiten. Die Aufzeichnung von Signalen über einen kurzen Zeitraum kann beispielsweise auch in Form einer direkten Dialogverbindung zwischen der Zentrale 15 und der Datenerfassungsvorrichtung MC über eine Online-Verbindung in Form der Luftschnitt- stelle 90 erfolgen. Die Regeln in der Datenerfassungsvorrichtung MC können derart ausgebildet sein, daß auch eine selbsttätige Alarmmeldung bei Eintritt von bestimmten Störereignissen, beispielsweise Grenzwertüberschreitungen, erfolgen kann. Aufgrund der über die GPS-Antenne 40 zugeführten Stand- ortdaten kann die Datenerfassungsvorrichtung MC darüber hinaus Standortdaten an die Zentrale übermitteln. Hierdurch ergibt sich zum einen eine Diebstahlüberwachung und zum anderen kann ein übersichtliches Flottenmanagement der von der Zentrale 15 aus zu erfassenden Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte FL.Fn erfolgen. Zudem ist über die Funkverbindung 90 zwischen der Zentrale 15 und dem Fahrzeug Fl auch bei Bedarf eine Sprachverbindung zwischen dem Führer des Fahrzeugs Fl und der Zentrale 15 möglich, ohne daß eine separate Funk- Sende-Empfangsvorrichtung hierzu erforderlich wäre. Weiter kann beispielsweise bei einem Fehlerfall auch vor Ort über die Schnittstelle S2 beispielsweise ein Notebook etc. ange- schlössen werden und so vor Ort die aufgezeichneten Signale für eine Fehlerermittlung ausgewertet werden. Eine optimale Darstellung der von der Datenerfassungsvorrichtung MC an die Zentrale 15 übermittelten Informationen wird dadurch ermöglicht, daß in der Rechnereinrichtung 22 ein Softwarepaket installiert ist, welches beispielsweise auf dem Bedien- und BeobachtungsSystem der Firma Siemens WinCC oder auf Betriebssystemen wie Windows basiert. Hierdurch wird auch eine Verwaltung, beispielsweise der eingehenden Alarmmeldungen, optimiert. Von der Zentrale aus können darüber hinaus spezielle Informationen für die Fahrzeuge FL.Fn, beispielsweise Verkehrsfunk, Daten- und/oder Auftragsdaten etc. fahrzeugindividuell oder flottenindividuell übermittelt werden. Die Regeln in der Datenerfassungsvorrichtung MC zur Erfassung und Übermittlung von Eingangssignaldaten an die Zentrale sind in der Datenerfassungsvorrichtung MC in der Weise gespeichert, daß ein Fernladen der Regeln von der Zentrale 15 aus an die Datenerfassungsvorrichtung MC über die Luftschnittstelle 90 möglich ist.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit eine Vorrichtung und ein Verfahren zum stromsparenden Betrieb eines an einer Batterie 1 betriebenen mobilen Endgeräts, insbesondere einer Meldevorrichtung MC zum Einbau in eine stationäre und/oder mobile Vorrichtung FL.Fn, insbesondere ein Fahrzeug, eine Baumaschinen und/oder einen Containern. Zur Sicherstellung eines Stromsparmodus weist die Vorrichtung 7 eine Logikschaltung 3 auf, die zur Ansteuerung eines in der SpannungsZuführung der Batterie 1 angeordneten Schalters 8 vorgesehen ist, wobei die Logikschaltung 3 einen Speicher aufweist, in dem Daten zur Ansteuerung des Schalters 8 für eine Betriebszu- standsänderung speicherbar sind. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit eines Stromsparmodus für eine Mikrocontroller- gesteuerte Baugruppe.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (7) zum stromsparenden Betrieb einer an einer Batterie (1) betriebenen Baugruppe (MC) , insbesondere einer Meldevorrichtung zum Einbau in eine stationäre und/oder mobile Vorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, eine Baumaschine und/oder einen Container, mit einer Logikschaltung (3) zur Ansteuerung eines zwischen Batterie (1) und Baugruppe (MC) angeordneten Schalters (8), wobei die Logikschaltung (3) durch eine separate Spannungsversorgung (6) gespeist wird und einen Speicher (9) aufweist, in dem Daten zur Ansteuerung des Schalters (8) für eine Betriebszustandsänderung speicherbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schalter (8) zum Ein- und Ausschalten eines die Meldevorrichtung (MC) aus der Batterie (1) speisenden Gleichspannungswandlers (4) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als separate Spannungsversorgung (6) ein Akkumulator und/oder ein Kondensator, insbesondere ein GoldCap vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung (7) einen Betriebszustand "SLEEP" auf- weist, in dem der Schalter (8) geöffnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Batterie (1) im Betriebszustand "SLEEP" zur Stützung der Akkumulators (1) und/oder des Kondensators vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung Mittel (10) zur Parametrierung der Logik- Schaltung (3) aufweist, die vor einem Übergang vom Betriebszustand "RUN" in den Betriebszustand "SLEEP" festlegen, durch welche Ereignisse wieder eine Änderung des Betriebszustands der Meldevorrichtung (MC) erfolgen soll.
7. Verfahren zum stromsparenden Betrieb einer an einer Batterie (1) betriebenen Baugruppe (MC), insbesondere einer Meldevorrichtung (MC) zum Einbau in eine stationäre und/oder mobile Vorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, eine Baumaschine und/oder einen Container, bei dem durch eine Logikschaltung (3) eine zwischen Batterie (1) und Baugruppe (MC) angeordneter Schalter (8) angesteuert wird, bei dem die Logikschaltung (3) durch eine separate Spannungsversorgung (6) gespeist wird und bei dem in einem Speicher (9) der Logikschaltung Daten zur Ansteuerung des Schalters (8) für eine Betriebszustands- änderung gespeichert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch den Schalter (8) zum ein aus der Batterie (1) ge- speister Gleichspannungswandler (4) zur SpannungsVersorgung der mobilen Vorrichtung (MC) ein- und ausgeschaltet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als separate Spannungsversorgung (6) ein Akkumulator und/oder ein Kondensator, insbesondere ein GoldCap vorgesehen ist .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung (7) in einem Betriebszustand "SLEEP" betreibbar ist, in dem der Schalter (8) geöffnet ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Batterie (1) im Betriebszustand "SLEEP" zur Stützung der Akkumulators (1) und/oder des Kondensators vorgesehen ist .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei dem Verfahren die Vorrichtung in der Weise parametriert wird, daß die vor einem Übergang vom Betriebszustand "RUN" in den Betriebszustand "SLEEP" festlegt wird, durch welche Ereignisse wieder eine Änderung des Betriebszustands der Meldevorrichtung (MC) erfolgen soll.
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