车轮信息传输装置、车轮信息传输方法和具有车轮信息传输装置的车辆与流程

1.本发明涉及一种车轮信息传输装置、一种车轮信息传输方法和一种具有车轮信息传输装置的车辆，并且尤其涉及一种用于感测车轮转速的这种装置和这种方法，所述车轮转速传输附加信息。


背景技术：

2.主动式车轮转速传感器在现有技术中，尤其在乘用车中是已知的，该主动式车轮转速传感器感测车轮的转速并将其借助转速脉冲通过作为传输介质的双芯电缆传输给分析评估装置，例如用于防抱死系统的控制装置。附加信息可以根据汽车工业协会的本身已知的ak协议进行传输。ak协议是一种电流协议，其中主动式车轮转速传感器被供给以电压。通过改变传感器内部电阻和由此产生的电流调制传输附加信息。除转速外，传输的信息还扩展为关于如旋转方向、气隙储备和信号验证等的信息。在此，由于对商用车中自动驾驶功能的要求，这种从乘用车中已知的车轮转速传感器越来越多地安装在商用车中。在此，商用车典型的要求超过了乘用车的要求。因此，例如希望从传感器传输温度信号，以便识别过热的制动器。通过存储在传感器中的信息例如也能够对于感测和存储在控制器中的里程进行可靠性检查，并且必要时可以发现对控制单元的人为操纵。存储在传感器中的其它信息如序列号到目前为止也不能读取。
3.由文献de 10 2014 216 295 a1和wo 2015/039895已知ak协议的扩展，其教导了一种借助转速传感器产生与转速相关的传感器信息的方法，其中，转速传感器设置为用于在随转速旋转的物理编码器场的预定角位置中输出转速脉冲。该方法包括生成与物理编码器场的角度位置相关的数字角度信号和输出数字角度信号的预定数量的最高有效比特作为传感器信息。该教导旨在改变能够在低速下实现更高密度信息传输的ak协议，并且不利地要求更换现有的分析评估电路，因为它们不再能被利用。


技术实现要素：

4.本发明的任务是消除现有技术的缺点并提供一种用于传输与商用车相关的附加车轮信息的教导。
5.该任务按照根据权利要求1所述的车轮信息传输装置的教导，根据权利要求8所述的车轮信息传输方法和根据权利要求15所述的车辆来解决。有利的扩展方案是从属权利要求的内容。
6.本发明公开一种车轮信息传输装置，其具有信息感测装置，该信息感测装置设置为用于感测或存储车轮相关的信息；以及具有信息传输装置，该信息传输装置用于通过传输介质传输车轮相关的信息，其中，信息传输装置设置为用于并行或准并行地传输车轮相关信息的至少一个第一部分，并且其中，信息传输装置设置为用于在并行或准并行的数据传输内串行地传输车轮相关信息的第一部分或车轮相关信息的第二部分。
7.在此，车轮信息传输装置尤其是主动式转速传感器，其设置为用于借助ak协议传输车轮信息的第一部分，并且串行地传输车轮信息的第一部分或第二部分。
8.由此，除通过ak协议传输的信息外，能够通过转速传感器感测到的任意其它信息也是可能的。
9.此外，本发明还公开了一种车轮信息传输方法，其包括以下步骤：通过车轮信息传输装置的信息感测装置感测或存储车轮信息，借助信息传输装置传输车轮信息的第一部分，其中，传输并行或准并行地进行，借助信息传输装置传输车轮信息的第一部分或车轮信息的第二部分，其中，在并行或准并行的传输内的传输串行地进行。
10.此外，本发明还公开了一种机动车、尤其是商用车或载重车，其具有根据车轮信息传输装置权利要求之一所述的车轮信息传输装置。
附图说明
11.下面借助实施例根据附图描述本发明。
12.图1示出具有根据本发明的车轮信息传输装置的车辆的示意图；
13.图2示出在图1的车辆动态调节装置中的车轮信息传输装置之一的示意图；
14.图3示出图1的车轮信息传输装置的脉冲信号。
具体实施方式
15.图1示出具有已知的车辆动态调节装置的车辆2，例如商用车的示意图。
16.车辆2包括底盘4和例如具有四个车轮6的两个车轴。替代地，车辆可以具有多于两个的车轴和相应更多数量的车轮，或设有被牵引的挂车，或者由牵引机和半挂车组成的单元，其中，各元件分别具有自身的车轴和车轮。每个车轮6可以通过以位置固定的方式固定在底盘4上的制动器8相对于底盘4制动，以便减慢车辆2的运动。
17.在此，车辆2的车轮6可能以已知的方式失去其地面附着，并且车辆2甚至可能从例如通过未进一步示出的方向盘预给定的轨迹由于转向不足或转向过量而偏离运动。这通过本身已知的调节回路如防抱死系统和车辆动态调节装置来避免。
18.在当前实施方式中，车辆2为此具有在车轮6上的车轮信息传输装置10，该车轮信息传输装置感测车轮6的转速12。此外，车辆2还具有感测车辆2的行驶动态数据16的惯性传感器14，所述行驶动态数据可以包括例如俯仰率、侧倾率、偏航率、横向加速度、纵向加速度或竖直加速度。
19.基于感测到的转速12和行驶动态数据16，呈调节器18形式的分析评估装置可以以已知的方式确定：车辆2是否在行车道上打滑或甚至偏离上述预给定的轨迹并且相应地以本身已知的调节器输出信号20对此做出反应。调节器输出信号20然后可以被执行装置22使用，以便借助执行信号24操控执行元件如制动器8，该制动器以已知的方式对打滑和与预给定轨迹的偏离做出反应。
20.图2示出在图1的车辆动态调节装置中的车轮信息传输装置10之一的示意图。
21.车轮信息传输装置10包括转速传感器11，该转速传感器在当前实施方式中实施为主动式转速传感器，其包括抗扭地固定在车轮6上的编码盘26和以位置固定的方式安装在底盘4上的读取头28。在进一步的描述中，参考磁性编码盘26。然而，同样可以使用铁磁性编
#7lm2气隙储备(msb)具有最高调整值#8p奇偶性偶经计算
28.在车辆中，车辆2的所有车轮转速传感器11的车轮转速12汇集在车轮转速传感器系统的信号链中的一个控制器(在下面假设为调节器18)中，并且可以除控制器18外还准备和提供给大量其它车辆系统。
29.该以九个比特形式列举的信息作为在速度脉冲50之后的数据包通过改变内部电阻和由此引起的电流调制在编码轮26的每个齿侧中准并行地传输。在此，并行传输意味着将数据包的每个比特分配给一个特定的信息，并且同时传输所有比特。准并行的传输意味着将数据包的每个比特分配给一个特定的信息，并且在数据包层级上的所有比特同时传输，即使数据包按顺序传输。这尤其适用于与如在ak协议中那样，比特#0至#8被视为单独的数据通道，这些数据通道以同步的时分复用技术传输。并行和准并行传输的共同点是每个比特从根本上与一条信息结合。
30.在通常安装在商用车中的具有100个磁体北极30和100个磁体南极32的编码器轮26的情况下，在每次车轮转动时能够以每个上升或下降的信号侧翼传输200个数据包。
31.在ak协议中，比特#2在数据包中未使用。作为准并行的数据包中的仅一位，能够传输的信息是受限的。因此，在该实施例中，该比特#2用作串行的数据传输通道。按顺序的数据传输意味着一个比特没有被分配一个固定的含义，并且被传输的信息由多个连续传输的数据包的各个比特#2组成。在该实施例中，ak协议则不受影响。在商用车中，传输串行协议的期望频率范围在3至900hz之间。转速传感器11通常还具有静止识别功能并且从较低速度起分别在150ms之后提供静止信号。这相应于约3.3hz的频率。通信速度根据车轮的转速变化。传感器侧的频率范围可以在0hz至2000hz。车轮旋转得越快，则下一个速度脉冲来得越快。如果在数据包传输结束之前出现下一个速度脉冲，则ak协议的数据包被相应地截断。最后一个比特#8，即奇偶校验位在约900hz(约100km/h)时已经相应地被较早地截断。大约2000hz(》200km/h)才需要缩短所有比特至比特#2。因此，在载重车(和大多数轿车)的正常运行驾驶期间，所有比特都可供使用。通过奇偶校验位可以对所有传输的比特检查错误。因此通过根据本发明的串行通信也确保所传输的信息是有效的。通过奇偶校验位检查串行通信的可靠性。如果速度较低，则串行数据流也较慢。为了解决这个问题，在此可以使用变速信息传输。在低速或静止时只有温度的传输才是有意义的。因此，根据速度可以传输更多或更少的信息块。
32.通常，速度传感器11存储由80比特组成的序列号并且以8比特的值感测-40℃～ 210℃的构件温度。
33.在该实施例中，通过比特#2传输的串行数据传输协议如此执行，即发生具有初始化位序列的传输顺序。在该实施例中，初始化位序列由始终呈“010101”(2ahex)形式的7比特长的值组成。
34.紧接着是一个7比特长的类型值，通过其说明待传输的信息。例如，值“1010100”表示后续传输温度，值“01010011”表示后续传输序列号。
35.紧接着是一个7比特长的长度值，其表示待传输的信息的长度(以比特为单位)。在传输温度时，必须传输一个8比特长的值，即必须给定值“0001000”。在传输序列号时，必须传输一个80比特长的值，即在此为值“1010000”。
36.紧接着在数据值中以预告的长度传输真正的信息。
37.借助该协议，用户数据能够具有0至128比特的长度。包含具有21比特的长度的报头信息具有21至149比特的长度的传输序列并且在转速传感器10中在车轮旋转一周内以200个信号侧翼传输。在最小情况下，即在车轮静止时，传输速率为6.6bit/s。因此，一个传输序列的传输时长为3.15s至22.35s。在实施例的一个有利扩展方案中，仅在低速(《4.35s)下传输短的传输序列，例如这种关于温度的传输序列。
38.在实施例中定义如下传输信息：
39.信息类型比特序列长度(比特)序列号1010011(s)80温度1010100(t)8客户存储区域1001011(k)112密钥1010000(p)128磁场强度1001101(m)8传感器类型1001110(n)24除错信息1000100(d)128
40.在实施例的一个有利扩展方案中，类型值、长度值和数据值的数据传输被加密。为此，可以使用公钥/私钥系统，其中调节器18已知转速传感器的公钥，或其中，转速传感器借助传输序列告知所使用的公钥。
41.串行数据传输可以通过校验值，例如crc值结束，其允许对串行数据传输进行可靠性检查。
42.作为保护可以在消息中附加一个数字。接收者仅认可具有当前最高运行数字的消息。根据本发明，运行数字例如可以是传感器的运行时间或也可以是所经过的路径。因此，在通信加密和关于运行时间或路径的信息方面存在改进。此外，该信息还可以在投诉和对行驶记录仪的可靠性检查时被参考。
43.在实施例的一个有利扩展方案中，在ak协议中不但使用比特#2，而且例如也使用比特#1或#5-#7作为串行传输通道。这些比特可根据ak协议修订版4.0自由分配。
44.调节器18在软件方面如此适配，使得其可以记录和分析评估串行传输的信息。然而，根据本发明的传感器也能够与传统的调节器18一起使用，其中，串行传输的信息在此被忽略并且系统在其它方面保持功能。
45.该实施例仅设置为如通过权利要求所限定的本发明的示例性构型，并不构成对通过权利要求所限定的本发明的任何限制。对于本领域技术人员能够认识到：在权利要求的保护范围内可能与实施例偏离的构型是可能的。
46.在说明书中，术语“和”、“或”和“或者
……
或者”作为连接符以逻辑连词(数学的与)、逻辑附属词(数学的或，通常也称为“和/或”)或作为逻辑反义词(数学的非)的含义使用。
47.在说明书或权利要求书中给出的方法步骤仅用于列举所需的方法步骤。其仅在明确给定或本领域技术人员认为必要时才暗含一个顺序。尤其，该列举并不意味着最终穷举。
48.附图标记列表
[0049]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
商用车
[0050]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底盘
[0051]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
车轮
[0052]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
制动器
[0053]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀ
车轮信息传输装置
[0054]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
转速传感器
[0055]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀ
转速
[0056]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀ
惯性传感器
[0057]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀ
行驶动态数据
[0058]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀ
调节器
[0059]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀ
调节器输出信号
[0060]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀ
执行装置
[0061]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀ
执行信号
[0062]
26
ꢀꢀꢀꢀꢀ
编码盘
[0063]
28
ꢀꢀꢀꢀꢀ
读取头
[0064]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁体北极
[0065]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁体南极
[0066]
34
ꢀꢀꢀꢀꢀ
旋转方向
[0067]
36
ꢀꢀꢀꢀꢀ
转速传感器信号
[0068]
38
ꢀꢀꢀꢀꢀ
信号制备电路
[0069]
40
ꢀꢀꢀꢀꢀ
脉冲信号
[0070]
44
ꢀꢀꢀꢀꢀ
数据处理装置
[0071]
46
ꢀꢀꢀꢀꢀ
电流值
[0072]
48
ꢀꢀꢀꢀꢀ
时间
[0073]
50
ꢀꢀꢀꢀꢀ
速度脉冲
[0074]
51
ꢀꢀꢀꢀꢀ
高脉冲电平
[0075]
52-68
ꢀꢀ
信息脉冲
[0076]
70
ꢀꢀꢀꢀꢀ
中脉冲电平
[0077]
71
ꢀꢀꢀꢀꢀ
低脉冲电平
[0078]
72
ꢀꢀꢀꢀꢀ
周期时长
[0079]
74
ꢀꢀꢀꢀꢀ
组1
[0080]
76
ꢀꢀꢀꢀꢀ
组2