СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ШИНОЙ
BUS CONTROL SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается усовершенствования в системе управления шиной, содержащей чувствительный датчик, который закреплен на внутренней стороне шины автомобиля и служит для измерения показателей состояния шины, включающих в себя внутреннее давление шины, и приемное устройство, закрепленное на боковом борту кузова автомобиля, для приема измеренных данных, переданных с чувствительного датчика.
Уровень техники
В целях осуществления управления шинами в процессе эксплуатации автомобиля или чего-либо подобного было предложено устанавливать на автомобиле систему управления шиной, в которой чувствительный датчик для измерения показателей состояния шины, таких как внутреннее давление или температура шины, закрепляется на внутренней стороне шины. Данные измерений с чувствительного датчика принимаются приемным устройством на боковом борту кузова автомобиля, и полученные приемным устройством данные передаются в центр управления работой автомобиля, где происходит управление работой множества автомобилей. Назначение указанного предложения состоит в том, что гарантируется следующее. Если при оценке на основе данных, полученных от системы управления шиной, которой снабжен каждый автомобиль, выявлены возможные неполадки какого-либо автомобиля, то из центра управления работой автомобиля в обязательном порядке заблаговременно подается команда водителю с целью избежать опасной ситуации. Например, следует рассмотреть патентный документ 1, указанный ниже.
Такая система управления шины сформирована таким образом, что сигнал запроса данных передается от каждого приемного устройства на соответствующий чувствительный датчик в течение заданного периода, и чувствительные датчики измеряют показатели состояния шины в соответствии с периодом времени приема сигнала запроса данных и передают измеренные данные на приемное устройство, тем самым давая возможность приемному устройству получать измеренные данные от чувствительного датчика.
Патентный документ 1: опубликованная выложенная патентная заявка Японии №10-104103.
Раскрытие изобретения
В вышеупомянутой системе управления шиной напряженность электрического поля в месте расположение блока чувствительного датчика мала из-за экранирующего эффекта стальной ленты, входящей в состав шины. Кроме того, чтобы сдерживать разрядку батарей, приводящих в действие чувствительный датчик, чувствительность к приему сигнала в той части чувствительного датчика, которая служит для приема сигнала, находится на низком уровне. Поэтому величина сигнала запроса данных, передаваемого от каждого приемного устройства на чувствительный датчик, соответственно увеличивается. Однако в связи с тем, что сигнал высокой интенсивности при передаче с беспроводного устройства создает помехи в работе других электронных приборов, некоторые страны предлагают ограничение интенсивности при непрерывной передаче беспроводного сигнала до заданного уровня на той же самой частоте. В таких странах возможны случаи, когда частота сигнала запроса данных, передаваемого от приемного устройства к чувствительному датчику, должна периодически изменяться.
Однако из-за влияния других транспортных средств или нарушений, зависящих от частоты сигнала запроса данных, вероятность приема сигнала запроса данных чувствительным датчиком может быть чрезвычайно низкой. В подобном случае, поскольку сигнал запроса данных не может быть принят чувствительным датчиком, то необходимо, чтобы с приемника передавался сигнал запроса данных с последовательным изменением частоты до того момента, когда чувствительный датчик сможет принимать сигнал запроса данных. В связи с этим создается проблема, заключающаяся в том, что для получения измеренных данных от чувствительного датчика требуется длительный период времени.
Целью настоящего изобретения является решение данной проблемы и, в первую очередь, создание системы управления шиной, способной с высокой степенью вероятности выбирать частоту приема, когда сигнал запроса измеренных данных передается от приемного устройства на чувствительный датчик или когда изменяется частота сигнала запроса данных, с тем чтобы оперативно получать измеренные данные от чувствительного датчика.
С этой целью настоящее изобретение предлагает, во-первых, систему управления шиной, состоящую из чувствительного датчика, закрепленного на внутренней стороне шины автомобиля, служащего для измерения параметра состояния шины и передачи измеренных данных на борт кузова автомобиля; и приемного устройства, закрепленного на борту кузова автомобиля, служащего для передачи сигнала запроса данных в заданный период, с тем чтобы запрашивать измеренные данные с чувствительного датчика, а также для приема измеренных данных, переданных с чувствительного датчика. При этом приемное устройство выполнено так, чтобы: (i) передавать сигнал запроса данных на чувствительный датчик на частоте, используемой для последнего удачного запроса измеренных данных, (ii) передавать сигнал запроса данных на чувствительный датчик повторно, если измеренные данные не получены, до тех пор, пока измеренные данные не будут получены, (iii) передавать сигнал запроса данных на чувствительный датчик, если число передач сигнала запроса данных достигло заданного количества, на частоте, используемой для предпоследнего удачного получения измеренных данных.
В данном случае предпочтительно формировать приемное устройство для передачи сигнала запроса данных на чувствительный датчик путем: (i) назначения частоты, с которой последнее получение измеренных данных было удачным, в качестве частоты сигнала измеренных данных, если сигнал запроса данных передается с частотой, используемой для последнего удачного получения измеренных данных, (ii) назначения частоты, используемой для предпоследнего удачного получения измеренных данных в качестве частоты сигнала измеренных данных, если указанный сигнал запроса данных передается с частотой, используемой для предпоследнего удачного получения измеренных данных.
Далее настоящее изобретение предлагает систему управления шиной, состоящую из чувствительного датчика, закрепленного на внутренней стороне шины автомобиля, служащего для измерения параметра состояния шины и передачи измеренных данных на борт кузова автомобиля, и приемного устройства, закрепленного на борту кузова автомобиля, служащего для передачи сигнала запроса данных в течение заданного периода, с тем чтобы запрашивать измеренные данные с чувствительного датчика, а также для приема измеренных данных, переданных с чувствительного датчика. При этом приемное устройство выполнено таким образом, чтобы: (i) передавать сигнал запроса данных на чувствительный датчик с частотой, используемой для последнего удачного получения измеренных данных, (ii) передавать сигнал запроса данных на чувствительный датчик повторно, если измеренные данные не смогут быть получены, до тех пор, пока не будут получены измеренные данные, (iii) и передавать сигнал запроса данных, если число передач сигнала запроса данных достигнет заданного количества, на частоте одного из двух каналов, соседних с каналом частоты, используемой для предпоследнего удачного получения измеренных данных.
Далее настоящее изобретение предлагает систему управления шиной, состоящую из чувствительного датчика, закрепленного на внутренней стороне шины автомобиля, служащего для измерения параметра состояния шины и передачи измеренных данных на борт кузова автомобиля, и приемного устройства, закрепленного на борту кузова автомобиля, служащего для передачи сигнала запроса данных в течение заданного периода, чтобы запрашивать измеренные данные с чувствительного датчика, а также для приема измеренных данных, переданных с чувствительного датчика. При этом приемное устройство выполнено так, чтобы: (i) передавать сигнал запроса данных на чувствительный датчик на частоте канала, имеющего первую наиболее высокую вероятностью приема измеренных данных, (ii) передавать сигнал запроса данных на чувствительный датчик повторно, если измеренные данные не могут быть получены, до тех пор, пока не будут получены измеренные данные, (iii) и передавать сигнал запроса данных на чувствительный датчик, если число передач сигнала запроса данных достигло заданного количества, на частоте канала, имеющего вторую наиболее высокую вероятность приема измеренных данных.
При использовании системы управления шиной в соответствии с настоящим изобретением приемное устройство передает сигнал запроса данных на чувствительный датчик, выбирая частоту, обеспечивающую высокую вероятность приема, передает сигнал запроса данных повторно, если измеренные данные не смогут быть получены, до тех пор, пока не произойдет получение измеренных данных, и, если число передач сигнала запроса данных достигнет заданного количества, и поэтому сигнал запроса данных должен быть передан на чувствительный датчик с другой частотой, передает сигнал запроса данных, выбирая частоту, имеющую как можно более высокую вероятность приема. Таким образом, появляется возможность оперативно запрашивать измеренные данные с чувствительного датчика.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - блок-схема системы управления шиной в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.2(a) и 2(b) - временные диаграммы на примере выходного сигнала чувствительного датчика и приемного устройства;
фиг.3 - временная диаграмма, представляющая сигнал запроса данных в увеличенном масштабе;
фиг.4 - диаграмма частотных диапазонов при передаче данных приемным устройством и чувствительным датчиком, соответственно;
фиг.5(а) и 5(b) - структура данных, передаваемых приемным устройством и чувствительным датчиком, соответственно;
фиг.6 - блок-схема, представляющая процесс обработки данных приемным устройством.
Осуществление изобретения
Ниже дается описание настоящего изобретения со ссылками на варианты его осуществления, сопровождающиеся чертежами. Фиг.1 представляет блок-схему системы управления шиной в соответствии с настоящим изобретением. Система управления шиной 10 содержит чувствительный датчик 3, закрепленный на внутренней стороне шины 4, которая расположена на автомобиле 6, служащий для измерения параметра состояния шины, приемное устройство 1, находящееся на борту кузова автомобиля, предназначенное для передачи сигнала запроса данных в определенный период, с тем чтобы запрашивать измеренные данные от чувствительного датчика 3 и получать измеренные данные, переданные от чувствительного датчика 3, а также главное устройство управления 5, обеспечивающее сигнал управления на устройство приема 1 для получения данных с чувствительного датчика 3.
Чувствительный датчик 3 закрепляется на внутренней поверхности шины 4 путем спекания, для того чтобы предотвратить его отделение от шины или поломки, даже когда шина испытывает деформацию при движении в условиях нагрузки. Более того, чувствительный датчик 3 состоит из средства определения внутреннего давления шины или подобного средства, антенны 3а и передатчика для передачи и приема сигнала к или от приемного устройства 1 и средства управления этими компонентами. Помимо средства определения внутреннего давления шины может использоваться средство определения температуры шины. В частности, чувствительный датчик 3 может крепиться к ходовому колесу во внутреннем пространстве шины или может быть закреплен во внутреннем пространстве шины с помощью специального держателя.
Приемное устройство 1 состоит из антенны 1а для приема беспроводного сигнала с чувствительного датчика 3, содержащего измеренные данные в виде температуры или давления, и получает измеренные температуру и давление от антенны 1а. Приемное устройство 1 может размещаться внутри главного устройства 5 управления. Главное устройство 5 управления выполняет беспроводную передачу измеренных данных, полученных приемным устройством 1, в оперативный центр 7 управления автомобилем, который принимает сигнал с главного устройства 5 управления с целью мониторинга шин в процессе эксплуатации.
Фиг.2(а) представляет временную диаграмму сигнала запроса данных, переданных приемным устройством 1 на чувствительный датчик 3. Сигнал D запроса данных передается на чувствительный датчик 3 в заданный период времени Т, и передача сигнала запроса данных повторяется с интервалом, равным периоду Т.
Фиг 2(b) представляет временную диаграмму измеренных данных, передаваемых от чувствительного датчика 3 на приемное устройство 1. После определения сигнала D запроса данных, передаваемого от приемного устройства с временным интервалом, равным периоду Т, чувствительный датчик 3 производит измерение параметра состояния шины, такого как внутреннее давление шины, и передает как результат измерений сигнал А измеренных данных на приемное устройство 1 через антенны 1а и 3а.
1
2
Как показано на фиг.3, являющейся временной диаграммой сигнала запроса данных в увеличенном масштабе, сигнал D запроса данных, передаваемый приемным устройством 1, состоит из множества сигналов Е запроса данных, которые передаются в заданный период. Если не происходит передачи данных от чувствительного датчика в течение заданного времени в ответ на сигнал Е запроса данных, переданный на частоте F, то приемное устройство 1 снова передает сигнал Е запроса данных и ожидает передачи данных от чувствительного датчика 3. Более того, если не происходит передачи данных от чувствительного датчика 3 даже после повторения передачи сигнала Е запроса данных до тех пор, пока определенное число m передач (m=4 на фиг.3), заданное для сигнала Е запроса данных, не будет достигнуто, то приемное устройство 1 передает сигнал Е запроса данных на другой частоте F и ожидает передачи данных от чувствительного датчика 3. Передача сигнала Е запроса данных прекращается, как только передача данных от чувствительного датчика будет подтверждена. Таким образом, количество сигналов Е запроса данных изменяется в зависимости от наличия или отсутствия передачи данных от чувствительного датчика 3.
На фиг.4 показаны частотные диапазоны для передачи данных приемным устройством 1 и чувствительным датчиком 3, соответственно, по оси абсцисс отложена частота. Частотные диапазоны устройства приема 1 и чувствительного датчика 3 для передачи сигнала определяются путем разделения заданного частотного диапазона ΔF, как показано, таким образом, чтобы они не перекрывали друг друга. В иллюстрируемом примере пятьдесят три (53) канала, указанных как RM, предназначены для передачи сигнала запроса данных от приемного устройства 1 к чувствительному датчику 3, и четырнадцать (14) каналов предназначены для передачи измеренных данных от чувствительного датчика 3 на приемное устройство 1.
Идентификационный код канала, используемого чувствительным датчиком 3 для передачи измеренных данных, передается на чувствительный датчик 3 как часть сигнала запроса данных, передаваемого приемным устройством 1. После приема этого сигнала чувствительный датчик 3 передает сигнал измеренных данных, используя частоту канала, в нем указанного.
Фиг.5(a) представляет структурную схему сигнала запроса данных, который передается приемным устройством. Кроме сигнала управления CDM и идентификационного кода ID чувствительного датчика 3, на который должна осуществляться передача, сигнал запроса данных содержит идентификационный код f, определяющий канал для передачи сигнала измеренных данных чувствительным датчиком 3, как упоминалось выше. С другой стороны, фиг.5(b) представляет структурную схему сигнала измеренных данных, передаваемого чувствительным датчиком. Сигнал измеренных данных содержит измеренные данные DATA, аномальный флаг OK/NG и идентификационный код ID чувствительного датчика 3, который выполняет передачу.
0
1
2
3
Далее подробно объясняется работа приемного устройства. На фиг.6 представлена блок-схема обработки данных приемным устройством 1, где F, F, F и F обозначают частоты сигналов запроса данных, переданных от приемного устройства 1 на чувствительный датчик 3.
1
2
3
1
0
2
3
На этапе S1 приемное устройство 1 оценивает, истек ли период времени Т от последней передачи сигнала запроса данных на чувствительный датчик 3. Если период времени Т не истек, то этап S1 повторяется до тех пор, пока не истечет период времени Т. Как только период Т истечет, счетчики n, n и n для подсчета числа передач сигналов запроса данных на частотах F (F), F и F устанавливаются на 1 соответственно (этап S2).
1
1
1
0
1
На этапе S3 оценивается, является ли показание счетчика n равным m или меньше, где m - заданное число передач сигнала запроса данных. В этом случае, поскольку счетчик n установлен на 1 и поэтому не больше m, то на этапе S4 оценивается, присутствуют или нет запомненные данные частоты F сигнала запроса данных, с которой было удачно осуществлено последнее получение измеренных данных. Если таких запомненных данных нет, то устанавливается частота сигнала запроса данных F в соответствии с начальной установкой (этап S5). Однако если запомненные данные присутствуют, тогда частота сигнала запроса данных устанавливается на значение запомненной частоты F (этап S6).
1
0
0
1
1
Затем на этапе S7 счетчик n, сообщающий число передач сигнала запроса данных, увеличивается на 1. На этапе S8 приемное устройство 1 назначает канал, соответствующий начальной установке, в качестве канала для передачи сигнала измеренных данных, если частота сигнала запроса данных была установлена на F на этапе S5, и затем передает сигнал запроса данных на частоте F на чувствительный датчик 3 и назначает канал последнего удачного получения измеренных данных в качестве канала для передачи сигнала измеренных данных, если частота сигнала запроса данных была установлена на значение F на этапе S6, и затем передает сигнал запроса данных на частоте F на чувствительный датчик 3.
1
На этапе S9 происходит оценка, удачно или нет получает приемное устройство 1 измеренные данные от чувствительного датчика 3. Если получение измеренных данных произошло удачно, то частотные данные частоты F сигнала запроса данных и данные идентификационного кода канала, используемого чувствительным датчиком для передачи сигнала измеренных данных, запоминаются (этап S10), полученные с чувствительного датчика 3 измеренные данные запоминаются (этап S11), и затем процесс обработки возвращается к этапу S1.
1
1
1
0
1
1
0
На этапе S9, если получение измеренных данных прошло неудачно, то процесс обработки данных возвращается к этапу S3, где оценивается, достиг ли счетчик n числа m или меньше. Если счетчик n достиг числа m или меньше, то частота сигнала запроса данных устанавливается на частоту F (F) (этапы S4, S5 и S6), показание счетчика n увеличивается на 1 (этап S7), и сигнал запроса данных передается на чувствительный датчик 3 на частоте F (F).
1
1
2
2
2
На этапе S9, если получение измеренных данных опять прошло неудачно, процесс обработки данных возвращается к этапу S3, где оценивается, достиг или нет счетчик n числа m или меньшего. Если приемное устройство 1 повторяет отрицательный результат при получении измеренных данных от чувствительного датчика 3 и показание счетчика n, представляющего число передач сигнала запроса данных, превышает заданное число m, то процесс обработки данных переходит к этапу S12, где оценивается, достиг ли счетчик n числа m или меньшего. В этом случае, поскольку счетчик n установлен на 1 и, следовательно, не больше m, и если, например, частоты сигнала запроса данных, использованные в предшествующем удачном получении измеренных данных, запомнены как архивная запись, то частота сигнала запроса данных устанавливается на частоту F, которая была использована для второго последнего успешного получения измеренных данных (этап S13).
2
2
1
2
2
2
2
2
На этапе S14 показание счетчика n, представляющего число передач сигнала запроса данных, увеличивается на 1. При выполнении этапа S8 приемное устройство 1 назначает канал, который использовался для второго последнего удачного получения измеренных данных, как канал, который должен использоваться чувствительным датчиком 3 для передачи измеренных данных, и передает сигнал запроса данных на частоте F. На этапе S9, если получение измеренных данных от чувствительного датчика 3 все еще не состоялось, процесс обработки данных возвращается к этапу S3. В этом случае, поскольку показание счетчика n больше числа m, процесс обработки данных переходит к выполнению этапа S12, где оценивается, достиг или нет счетчик n числа m или меньшего. Если счетчик n показывает число m или меньшее, частота сигнала запроса данных опять устанавливается на F (этап S13), значение счетчика n увеличивается на 1 (этап S14), и сигнал запроса данных передается на чувствительный датчик 3 на частоте F (этап S8).
2
2
2
3
3
2
На этапе S9, если получение измеренных данных с чувствительного датчика 3 все еще не состоялось, процесс обработки данных возвращается к этапу S3. В этом случае, поскольку счетчик n показывает число больше m, процесс обработки данных переходит к выполнению этапа S12, где оценивается, показывает или нет счетчик n число m или меньшее. Если приемное устройство 1 все еще не в состоянии принимать измеренные данные с чувствительного датчика 3, и счетчик n, представляющий число передач сигнала запроса данных, показывает число передач сигнала запроса данных большее, чем заданное, то процесс обработки данных переходит к этапу S15, где оценивается, больше или меньше числа m показания счетчика n. В этом случае, поскольку счетчик n был установлен при выполнении этапа S2 на 1 и поэтому не может показывать число больше m, то если, например, частоты сигнала запроса данных, используемые для предшествующего удачного получения измеренных данных, сохранены как архивная запись, тогда частота сигнала запроса данных устанавливается на F, которая использовалась для третьего с конца удачного получения измеренных данных (этап S16).
3
3
На следующем этапе S17 показание счетчика n, представляющего число передач сигнала запроса данных, увеличивается на 1. На этапе S8 приемное устройство 1 назначает идентификационный код канала, который использовался для третьего с конца удачного получения измеренных данных, в качестве канала, используемого чувствительным датчиком 3 для передачи измеренных данных, и передает сигнал запроса данных на частоте F.
1
2
3
3
3
3
3
На этапе S9, если получение измеренных данных с чувствительного датчика 3 все еще не состоялось, процесс обработки данных возвращается к этапу S3. В этом случае, поскольку показание счетчика n больше числа m, процесс обработки данных переходит к этапу S12. Поскольку показание счетчика n больше числа m, процесс обработки данных переходит к этапу S15, где оценивается, достиг или нет счетчик n числа m или меньше. Если показание счетчика n есть m или меньше, то частота сигнала запроса данных устанавливается на F (этап S16), показание счетчика n увеличивается на 1 (этап S17), и сигнал запроса данных передается на чувствительный датчик 3 на частоте F (этап S8).
1
2
3
3
На этапе S9, если получение измеренных данных с чувствительного датчика 3 все еще не состоялось, процесс обработки данных возвращается на этап S3. В этом случае, поскольку показание счетчика n больше числа m, процесс обработки данных переходит к этапу S12. Поскольку показание счетчика n больше числа m, процесс обработки данных переходит к этапу S15, где оценивается, показание счетчика n больше или меньше числа m. Если приемное устройство 1 повторяет неспособность получать измеренные данные с чувствительного датчика 3, и показания счетчика n, представляющего число передач сигнала запроса данных, больше, чем заданное число m передач сигнала запроса данных, тогда процесс обработки данных возвращается к этапу S1.
1
0
2
3
1
0
2
3
В вышеописанном варианте реализации настоящего изобретения, когда приемное устройство 1 не в состоянии получать измеренные данные, сигнал запроса данных передается на чувствительный датчик m раз для каждой из различных частот F (F), F и F прежде, чем прекратится непрерывная передача сигнала запроса данных. Однако непрерывную передачу сигнала запроса данных можно продолжить путем изменения частоты для каждых m следующих передач. В качестве варианта непрерывная передача сигнала запроса данных может быть продолжена путем возврата к начальной частоте F(F) и последовательно к F и F.
1
2
3
1
2
3
0
1
2
3
Более того, в вышеописанном варианте реализации изобретения частота, использованная для последнего удачного получения сигнала данных, используется в качестве частоты F сигнала запроса данных, частота, использованная для предпоследнего удачного получения сигнала данных, используется в качестве частоты F, и частота, использованная для третьего с конца удачного получения сигнала данных, используется в качестве частоты F. Однако также возможно использовать частоту, использованную для последнего удачного получения сигнала данных, в качестве частоты F, использовать в качестве частоты F частоту канала, имеющего высокую вероятность получения сигнала данных, т.е. одного из двух каналов, соседних с каналом частоты, использованной для последнего удачного получения измеренных данных, и использовать в качестве частоты F частоту канала, имеющего высокую вероятность получения сигнала данных, т.е. другого канала из двух каналов, соседних с каналом частоты, использованной для последнего удачного получения измеренных данных. В этом случае приемное устройство 1 назначает в качестве канала, который должен использоваться чувствительным датчиком 3 для передачи измеренных данных, тот же канал, который назначен для случая передачи сигнала запроса данных на частоте F или F, и передает сигнал запроса данных на частоте F или F.
1
2
3
Далее также возможно устанавливать вероятность получения измеренных данных для каждого из пятидесяти трех (53) каналов, как показано на фиг.4, которые предназначены для передачи сигнала запроса данных от приемного устройства 1 на чувствительный датчик 3, и использовать частоту канала с наиболее высокой вероятностью приема в качестве частоты F, частоту канала со второй наиболее высокой вероятностью приема в качестве частоты F и частоту канала с третьей наиболее высокой вероятностью приема в качестве частоты F.
Из вышеприведенного описания следует, что настоящее изобретение предлагает систему управления шиной, в которой приемное устройство передает сигнал запроса данных на чувствительный датчик, выбирая частоту, которая имеет высокую вероятность приема, передает повторно сигнал запроса данных, если измеренные данные не получены, до тех пор, пока измеренные данные не будут получены, и, если число передач сигнала запроса данных достигнет заданного количества и, следовательно, сигнал запроса данных должен быть передан на чувствительный датчик с другой частотой, передает сигнал запроса данных, выбирая частоту, имеющую как можно более высокую вероятность приема. Таким образом, обеспечивается возможность оперативно получать измеренные данные с чувствительного датчика.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение может применяться для измерения в реальном времени показателей состояния шины не только автомобиля, но и всех типов шин, включая пассажирский транспорт.