用于使第一电单元与第二电单元无线地在时间上同步的方法与流程

本发明涉及一种用于使第一电单元与第二电单元无线地在时间上同步的方法，所述第一电单元和所述第二电单元暂时地、无线地相互连接，尤其是经由低能耗连接相互连接，其中，所述第一电单元具有第一计时器，所述第二电单元具有第二计时器，并且其中，连接事件重复地以预给定的连接时间间隔发生。此外，本发明涉及一种用于无线地在时间上同步的系统，所述系统包括第一电单元和第二电单元，所述第一电单元和所述第二电单元暂时地、无线地相互连接，尤其是经由低能耗连接相互连接，其中，所述第一电单元具有第一计时器，所述第二电单元具有第二计时器，并且其中，连接事件重复地以预给定的连接时间间隔发生。另外，本发明涉及一种车辆、尤其是具有驾驶辅助驱动器的单轨车辆，所述车辆例如是电动自行车或者类似物，所述车辆具有中央通信接口、变速机电一体化装置和/或驱动单元，其中，所述中央通信接口、所述变速机电一体化装置或者所述驱动单元作为电单元构造为两个电单元中的一个电单元。

背景技术：

1、用于高度准确的、在时间上的同步的方法例如在电影和视频行业中是普遍的。在此，使无线连接的设备同步，所述设备位于大约10m的范围中。待同步的设备例如是用于使声音和图像同步的外部麦克风和摄像机。因此，避免昂贵的、事后的同步。

2、在电动自行车的领域中，随着近些年的发展，对不同电单元之间的无线通信的要求也提高，所述电单元例如所述移动电话、通信接口、变速机电一体化装置(schaltungs-mechatronik)或者驱动单元。

3、在变速过程中，例如通信接口、驱动单元和变速机电一体化装置可以无线地经由低能耗连接相互通信，所述低能耗连接例如蓝牙连接。在此，驱动单元可以预先计算在负荷最小值的范围中的适合的时间窗口，在该时间窗口中应当进行变速过程，该适合的时间窗口一般是曲柄下死点或者曲柄上死点。通过借助前变速器(umwerfer)、后变速器(schaltwerk)、无级变速器(cvt)、行星齿轮或者类似物降低驱动力矩和传动比，可以显著地降低在变速过程期间变速部件和驱动部件的负荷和磨损。为此需要变速机电一体化装置、通信接口与驱动单元之间的足够准确的、在时间上的同步。

技术实现思路

1、在一种实施方式中，本发明提供一种用于使第一电单元与第二电单元无线地在时间上同步的方法，所述第一电单元和所述第二电单元能够尤其暂时地、无线地相互连接，尤其是经由低能耗连接相互连接，其中，所述第一电单元具有第一计时器，所述第二电单元具有第二计时器，并且其中，连接事件重复地以预给定的连接时间间隔发生，所述方法包括：

2、a)在第一连接事件的情况下通过所述第一电单元向所述第二电单元传送第一数据包，

3、b)通过所述第二电单元接收所述第一数据包并且基于所述第二计时器创建第二时间戳，

4、c)在下一个连接事件的情况下通过所述第二电单元向所述第一电单元传送具有所创建的第二时间戳的第二数据包，

5、d)通过所述第一电单元接收所述第二数据包，

6、e)通过所述第一电单元基于所述预给定的连接时间间隔的一个或者多个时间跨度并且基于所述第二时间戳求取当前时间，

7、f)将所述第一计时器调设为所求取的当前时间。

8、在一种实施方式中，本发明提供一种用于无线地在时间上同步的系统，所述系统包括第一电单元和第二电单元，所述第一电单元和所述第二电单元能够尤其暂时地、无线地相互连接，尤其是经由低能耗连接相互连接，其中，所述第一电单元具有第一计时器，所述第二电单元具有第二计时器，并且其中，连接事件重复地以预给定的连接时间间隔发生，尤其是其中，所述两个电单元构造为用于执行根据本发明的实施方式中任一项所述的方法，并且其中，所述第一电单元构造为用于

9、在第一连接事件的情况下向所述第二电单元传送第一数据包，

10、接收第二数据包，

11、基于所述预给定的连接时间间隔的一个或者多个时间跨度并且基于第二时间戳求取当前时间，

12、将所述第一计时器调设为所求取的当前时间，

13、并且其中，所述第二电单元构造为用于

14、接收所述第一数据包并且基于所述第二计时器创建第二时间戳，

15、在下一个连接事件的情况下向所述第一电单元传送具有所创建的第二时间戳的第二数据包。

16、在一种实施方式中，本发明涉及一种车辆、尤其是具有驾驶辅助驱动器的单轨车辆，所述车辆例如是电动自行车或者类似物，所述车辆具有中央通信接口、变速机电一体化装置和/或驱动单元，所述车辆包括根据上述实施方式所述的系统，其中，所述中央通信接口、所述变速机电一体化装置或者所述驱动单元作为电单元构造为两个电单元中的一个电单元。

17、由此实现的优点中的一个优点是，通过简单的方式进行足够准确的、在时间上的、无线的同步。另外，提供一种能量高效的方法，因为所述电单元仅在确定的连接时间间隔中相互通信并且在其他情况下处在待机模式中。

18、连接事件可以包括建立连接和数据传输。如下连接时间间隔可以事先由所涉及的电单元中的一个电单元或者由中央单元或者接口确定：在所述连接时间间隔中，所述电单元相互连接。

19、在变速过程的范畴中，中央通信接口、变速机电一体化装置和驱动单元可以通信。为此尤其假定，所述电单元在时间上是相互同步的。可能的是，在两个分开的同步方法中所述变速机电一体化装置和所述驱动单元构成第一电单元，并且所述中央通信接口分别构成第二电单元。然后，所述变速机电一体化装置和所述驱动单元采用中央通信接口的本地时间。然而，原则上也能够考虑电动自行车的其他部件作为电单元。

20、在下文中描述或者由此能够公开根据本发明的方法的其他特征、优点和实施方式。

21、根据本发明的一种有利的扩展方案，如果满足条件，则进行第一计时器的调设，其中，如果通过第一电单元传送第一数据包与通过第一电单元接收第二数据包之间的时间跨度小于两个预给定的连接时间间隔的和，则满足条件，并且其中，否则的话，重新执行方法步骤a)至e)至少一次，尤其是一直重新执行方法步骤a)至e)，直到满足条件为止。这样做的优点在于，可靠地进行时间同步。

22、根据本发明的另一种有利的扩展方案，在传送第一数据包之前，通过第一电单元基于第一计时器创建第一时间戳，并且其中，第一和第二数据包包括第一时间戳，并且其中，如果满足条件，则进行第一计时器的调设，其中，如果第一时间戳的时间与通过第一电单元接收第二数据包的时间之间的时间跨度小于两个预给定的连接时间间隔的和，则满足条件，并且其中，否则的话，重新执行方法步骤a)至e)至少一次，尤其是一直重新执行方法步骤a)至e)，直到满足条件为止。通过这种方式，能够实现两个电单元之间的准确的且能够核查的时间同步。

23、此外，对上述两个条件的核查具有如下优点：例如由于干扰信号导致的连接干扰可以在同步方法期间被检测到并且被考虑。在连接受到干扰的情况下可能的是，数据包不是在下一个连接事件中、而是延迟地在随后的连接事件中被发送并且也被接收。通过核查条件可以识别出，是出现了干扰还是连接。如果该时间跨度包括两个或者更多个连接时间间隔，则出现了干扰。然后，可以如此频繁地重复同步方法，直到满足条件。由此可以实现成功的同步。

24、根据本发明的另一种有利的扩展方案，在预给定的时间区间中重新执行方法步骤a)至f)，所述预给定的时间区间优选为10min。例如由于温度影响或者不同的固有时钟频率所导致的、所述计时器的不同的时钟发生器行为可能导致，电单元的计时器的本地时间彼此偏差得越来越多——即漂移。通过在确定的时间区间中的同步，可以限制计时器的本地时间之间的最大偏差。

25、根据本发明的另一种有利的扩展方案，根据下述步骤执行对第一和第二计时器的同步性的核查：

26、通过所述两个电单元中的一个电单元创建第三时间戳，

27、在下一个连接事件的情况下通过一个电单元向另一个电单元传送所创建的第三时间戳，

28、通过所述另一个电单元接收所述第三时间戳，

29、通过所述另一个电单元求取所传送的第三时间戳的时间与所述一个电单元在所述第三时间戳被接收的时间点的、当前的本地时间之间的差的量值，

30、如果差的量值大于或者等于预给定的连接时间间隔，尤其是只要差的量值大于预给定的连接时间间隔，则执行所述方法步骤a)至f)至少一次。

31、由此，可以通过特别简单的方式核查电单元的计时器的同步性。所求取的差不但可以具有正值、而且可以具有负值。

32、由于可以在两个连接事件之间的任意时间点创建第三时间戳，因此，在同步的计时器的情况下，所求取的、该差的量值最多相应于一个连接时间间隔。如果所求取的、该差的量值大于一个连接时间间隔，则所述计时器不是同步的。替代地，可以在确定的时间点进行第三时间戳的创建。在此，该时间点被确定得越接近下一个连接事件，则该方法的灵敏度越高。

33、根据本发明的另一种有利的扩展方案，在确定的事件之后和/或在预给定的时间区间中核查同步性。事件可以是内部事件或者外部事件。尤其是关于电动自行车这一应用领域，内部事件可以是例如中央通信接口与驱动单元的连接请求。对变速杆的操纵例如是外部事件，该外部事件开启变速过程。因此，对电单元的同步性的核查可以在确定的过程之前通过确定的事件启动，对于该确定的过程，假定在时间上同步的行为。以进一步有利的方式，对同步性的核查可以在确定的时间区间中进行。由此可以防止本地时间的过大的偏差，并且此外可以提供一种能量高效的方法，其中，只在需要时执行该同步。

34、根据本发明的另一种有利的扩展方案，在调设所述第一计时器之后，根据下述步骤执行对可信度检验的核查：

35、执行所述方法步骤a)至e)

36、通过所述第一电单元求取在步骤e)中所求取的当前时间与所述第一计时器的本地时间之间的差的量值，其中，如果差的量值小于10ms、优选小于5ms、特别优选地小于1ms且大于1ns、优选大于1μs，则被视为是可信的。

37、根据该方式可以核查，该同步方法本身是否适合用于确定当前时间的能够被复现的值。

38、根据本发明的另一种有利的扩展方案，所述连接时间间隔被确定在1ns与500ms之间、优选在60ms与325ms之间、特别优选地在100ms与150ms之间。所述连接时间间隔被确定在100ms与150ms之间，则能够提供一种能量高效的并且同时足够准确的用于在时间上同步的方法。

39、根据本发明的另一种有利的扩展方案，所述第一和第二电单元分别具有发送等待队列，并且根据第一电单元的第一发送持续时间与第二电单元的第二发送持续时间之间的差的量值，来核查第一和第二电单元的时间上的发送行为的对称性。在此，第一发送持续时间包括用于第一数据包的处理时间和尤其传输时间，第二发送持续时间包括用于第二数据包的处理时间和尤其传输时间。如果差的量值小于10ms、优选小于1ms、特别优选地小于0.1ms且大于1ns、优选大于1μs，则该时间上的发送行为被视为是对称的。

40、借助所求取的、该差的量值，能够评价该同步方法的精度。处理时间可以包括从将数据包保存到发送等待队列直至开始传送该数据包为止的持续时间。发送持续时间可以被定义为从开始传送直至通过进行接收的电单元完全获得该数据包为止的时间。

41、根据本发明的另一种有利的扩展方案，基于蓝牙、蓝牙低能耗、wlan、wifi、zigbee、nfc、sigfox、li-fi或者mioty的传输协议，用于所述第一与所述第二电单元之间的通信。在此，被归类为wpan——wireless personal area network，无线个人区域网——的传输协议可以是有利的，因为所述传输协议通常伴随着电单元的低电流消耗。

42、根据本发明的另一种有利的扩展方案，以加密的方式传送数据。因此可以防止，数据可能未经授权地被第三方截取。

43、在变速过程的范畴中，中央通信接口、变速机电一体化装置和驱动单元可以通信。为此假定，所述电单元在时间上是相互同步的。可能的是，在两个分开的同步方法中所述变速机电一体化装置和所述驱动单元构成第一电单元，并且所述中央通信接口分别构成第二电单元。然后，所述变速机电一体化装置和所述驱动单元采用中央通信接口的本地时间。然而，原则上也能够考虑电动自行车的其他部件作为电单元。

44、由扩展方案、绘图和与此相关的附图描述得出本发明的其他重要特征和优点。

45、显而易见的是，上文提到的和下文待阐述的特征不仅可以按相应给出的组合使用，还可以按其他的组合来使用或者单独使用，而不脱离本发明的范畴。