DE102004001250A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung der Seitenposition von Rädern - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung der Seitenposition von Rädern

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    • G01L5/20Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring wheel side-thrust

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Seitenposition von Rädern bei einer Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeuges mit mehreren Sensoreinrichtungen (3), welche jeweils an einem Reifen (1) eines zugeordneten Rads zum Erfassen einer mechanischen Deformation des zugeordneten Reifens beim Abrollen desselben auf der Fahrbahn (3) angebracht sind; elektronischen Radeinheiten (4), welche jeweils mit einer zugeordneten Sensoreinrichtung (3) verbunden sind; und mit einer zentralen Auswerteeinheit (6), welche mit den elektronischen Radeinheiten (4) zum Empfangen der erfassten Deformationsdaten verbunden ist und welche aus den aus den Deformationsdaten ermittelten Latschlängen (d) die Seitenpositionen der einzelnen Räder bei einer Kurvenfahrt bestimmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung der Seitenposition von Rädern eines Kraftfahrzeuges.
  • Aus sicherheitstechnischen Gründen muss der Reifendruck von Kraftfahrzeugen regelmäßig überprüft werden, was allerdings sehr häufig versäumt wird. Moderne Kraftfahrzeuge weisen unter anderem aus diesem Grunde Reifendruckkontrollvorrichtungen auf, die den Reifendruck automatisch messen, die zumindest eine kritische Abweichung von einem Sollwert des Reifeninnendrucks erkennen und dem Kraftfahrzeugführer dies anzeigen. Eine manuelle Überprüfung wird so entbehrlich.
  • Zu diesem Zwecke weist typischerweise jedes Rad eine elektronische Radeinheit auf, die den Reifendruck eines jeweils zugeordneten Rades aufnimmt und diese Informationen an eine Auswerteeinrichtung des Kraftfahrzeuges sendet. Als elektronische Radeinheit kann jede Einrichtung verstanden werden, die Informationen ermittelt, über die am Rad möglicherweise auftretende Fehlerzustände detektiert werden können. Der Begriff Fehlerzustand ist im vorliegenden Zusammenhang weit auszulegen und umfasst alle Zustände, Eigenschaften und Informationen eines jeweiligen Rades, die als detektionswürdig betrachtet werden.
  • Zusätzlich zu der eigentlichen Detektion eines Fehlerzustandes ist bei gattungsgemäßen Verfahren und Einrichtungen vorgesehen, dass auch die Radposition der einzelnen Räder ermit telt wird und zusammen mit einem jeweiligen Fehlerzustand übermittelt wird. Für die Bestimmung der Radpositionen, die in der einschlägigen Literatur häufig auch als Lokalisation bezeichnet wird, sind eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren bekannt, von denen nachfolgend einige kurz erläutert werden.
  • Aus der EP 806 307 B1 ist eine Luftdruckkontrollvorrichtung beschrieben, die für jede Radposition ein Signal mit einer individuellen Kennung an eine zentrale Auswerteeinheit aussendet. Die Zentraleinheit nimmt eine Zuordnung der Kennung zur Radposition für das entsprechende Rad entsprechend abgespeicherter Kennungen vor. Dieses Verfahren ist jedoch außerordentlich hardware- und softwareintensiv und erfordert insbesondere in der zentralen Auswerteeinheit einen erhöhten Aufwand für die Dekodierung der jeweiligen individuellen Kennungen. Darüber hinaus belastet diese Vorrichtung auch die Batterien der in jedem Rad angeordneten elektronischen Radeinheiten aufgrund des erhöhten Kodierungsaufwandes für die Übermittlung der individuellen Kennung.
  • In der DE 197 20 123 C2 ist eine Reifendruckkontrollvorrichtung beschrieben, bei der im Bereich von jedem zu überwachenden Rad eine eigens zugeordnete Empfangsantenne vorgesehen ist, mit der die von der elektronischen Radeinheit ausgesendeten Signale empfangen werden können. Zwar empfängt diese Empfangsantenne auch Signale von elektronischen Radeinheiten benachbarter Räder. Zur Unterscheidung der Radposition der einzelnen Räder wird hier davon ausgegangen, dass ein von einer unmittelbar benachbarten Radeinheit ausgesendetes und empfangenes Signal einen höheren Signalpegel aufweist als ein Signal, das von einer weiter entfernt angeordneten elektronischen Einrichtung empfangen wird. Auch dieses bekannte System ist außerordentlich hardware- und softwareintensiv, da insbe sondere für jede elektronische Einrichtung eine eigene Antenne vorgesehen sein muss.
  • Bei einem weiteren bekannten, gattungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der Radposition sendet jede elektronische Radeinheit die entsprechenden Informationen mittels hochfrequenter Signale an die zentrale Auswerteeinrichtung. Durch Auswertung der Feldstärke der empfangenen Signale ist dann eine Zuordnung dieses Signals zu einer Radposition möglich.
  • Das Problem dieser feldstärkeabhängigen Bestimmung der Radposition besteht darin, dass die empfangene Feldstärke (RSSI = Received Signal Strength Indicator) von den verschiedensten Parametern, zum Beispiel der Empfindlichkeit des Empfängers, der Ausgangsleistung der elektronischen Einrichtung, des Felgentyps, des Drehmoments des Rades, Reflexionen des sinusförmigen Hochfrequenzsignals, Umweltparameter, etc. abhängt.
  • Neben den genannten Parametern hängt die empfangene Feldstärke in sehr starkem Maße von dem jeweiligen Radwinkel der elektronischen Radeinheit während der Übertragung ab. Ursache dafür ist, dass die elektronische Radeinheit bzw. deren Sendeantenne Bestandteil des Rades ist und sich somit mit dem entsprechenden Rad mitdreht, wodurch die gesendeten Datensignale abhängig von Rotationseffekten sind. Vor allem der Radwinkel führt zu erheblichen Schwankungen der Feldstärke.
  • Ferner wird bisher die Links-/Rechts Lokalisierung mittels Beschleunigungssensoren gelöst: Die EP 1 003 647 B1 offenbart eine Vorrichtung, bei der das Vorzeichen der im Rad gemessenen Beschleunigung die Fahrzeugseite angibt.
  • Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Notwendigkeit eines separaten Beschleunigungssensors.
  • Eine weitere Vorgehensweise benutzt die Analyse der Feldstärke des Funktelegramms, das vom Fahrzeug empfangen wird. Die EP 0 763 437 B1 offenbart ein System, bei dem die Feldstärke eines Funktelegramms mittels vier, jeweils in Radnähe montierter Antennen analysiert wird. Der Einbauort der Antenne mit der höchsten gemessenen Feldstärke identifiziert dann das Ursprungsrad des Telegramms.
  • Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Tatsache, dass ein hoher Aufwand für die Antenneninstallation notwendig ist.
  • Weiter können sog. Triggerantennen benutzt werden. Die US 5,880,363 beschreibt ein System, bei dem mittels eines Langwellensignals genau eine Radelektronik zur Emission eines Datentelegramms mit einem speziellen Identifikationssignal angeregt wird. Durch zyklisches Anregen aller Radpositionen werden die Identifikationscodes der zugeordneten Radelektroniken erfasst.
  • Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt in der Notwendigkeit zusätzlicher Langwellenantennen auf Fahrzeugseite und zusätzlicher Langwellenempfangseinheiten auf Radseite.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mittels denen auf einfache, jedoch sehr sichere Weise die jeweilige Radseitenposition angegeben werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe vorrichtungsseitig durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und verfahrensseitig durch ein Verfahren mit dem Merkmal des Patentanspruchs 9 gelöst.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass mehrere Sensoreinrichtungen vorgesehen sind, welche jeweils an einem zugeordneten Reifen eines Rads zum Erfassen einer mechanischen Deformation des Reifens beim Abrollen desselben auf der Fahrbahn angebracht sind, wobei elektronische Radeinheiten jeweils mit einer zugeordneten Sensoreinrichtung verbunden sind und wobei eine zentrale Auswerteeinheit Signale, d.h. die erfassten Deformationsdaten, die von der elektronischen Radeinheit gesendet werden, empfängt, wobei aus den aus den Deformationsdaten ermittelten Latschlängen die Seitenpositionen der einzelnen Räder bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs bestimmt werden.
  • Somit liegt der Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik darin, dass der apparative Aufwand zur Seitenlokalisierung reduziert werden kann. Es werden keine aufwendigen Antennenapparate und keine Langwelleneinheiten zum Ansprechen einer Radelektronik benötigt. Die Sensoreinrichtung zur Detektion einer mechanischen Verformung des Reifens ist deutlich einfacher ausführbar als ein Beschleunigungssensor. Lediglich durch Ermitteln der jeweiligen Latschlängen der Räder mittels Auswertung der erfassten Deformationsdaten können sichere Aussagen bei einer Kurvenfahrt darüber getroffen werden, auf welcher Kraftfahrzeugseite sich das jeweilige Rad befindet, da die Außenräder während einer Kurvenfahrt höher belastet sind als die Innenräder und somit einen längeren Latsch aufweisen als die Innenräder. Somit können die Radelektroniken, welche vergleichsweise kurze Latschlängen indizieren, der Fahrzeugseite zugeordnet werden, die zur Kurveninnenseiten zeigen. Dagegen werden die Rad elektroniken, welche vergleichsweise lange Latschlängen indizieren, der Fahrzeugseite zugeordnet, welche in Richtung der Kurvenaußenseite gerichtet ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die Sensoreinrichtungen jeweils an der Seitenwand des jeweiligen Reifens angebracht. Somit können direkte Schläge auf die Sensoreinrichtungen größtenteils verhindert werden. Insbesondere werden die Sensoreinrichtungen vorteilhaft jeweils an der fahrzeugabgewandten Seitenwand des jeweiligen Reifens montiert. Die Latschflächen sind unter einer Kurvenbelastung nicht annähernd rechteckig, sondern nehmen eine Form an, bei welcher die kurveninnere Grenze des Latsches kürzer ist als die kurvenäußere Grenze. Durch Montage der Sensoreinrichtung an der fahrzeugabgewandten Seitenwand des entsprechenden Reifens kann somit diese dynamische Formänderung des Latsches vorteilhaft ausgenutzt werden, um an der kurveninneren Seite einen noch kürzeren Latsch und an der Kurvenaußenseite einen noch längeren Latsch zu ermitteln.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Sensoreinrichtungen jeweils als Dehnmessstreifen, piezoelektrisches Fasermaterial, piezoelektrischer Kristall, piezoelektrischer Widerstand, Oberflächenwellenfilter (SAW) oder als Kombination der vorgenannten ausgebildet. Vorteilhaft sind die Sensoreinrichtungen jeweils über eine drahtlose Ver bindung, beispielsweise eine Funk- oder Infrarotverbindung, oder eine elektrische Verbindung mit der zugeordneten elektronischen Radeinheit verbunden. Eine drahtlose Verbindung, wie beispielsweise eine Funk- oder Infrarotverbindung kann auch zwischen der elektronischen Radeinheit und der zentralen Auswerteeinheit bestehen, so dass Daten kabellos zwischen diesen übertragen werden können.
  • Vorteilhaft ist die elektronische Radeinheit mit einem Reifenzustandskontrollsystem gekoppelt, wobei die elektronische Radeinheit sowohl die Daten des Reifenzustandskontrollsystems als auch die Daten der Sensoreinrichtung empfängt und an die zentrale Auswerteeinheit sendet.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die verwendeten Sensoreinrichtungen jeweils eine Doppelfunktion auf. Einerseits erfolgt eine Detektion einer mechanischen Verformung des Reifens bei einer Kurvenfahrt und andererseits wird bei einer derartigen Verformung mechanische Deformationsenergie in elektrische Energie durch die jeweiligen Sensoreinrichtungen umgewandelt, wodurch ein autarkes System erzeugt wird. Vorzugsweise sind neben den Sensoreinrichtungen selbst weitere Bauteile, wie beispielsweise die elektronische Radeinheit, mit dieser umgewandelten elektrischen Energie betreibbar.
  • Vorteilhaft werden durch die Sensoreinrichtungen Impulse gemessen, welche der Änderung der Deformation der einzelnen Reifen beim Aufsetzen und beim Abheben der jeweiligen Reifenlaufflächen auf bzw. von der Fahrzeug entsprechen. Insbesondere werden die Zeitspannen zwischen derartigen aufeinanderfolgenden Impulsen mittels der jeweiligen elektronischen Radeinheit ermittelt und an die zentrale Auswerteeinheit gesendet. Beispielsweise können mehrere aufeinanderfolgende gemessene Zeitspannen eines zugeordneten Rads, d.h. über mehrere aufeinanderfolgende Messungen, gemittelt werden, wobei aus der gemittelten Zeitspanne und der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit die Latschlänge des entsprechenden Rads ermittelt wird. Vorzugsweise werden die ermittelten Latschlängen der einzelnen Räder miteinander verglichen und bei diesem Vergleich die jeweilige Radseite des entsprechenden Rads bestimmt. Es ist allerdings auch vorstellbar, eine gemessene Latschlänge mit beispielsweise abgespeicherten Referenzwerten zu vergleichen und daraus die zugehörige Radseite zu bestimmen. Um die Richtung der Kurvenfahrt erfassen zu können, werden vorzugsweise zusätzlich der Gierwinkel und/oder der Lenkeinschlag gemessen und bei der Auswertung mit berücksichtigt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Reifenzustandsgrößen von der entsprechenden elektronischen Radeinheit zusammen mit einem Identifizierungscode zur eindeutigen Identifizierung der entsprechenden elektronischen Radeinheit an die zentrale Auswerteeinheit gesendet. Somit kann durch die Auswerteeinheit exakt ermittelt werden, von welcher vorab bekannten elektronischen Radeinheit die gesendeten Daten stammen, so dass eine optimale Abstimmung auf diese Radeinheit durchgeführt werden kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
  • 1 eine schematische Seitenansicht eines auf einer Fahrbahn abrollenden Reifens;
  • 2 eine teilweise schematisch dargestellte rückseitige Schnittansicht eines kurveninnenseitigen Reifens gemäß einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 2b eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts A aus 2a;
  • 3a eine teilweise schematisch dargestellte rückseitige Schnittansicht eines kurvenaußenseitigen Reifens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3b eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts B aus 3a; und
  • 4 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
  • 1 illustriert eine schematische Seitenansicht eines Reifens 1, welcher auf einer Fahrbahn 2 abrollt. In 1 ist durch den gekrümmten Pfeil die Raddrehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn dargestellt, so dass das Fahrzeug sich in Richtung nach links beim Drehen der Räder bewegen würde.
  • Wie in 1 ersichtlich ist, ist am Reifen 1 eine Sensoreinrichtung 3 angebracht, welche eine mechanische Deformation des Reifens 1 beim Aufsetzen und beim Abheben der jeweiligen Reifenlauffläche bzw. des Latsches d auf bzw. von der Fahrbahn 2 detektiert. Die Sensoreinrichtung 3 ist vorzugsweise als piezoelektrisches Fasermaterial ausgebildet, welches eine mechanische Deformation mittels des Piezoeffektes in elektri sche Impulse umwandelt. Die Sensoreinrichtung 3 kann beispielsweise auch als Dehnmessstreifen, piezoelektrischer Kristall, piezoelektrischer Widerstand, Oberflächenwellenfilter (SAW) oder als eine Kombination der vorgenannten Möglichkeiten ausgebildet werden.
  • Vorzugsweise erfolgt die Montage des Sensoreinrichtung 3 an der fahrzeugabgewandten inneren Seitenwand des Reifens 1, da die Latschflächen, d.h. die Auflageflächen der Reifen auf der Fahrbahn 2, unter Kurvenbelastung eine Form annehmen, bei welcher die kurveninnere Grenzelinie des Latsches kürzer ist als die kurvenäußere Grenzelinie des Latsches, d.h. der Reifen 1 weißt an der kurveninneren Seite des Reifens eine geringere Reifenlauflinie auf als an der kurvenäußeren Seite des Reifens. Somit kann diese dynamische Formänderung des Latsches vorteilhaft dadurch ausgenutzt werden, dass die Sensoreinrichtung 3, wie oben bereits erläutert, an der fahrzeugabgewandten Seitenwand des Reifens 1 montiert ist, um an der kurveninneren Seite einen noch kürzeren Latsch und an der Kurvenaußenseite einen noch längeren Latsch zu ermitteln, zusätzlich zu der weiter unten erläuterten Latschdifferenz zwischen einem an der Kurveninnenseite montierten Reifen und einem an der Kurvenaußenseite montierten Reifen.
  • Wie in 1 ferner ersichtlich ist, ist an dem dem Reifen 1 zugeordneten Rad vorzugsweise eine elektronische Radeinheit 4 vorgesehen, welche beispielsweise mit der Sensoreinrichtung 3 über eine elektrische Verbindung oder eine drahtlose Verbindung, wie beispielsweise eine Funkverbindung, zum Empfangen der gemessenen Signale bzw. Impulse verbunden ist. Die elektronische Radeinheit 4 ist beispielsweise an einem Ventil des Rads angebracht und/oder an dem Grund der zugeordneten Radfelge vorgesehen. Prinzipiell kann die Radelektronik bzw.
  • Radeinheit 4 frei im Rad (Reifen oder Felge) angebracht sein. Praktisch empfiehlt sich eine direkte, leitende Verbindung zwischen Impulssensor 3 und Radelektronik 4. Der an der Reifenseitenwand montierte Sensor 3 legt dadurch praktisch auch den Ort der Radelektronikanbringung fest. Prinzipiell kann diese auch an der Felge, praktisch zumindest am Reifen, sinnvoller weise ebenfalls an der Seitenwand benachbart zum Sensor, vorzugsweise in der Baueinheit mit dem Sensor angebracht werden. Die elektronische Radeinheit 4 ist vorzugsweise mit einem Reifendruckkontrollsystem, beispielsweise einem herkömmlichen Siemens VDO Tireguard-System, gekoppelt, welches mittels Sensoren Rad- und/oder Reifenzustandsgrößen erfasst und beispielsweise mittels einer drahtlosen Funkübertragungsstrecke über einen fahrzeugseitig montierten Empfänger und einen rad- bzw. reifenseitig montierten Sender an eine zentrale Auswerteinheit sendet.
  • 2a und 2b illustrieren eine teilweise schematische Darstellung einer rückseitigen Schnittansicht eines linksseitig angebrachten, kurveninnenseitigen Reifens 1 sowie eine vergrößere Ansicht eines Teilausschnitts A.
  • 3a und 3b illustrieren eine teilweise schematische Darstellung einer rückseitigen Schnittansicht eines rechtsseitig montierten, kurvenaußenseitigen Reifens 1 sowie eine vergrößerte Ansicht eines Teilausschnitts B.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich das Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) mit an der linken Seite angebrachtem Reifen 1 gemäß 2a und rechtsseitig angebrachtem Reifen 1 gemäß 3a in einer Linkskurve, wobei aufgrund der höheren Belastung während der Kurvenfahrt das kurvenaußenseitige Rad gemäß 3a eine höhere Belastung erfährt und somit einen längeren Latsch (siehe 1) aufweist als das kurveninnenseitige Rad gemäß 2a. Wie aus den 2a und 3a ferner ersichtlich ist, erfolgt bei dem kurvenaußenseitigen Reifen 1 gemäß 3a eine stärkere und tangential früher einsetzende Verformung aufgrund der höheren Kurvenbelastung des Außenrades. Analog dauert die Verformung der Sensoreinrichtung 3 bei dem kurvenaußenseitigen Reifen 1 gemäß 3a länger an als bei dem kurvenannenseitigen Reifen 1 gemäß 2a.
  • Somit ist der Zeitraum zwischen dem Einsetzen der Deformation beim Aufsetzen des Reifens auf der Fahrbahn 2 und die Beendigung der Deformation beim Abheben des entsprechenden Reifens von der Fahrbahn 2 ein Maß für die Latschlänge d und somit für die Höhe der Belastung des entsprechenden Reifens 1. Da, wie oben bereits erläutert, die Belastung des kurvenaußenseitigen Reifens 1 höher ist als die Belastung des kurveninnenseitigen Reifens 1, kann durch Auswertung der gemessenen Informationssignale die Seitenposition des Rades bestimmt werden, wie weiter unten ausführlicher beschrieben werden wird.
  • 4 illustriert eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Jeder Reifen 1 weist eine zugeordnete Sensoreinrichtung 3 auf, welche über beispielsweise eine elektrische Verbindung oder eine drahtlose Verbindung mit einer elektronischen Radeinheit (nicht dargestellt) verbunden ist.
  • Im folgenden wird die Auswertung der gemessenen Deformationssignale anhand eines Reifens exemplarisch erläutert, wobei das Verfahren analog auf die übrigen Reifen anzuwenden ist.
  • Die Sensoreinrichtung 3 des exemplarischen Reifens 1 misst, wie oben bereits erläutert, Impulse, welche der Änderung der Deformation der Reifenseitenwand beim Aufsetzen und Abheben der Reifenlauffläche auf bzw. von der Fahrbahn entsprechen. Die von der Sensoreinrichtung 3. erfassten Deformationsimpulse werden an die damit verbundene elektronische Radeinheit 4 übertragen. Die elektronische Radeinheit 4 ermittelt die Zeitspannen zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen und übermittelt die ermittelten Zeitspannen über beispielsweise eine drahtlose Funkverbindung 5 an eine zentrale Auswerteinheit 6. Alternativ oder zusätzlich können die ermittelten Impulse auch direkt von der elektronischen Radeinheit 4 an die zentrale Auswerteeinheit 6 übertragen werden, wobei in diesem Fall die zentrale Auswerteeinheit 6 die Zeitspannen zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen ermittelt.
  • Vorzugsweise werden mehrere aufeinanderfolgende Messungen derart miteinander ausgewertet, dass eine Mittelung der gemessenen Zeitspannen erfolgt und der berechnete Mittelwert weiterverwendet wird. Anschließend wird unter Zuhilfenahme der ebenfalls an die zentrale Auswerteeinheit 6 gesendeten Fahrzeuggeschwindigkeit und der gemittelten Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen die zugehörige Latschlänge d des zugeordneten Reifens ermittelt.
  • Vorzugsweise werden von der entsprechenden elektronischen Radeinheit 4 zusätzlich Reifenzustandsgrößen zusammen mit einem Identifizierungscode zur eindeutigen Identifizierung der entsprechenden elektronischen Radeinheit an die zentrale Auswerteeinheit 6 über die Funkverbindung 5 gesendet. Der Sinn des Identifizierungscodes ist zweigeteilt:
    • 1. Bei einmal durchgeführter Lokalisierung kann mithilfe der Identifizierungscodes jeder Radelektronik die zuvor ermittel te Radposition durch einfachen Vergleich mit einem abgespeicherten Zuordnungskriterium zugeordnet werden. Die Lokalisierung muss dann erst wieder durchgeführt werden, wenn die Möglichkeit eines Reifenwechsel bestanden hat, z.B. das Fahrzeug einige Minuten geparkt war.
    • 2. Manche Lokalisierungsverfahren (z.B. über Funkfeldstärken) laufen ständig mit und machen die ID-Code für Lokalisierungszwecke überflüssig. Trotzdem wird der ID-Code immer noch benötigt, um fahrzeug-eigene Sender von zufällig benachbarten fahrzeugfremden Sendern zu unterscheiden. Z.B. hört im zähfließenden Verkehr ein Funkempfänger nicht nur die vier Radelektroniken des eigenen Fahrzeuges, sondern viele weitere Radelektroniken benachbarter Fahrzeuge. Aus der Vielzahl von Sendungen werden nur diejenigen herausgefiltert, deren ID-Code ein vorher abgespeichertes Kriterium erfüllen.
  • Eine Zuordnung der elektronischen Radeinheiten 4 bzw. der gemessenen Reifen 1 zur rechten oder zur linken Seite, gesehen in Fahrtrichtung, eines Kraftfahrzeuges erfolgt beispielsweise bei einer Kurvenfahrt bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch Ermitteln des Kurvenwinkels aus einem vorhandenen Gierwinkelsignal und/oder aus dem auf dem Fahrzeugbus verfügbaren Lenkeinschlag des Fahrers. Die Kurvenwinkeldaten werden beispielsweise mittels einer zusätzlichen oder im System bereits vorhandenen Gierwinkel- bzw. Lenkeinschlagwinkel-Sensoreinrichtung ermittelt und über eine zugeordnete Verbindung 8 an die zentrale Auswerteeinheit 6 gesendet. Durch einen relativen Vergleich der einzelnen Latschlängen d der einzelnen gemessenen Reifen 1 eines Kraftfahrzeuges kann eindeutig bestimmt werden, ob die Latschläge d einem kurvenaußenseitigen oder einem kurveninnenseitigen Reifen des Kraftfahrzeuges bei einer Kurvenfahrt zugeordnet ist. Elektronische Radeinheiten 4, welche vergleichsweise kurze Latschlängen melden, werden aufgrund der geringeren Kurvenbelastung der Fahrzeugseite zugeordnet, welche in Richtung der Kurveninnenseite weist. Elektronische Radeinheiten 4 dagegen, welche vergleichsweise lange Latschlängen indizieren, werden aufgrund der größeren Kurvenbelastung der Fahrzeugseite zugeordnet, welche in Richtung der Kurvenaußenseite weist.
  • Vorzugsweise wird die Sensoreinrichtung 3, beispielsweise ein auf Piezofasern basierendes Element, zusätzlich zur Erfassung von Deformationsimpulsen als elektrische Versorgungsquelle verwendet. Dabei wird die durch die Deformation des Reifens 1 erzeugte mechanische Energie durch die Sensoreinrichtung 3 in elektrische Energie umgewandelt, wobei beispielsweise die für den Betrieb der Sensoreinrichtung 3 notwendige Energie sowie die zur Versorgung der elektronischen Radeinheit 4 notwendige Energie erzeugt und zur Verfügung gestellt werden kann. Somit reduziert die zusätzliche Nutzung der Sensoreinrichtung zur gleichzeitigen elektrischen Energieversorgung den technischen Aufwand im Vergleich zu bekannten Lösungen. Ein kompletter Ersatz der Batterie durch das Sensorelement ist wünschenswert. Vorstellbar (und leichter zu realisieren) ist aber auch eine Verwendung als Hilfs-Energiequelle zusätzlich zur immer noch vorhandenen Batterie. Vorteil dieser Ausgestaltung ist entweder eine Verlängerung der Batterielebensdauer bei gleicher Batterie oder eine Verkleinerung der Batterie (bzgl. Kapazität und Bauraum) bei gleichbleibender Lebensdauer.
  • Schließlich kann die zentrale Auswerteinheit 6 im Falle einer Detektion eines kritischen Reifenzustands mittels einer Verbindung 9 ein Signal an eine Anzeigeeinrichtung 10 senden, mittels welcher der Benutzer des Kraftfahrzeuges darüber informiert wird, welcher Reifen einen kritischen Zustand einnimmt.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

Claims (19)

  1. Vorrichtung zur Ermittlung der Seitenposition von Rädern bei einer Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeuges mit: mehreren Sensoreinrichtungen (3), welche jeweils an einem zugeordneten Reifen (1) eines Rads zum Erfassen einer mechanischen Deformation des entsprechenden Reifens beim Abrollen desselben auf der Fahrbahn (3) angebracht sind; elektronischen Radeinheiten (4), welche jeweils mit einer zugeordneten Sensoreinrichtung (3) signalverbunden sind; und mit einer zentralen Auswerteeinheit (6), welche mit den elektronischen Radeinheiten (4) zum Empfangen der erfassten Deformationsdaten signalverbunden ist und welche aus den aus den Deformationsdaten ermittelten Latschlängen (d) die Seitenpositionen der einzelnen Räder bei einer Kurvenfahrt bestimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtungen (3) jeweils an der inneren Seitenwand des zugeordneten Reifens (1) angebracht sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtungen (3) an der fahrzeugabgewandten inneren Seitenwand des zugeordneten Reifens (1) angebracht sind.
  4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtungen (3) als Dehnmessstreifen, piezoelektrisches Fasermaterial, piezoelektrischer Kristall, piezoelektrischer Widerstand, Oberflächenwellenfilter (SAW) und/oder als Kombination der vorgenannten ausgebildet sind.
  5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtungen (3) jeweils über eine elektrische Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung mit der zugeordneten elektronischen Radeinheit verbunden sind.
  6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Radeinheiten (4) jeweils über eine drahtlose Verbindung (5) mit der zentralen Auswerteeinheit (6) verbunden sind.
  7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Radeinheiten (4) jeweils mit einem Reifenzustandskontrollsystem koppelbar sind.
  8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein autarkes Energiesystem und/oder ein Hilfsenergiesystem darstellt und die zum Betrieb der Vorrichtung notwendige elektrische Energie ganz oder zumindest teilweise durch Umwandlung von Deformationsenergie in elektrische Energie mittels der jeweiligen Sensoreinrichtungen (3) erzeugbar ist.
  9. Verfahren zur Ermittlung der Seitenposition von Rädern bei einer Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeuges mit folgenden Schritten: Erfassen der mechanischen Deformationen der jeweiligen Reifen (1) der einzelnen Räder beim Abrollen derselben auf der Fahrbahn (2) mittels mit jeweils einer elektronischen Radeinheit verbundenen Sensoreinrichtungen (3); Senden der erfassten Deformationsdaten von den jeweiligen elektronischen Radeinheiten (4) an eine zentrale Auswerteeinheit (6); und Bestimmen der Seitenpositionen der einzelnen Räder bei einer Kurvenfahrt aus den Latschlängen (d), welche aus den empfangenen Deformationsdaten mittels der zentralen Auswerteeinheit ermittelt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Impulse gemessen werden, welche der Änderung der Deformation der einzelnen Reifen (1), insbesondere der Reifenseitenwand, beim Aufsetzen und beim Abheben der jeweiligen Reiflaufflächen auf bzw. von der Fahrbahn (2) entsprechen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspannen zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen mittels der jeweiligen elektronischen Radeinheiten (4) ermittelt und an die zentrale Auswerteeinheit (6) gesendet werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelung der gemessenen Zeitspannen eines zugeordneten Rads über mehrere aufeinanderfolgende Messungen durchgeführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus der gemittelten Zeitspanne und der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit die Latschlänge (d) des entsprechenden Rads ermittelt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Latschlängen der einzelnen Räder zum Bestimmen der jeweiligen Radseitenpositionen miteinander verglichen werden.
  15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der Gierwinkel und/oder der Lenkeinschlag gemessen und bei der Auswertung mit berücksichtigt wird.
  16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass vergleichsweise kurze Latschlängen der der Kurveninnenseite zugewandten Fahrzeugseite und vergleichsweise lange Latschlängen der der Kurvenaußenseite zugewandten Fahrzeugseite zugeordnet werden.
  17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mechanische Energie aufgrund der Deformation der jeweiligen Reifen (1) in elektrische Energie für einen Betrieb oder eine Unterstützung des Betriebes der zugeordneten Sensoreinrichtung (3) und/oder der elektronischen Radeinheit (4) mittels der jeweiligen Sensoreinrichtung (3) umgewandelt wird.
  18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Reifenzustandsgrößen von der entsprechenden elektronischen Radeinheit (4) zusammen mit einem Identifizierungscode zur eindeutigen Identifizierung der entsprechenden elektronischen Radeinheit (4) an die zentrale Auswerteeinheit (6) gesendet werden.
  19. Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, mit welcher ein Verfahren gemäß wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 18 durchführbar ist.
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