DE102004037326B4

DE102004037326B4 - Apparatus and method for determining a wheel position

Info

Publication number: DE102004037326B4
Application number: DE102004037326A
Authority: DE
Inventors: Matthias Bienert; Frank Fischer; Thomas Haas; Gergor Kuchler; Anne Magin; Jürgen Spotka; Michael Schmidbauer
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2024-08-03
Also published as: DE102004037326A1

Abstract

Vorrichtung zum Bestimmen einer Radposition, mit:
einem ersten Sensor zum Bereitstellen eines ersten Lokalisationssignals, das von einem Betrag und/oder einer Richtung einer in Achsenrichtung eines bestimmten Rades eines Fahrzeugs wirkenden Axial-Kraft abhängig ist, wobei der erste Sensor mit dem bestimmten Rad gekoppelt ist;
einem zweiten Sensor zum Bereitstellen eines zweiten Lokalisationssignals, das von einem Betrag und/oder einer Richtung einer in Achsenrichtung eines weiteren Rades wirkenden Axial-Kraft abhängig ist und wobei der zweite Sensor mit dem weiteren Rad gekoppelt ist; und mit
einer Einrichtung zum Auswerten des ersten und zweiten Lokalisationssignals, um aus dem Vergleich des ersten und zweiten Lokalisationssignals das bestimmte Rad als vorderes Rad zu erkennen, wenn der maximal auftretende Betrag der auf das bestimmte Rad wirkenden Axial-Kraft innerhalb einer größeren Bandbreite schwankt als der Betrag der auf das weitere Rad wirkenden Axial-Kraft, und das bestimmte Rad als hinteres Rad zu erkennen, wenn der maximal auftretende Betrag der auf das bestimmte Rad wirkenden Axial-Kraft innerhalb einer kleineren Bandbreite schwankt als der Betrag der auf das weitere Rad wirkenden Axial-Kraft, wobei das Fahrzeug ein zum bestimmten Rad seitlich ...Device for determining a wheel position, comprising:
a first sensor for providing a first localization signal that is dependent on an amount and / or direction of an axial force acting in the axial direction of a particular wheel of a vehicle, the first sensor being coupled to the particular wheel;
a second sensor for providing a second localization signal dependent on an amount and / or direction of an axial force acting in the axial direction of another wheel, and wherein the second sensor is coupled to the further wheel; and with
means for evaluating the first and second localization signals to detect, from the comparison of the first and second localization signals, the particular wheel as the front wheel when the maximum occurring amount of axial force applied to the particular wheel varies within a wider bandwidth than the amount the axial force acting on the further wheel, and the particular wheel as the rear wheel, when the maximum amount of axial force acting on the particular wheel varies within a smaller bandwidth than the amount of axial force acting on the other wheel. Force, with the vehicle a side to the particular wheel ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen einer Radposition.The invention relates to an apparatus and a method for determining a wheel position.

In der Automobilindustrie werden elektronische Komponenten in den Reifen oder Rädern verbaut, um zum Beispiel den Reifendruck zu überwachen. Diese Radelektroniken senden auf berührungslosen Weg, zum Beispiel mittels einer hochfrequenten Übertragung (RF-Übertragung), Daten an eine Auswerteeinheit im Fahrzeug. Um die Daten der Radelektroniken auszuwerten bzw. deren Systemfunktion ausführen zu können, ist es oft nötig, die Position der Radelektroniken zu kennen, das heißt die Zuordnung der Radelektroniken zu Vorder- und Hinterreifen bzw. rechts und links eindeutig unterscheiden zu können. Dies kann nötig sein, um bei einem Reifendruckkontrollsystem eine Warnung für eine konkrete Reifenposition auszugeben oder bei den Druckgrenzwerten nach Vorder- oder Hinterachse zu unterscheiden.In the automotive industry, electronic components are installed in the tires or wheels, for example to monitor the tire pressure. These wheel electronics transmit data on a non-contact way, for example by means of a high-frequency transmission (RF transmission), to an evaluation unit in the vehicle. In order to evaluate the data of the wheel electronics or to be able to carry out their system function, it is often necessary to know the position of the wheel electronics, that is to clearly distinguish the assignment of the wheel electronics to the front and rear tires or right and left. This may be necessary in order to issue a warning for a specific tire position in a tire pressure monitoring system or to differentiate between the front or rear axle pressure limit values.

In herkömmlichen Ansätzen wird die Lokalisierung von Radelektroniken bei Reifendruckkontrollsystemen unter anderem mit Hilfe von Beschleunigungsmessungen im Reifen durchgeführt. Um eine solche Lokalisierung durchzuführen, können dabei verschiedene, nachfolgend exemplarisch aufgeführte Funktionsprinzipien eingesetzt werden, die nachfolgend kurz beschrieben werden sollen.In conventional approaches, the location of wheel electronics in tire pressure monitoring systems is performed, among other things, with the aid of acceleration measurements in the tire. In order to carry out such a localization, different functional principles listed below by way of example may be used, which will be briefly described below.

In der EP 1 003 647 B1 wurde zur Lokalisierung der Radelektroniken eine Messung einer Tangentialbeschleunigung a_tangential und einer Radialbeschleunigung a_radial eines Reifens vorgeschlagen, wie sie in 6 der Zeichnung dargestellt sind. Aufgrund der spiegelbildlichen Anordnungen im Fahrzeug haben die Radelektroniken auf der rechten und linken Fahrzeugseite eine entgegengesetzte Drehrichtung. Aus dem Vorzeichen der Tangentialbeschleunigung a_tangential und der Änderung der Radialbeschleunigung a_radial kann somit die Drehrichtung ermittelt und damit eine Seitenlokalisierung realisiert werden. Die Änderung der Radialbeschleunigung a_radial gibt dabei eine Information über Beschleunigungs- oder Bremsvorgänge.In the EP 1 003 647 B1 In order to localize the wheel electronics, a measurement of a tangential acceleration a _tangential and a radial acceleration a _{radial of} a tire was proposed, as described in US Pat 6 the drawing are shown. Due to the mirror-image arrangements in the vehicle, the wheel electronics on the right and left side of the vehicle have an opposite direction of rotation. From the sign of the tangential acceleration a _tangential and the change of the radial acceleration a _radially thus the direction of rotation can be determined and thus a side localization can be realized. The change of the radial acceleration a _radially gives information about acceleration or braking.

Ein weiteres Funktionsprinzip zur Lokalisierung von Radelektroniken bei Reifendruckkontrollsystemen wurde beispielsweise in der US 6204758 B1 beschrieben. Hierin erfolgt eine Messung mit zwei Tangentialsensoren, wobei eine Tangentialbeschleunigung eines Rades an zwei Punkten mit bekanntem Abstand gemessen wird. Aus der Phasenverschiebung zwischen den beiden Beschleunigungssignalen lässt sich die Drehrichtung der Räder und damit die Zuordnung zu der rechten oder linken Fahrzeugseite feststellen.Another functional principle for the localization of wheel electronics in tire pressure monitoring systems has been described, for example, in US Pat US Pat. No. 6,204,758 B1 described. This is a measurement with two tangential sensors, wherein a tangential acceleration of a wheel is measured at two points with a known distance. From the phase shift between the two acceleration signals, the direction of rotation of the wheels and thus the assignment to the right or left side of the vehicle can be determined.

Aus der US 627 83 63 B1 ist ein System zum Bestimmen einer Radposition durch Auswerten einer in achsialer wirkenden Kraft bzw. Beschleunigung bekannt. Zur Bestimmung der Achse des Rads wird ein Beschleunigungswert eines vorderen Rads mit dem Wert eines hinteren Rads während einer Kurvenfahrt verglichen.From the US 627 83 63 B1 For example, a system for determining a wheel position by evaluating an axial force or acceleration is known. For determining the axis of the wheel, an acceleration value of a front wheel is compared with the value of a rear wheel during cornering.

Aus der EP 12 81 949 A2 ist eine Vorrichtung zur Überwachung einer möglichen Ablösung des Reifenmantels von der Felge bekannt. Es werden verschiedenste Reifenparameter wie Beschleunigungen, Temperatur und Druck über einen bestimmten Zeitraum gemessen und mit einem Schwellenwert verglichen.From the EP 12 81 949 A2 is a device for monitoring a possible detachment of the tire casing from the rim known. Various tire parameters such as accelerations, temperature and pressure are measured over a certain period of time and compared with a threshold value.

Außerdem ist eine Messung der Radialbeschleunigung a_radial zur Lokalisierung von Radelektroniken bei Reifendruckkontrollsystemen beispielsweise aus der WO 02/30692 A1 bekannt. Bei Kurvenfahrten drehen sich die äußeren Räder schneller als die inneren und haben daher eine höhere Radialbeschleunigung. In Verbindung mit einer Information über den Lenkwinkel (bzw. über die Kurvenrichtung in die das Fahrzeug fährt) kann dann eine Seitenlokalisierung, vorgenommen werden.In addition, a measurement of the radial acceleration a _radially to the localization of wheel electronics in tire pressure monitoring systems, for example, from WO 02/30692 A1 known. When cornering, the outer wheels turn faster than the inner and therefore have a higher radial acceleration. In conjunction with information about the steering angle (or on the direction of the curve in which the vehicle is driving) can then be made a side localization.

Alle diese Ansätze zur Lokalisierung eines Rades haben den gemeinsamen Nachteil, dass sie nur eine Unterscheidung der Räder nach der Fahrzeugseite ermöglichen. Für eine vollständige Lokalisierung, das heißt insbesondere eine Zuordnung der Räder zu den Achsen eines Fahrzeugs, müssen diese vorstehend genannten Funktionsprinzipien mit anderen Prinzipien kombiniert werden, wie es beispielsweise in der DE 10135936 A1 mit einer Achslokalisierung über eine Feldstärkenmessung eines hochfrequenten Feldes vorgeschlagen wurde. Eine solche Kombination der vorgenannten Beschleunigungsmessung mit anderen Prinzipien erfordert jedoch, dass weitere Meßsysteme bereitgestellt werden müssen, die sich von den vorstehend genannten Beschleunigungsmesssystemen teilweise erheblich unterscheiden. Eine parallele Ausgestaltung von zwei verschiedenen Meßsystemen für die Lokalisierung der Radelektroniken erfordert jedoch neben einem erhöhten Platzbedarf für die beiden Meßsysteme auch erhöhten Kostenaufwand, da zwei, oftmals aus grundsätzlich verschiedenen physikalischen Prinzipien resultierende Messwerte umgerechnet und dann gemeinsam verarbeitet werden müssen.All these approaches for locating a wheel have the common disadvantage that they only allow a distinction of the wheels to the vehicle side. For a complete localization, that is, in particular an assignment of the wheels to the axles of a vehicle, these above-mentioned functional principles must be combined with other principles, as for example in the DE 10135936 A1 with an axis localization via a field strength measurement of a high-frequency field has been proposed. However, such a combination of the aforementioned acceleration measurement with other principles requires that further measurement systems must be provided, which in some cases differ significantly from the abovementioned acceleration measurement systems. However, a parallel configuration of two different measuring systems for the localization of the wheel electronics requires, in addition to an increased space requirement for the two measuring systems and increased cost, since two, often resulting from fundamentally different physical principles measured values must be converted and then processed together.

Außerdem gibt es weitere Lokalisierungsansätze, die jedoch wieder auf grundsätzlich anderen Prinzipien als der Beschleunigungsmessung beruhen. In diesem Zusammenhang sei zum Beispiel die WO 03/3043 A1 genannt, bei der eine Messung einer Sendefeldstärke der Radelektroniken anhand einer oder mehreren exzentrisch angeordneten Antennen vorgeschlagen wird. Durch die analoge Messung der Sendefeldstärke kann allerdings bei einem hohen Störpegel die Lokalisierung der einzelnen Radelektroniken problematisch sein. Weiterhin wurde beispielsweise in der WO 02/51654 A1 eine gezielte Triggerung einzelner Radelektroniken über LF-Antennen (= Langwellen-Antennen) in den Radkästen vorgeschlagen. Dies erfordert neben einem zusätzlichen Platzaufwand in den Radkästen auch den Betrieb des Lokalisierungssystems in möglichst störungsarmer Umgebung. Ferner wurde beispielsweise in der US 6580365 B2 vorgeschlagen, eine Modulation eines hochfrequenten Signals (RF-Signal) über einen Hochfrequenz-Absorber (RF-Absorber) in den Radkästen durchzuführen. Neben dem zuvor bereits angeführten erhöhten Platzbedarf weist auch dieser Ansatz den Nachteil auf, dass er lediglich bei niedrigen Störpegeln optimal funktionieren kann.In addition, there are other localization approaches, which, however, again based on fundamentally different principles than the acceleration measurement. In this context, for example, the WO 03/3043 A1 in which a measurement of a transmission field strength of the wheel electronics based on one or more eccentrically arranged Antennas is proposed. Due to the analogue measurement of the transmission field strength, however, the localization of the individual wheel electronics can be problematic given a high interference level. Furthermore, for example, in the WO 02/51654 A1 a targeted triggering of individual wheel electronics via LF antennas (= long-wave antennas) proposed in the wheel arches. This requires not only an additional space in the wheel arches but also the operation of the localization system in a low-interference environment. Further, for example, in the US 6580365 B2 proposed to perform a modulation of a high-frequency signal (RF signal) via a high-frequency absorber (RF absorber) in the wheel arches. In addition to the previously mentioned increased space requirements, this approach has the disadvantage that it can only function optimally at low noise levels.

Als weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Position von Radelektroniken schlägt beispielsweise die US 6243007 B1 vor, eine manuelle Lokalisierung mit Hilfe von LF-Trigger-Tools (Niederfrequenz-Triggerwerkzeugen) durchzuführen, mit denen die Räder gezielt angesprochen werden (beispielsweise in einer bestimmten Reihenfolge). Ein solcher Ansatz weist allerdings den Nachteil auf, dass hierdurch nicht gleichzeitig die Position von allen Rädern auf einmal erfasst werden können. Ferner müssen durch manuelle Eingriffe die einzelnen Räder separat angesprochen werden, wodurch der Komfort und die Kunden-Akzeptanz des in der US 6,243,007 beschriebenen Systems leiden kann.Another option for determining the position of wheel electronics suggests, for example US 6243007 B1 To perform a manual localization using low-frequency triggering (LF) trigger tools that specifically target the wheels (for example, in a specific order). However, such an approach has the disadvantage that this can not simultaneously detect the position of all wheels at once. Furthermore, the individual wheels must be addressed separately by manual intervention, whereby the comfort and customer acceptance of the in the US 6,243,007 described system can suffer.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen einer Radposition zu schaffen, die kostengünstig einsetzbar sind und die sowohl zur Bestimmung der Seitenposition als auch der Achsposition der Räder verwendet werden können.Against this background, the invention has the object to provide a device and a method for determining a wheel position, which are inexpensive to use and which can be used both for determining the lateral position and the axial position of the wheels.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Radposition gemäß Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst.This object is achieved by a device for determining a wheel position according to claim 1 and a corresponding method according to claim 15.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei einer Kurvenfahrt eine axiale Beschleunigung auf die einzelnen Räder unterschiedlich stark ist oder ein unterschiedliches Vorzeichen hat und diese Information zu einer Bestimmung der Position eines bestimmten Rades in Bezug auf ein weiteres Rad oder seine Lage am Fahrzeug verwendet werden kann. Beispielsweise ist meist ein vorderes Rad eines Kraftfahrzeugs lenkbar wodurch das vordere Rad bei einer Kurvenfahrt einen größeren Kurvenbogen ausführt, als das hintere Rad des Kraftfahrzeugs, das die Kurven „schneidet”. Hieraus resultiert durch den engeren Kurvenradius eine am vorderen Rad angreifende höhere Fliehkraft bzw. durch den stärker variierenden Kurvenradius eine in einem größeren Rahmen schwankende Fliehkraft bei der Kurvenfahrt als eine Fliehkraft, die auf das hintere Rad wirkt. Diese unterschiedlich starken Axial-Kräfte lassen sich daher zur Unterscheidung der Position des Rades als vorderes Rad oder als hinteres Rad ausnutzen. Ein solches Unterscheidungsprinzip lässt sich sowohl für einspurige Kraftfahrzeuge wie beispielsweise Motorräder als auch für zweispurige Kraftfahrzeuge wie beispielsweise Personenkraftwagen einsetzen.The present invention is based on the recognition that when cornering, an axial acceleration on the individual wheels is different in strength or has a different sign and uses this information to determine the position of a particular wheel with respect to another wheel or its position on the vehicle can be. For example, usually a front wheel of a motor vehicle is steerable whereby the front wheel when cornering performs a larger arc than the rear wheel of the motor vehicle "cuts" the curves. This results from the narrower radius of curvature acting on the front wheel higher centrifugal force or by the more varied curve radius fluctuating in a larger frame centrifugal force when cornering as a centrifugal force acting on the rear wheel. These different strong axial forces can therefore be used to distinguish the position of the wheel as a front wheel or as a rear wheel. Such a distinction principle can be used both for single-lane motor vehicles such as motorcycles and for two-lane motor vehicles such as passenger cars.

Zusätzlich kann die Richtung der einzelnen Axial-Kräfte, beispielsweise in Richtung von Innenseiten der Räder oder Außenseiten der Räder oder der Vergleich der axialen Beschleunigungen von zwei Rädern zu einer Bestimmung einer Fahrzeugseite des Kraftfahrzeugs verwendet werden, an der das bestimmte Rad befestigt ist.In addition, the direction of the individual axial forces, for example in the direction of inner sides of the wheels or outer sides of the wheels or the comparison of the axial accelerations of two wheels to a determination of a vehicle side of the motor vehicle can be used, to which the particular wheel is attached.

Gemäß der Erfindung sind hierzu zwei Verfahren vorgesehen:

a) Es kann eine Vorzeichenbetrachtung der axialen Beschleunigung in Verbindung mit einer Information über die Kurvenrichtung vorgenommen werden. Bei diesem Verfahren ist kein Vergleich von zwei Sensorsignalen notwendig. Es genügt ein Sensorsignal, das entsprechend ausgewertet wird.
b) Es kann ein Vergleich der axialen Beschleunigungswerte von zumindest zwei Rädern und zusätzliche Berücksichtigung der Kurvenrichtung vorgenommen werden. Hierbei sind zwei Sensorsignale von unterschiedlichen Rädern erforderlich, die miteinander verglichen werden. Dabei können die Werte aller Räder oder in einer Minimalvariante die Werte zumindest ein rechtes oder ein linkes Rad des Fahrzeuges miteinander verglichen werden.

According to the invention, two methods are provided for this purpose:

a) A sign of the axial acceleration in conjunction with information about the direction of the curve can be made. In this method, no comparison of two sensor signals is necessary. It suffices a sensor signal, which is evaluated accordingly.
b) A comparison of the axial acceleration values of at least two wheels and additional consideration of the curve direction can be made. Here, two sensor signals of different wheels are required, which are compared with each other. The values of all wheels or in a minimal variant the values at least one right or one left wheel of the vehicle can be compared with each other.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Ansatzes besteht darin, dass die Auswertung der axialen Beschleunigung für die Lokalisierung gegenüber den herkömmlichen Ansätzen einen besseren Schutz gegen Umgebungsstörungen bietet, wobei zugleich auch eine Erweiterung einer Funktionalität der Vorrichtung zum Bestimmen, etwa der Funktionalität der Erfassung eines Reifendrucks oder einer Reifentemperatur, gegenüber dem Stand der Technik einfacher realisierbar ist. Weiterhin kann bei einer Ausstattung aller Räder des Kraftfahrzeugs mit einem entsprechenden Sensor die exakte Position jedes Rades bestimmt werden, ohne auf ein weiteres Messsystem auf der Basis eines anderen physikalischen Prinzips zurückgreifen zu müssen. Dies ermöglicht eine Kostenreduktion bei der Bereitstellung einer solchen Vorrichtung zum Bestimmen der Position des bestimmten Rades gegenüber einem herkömmlichen Ansatz. Schließlich lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch flexibel einsetzen, da beispielsweise die bereitgestellten Lokalisationssignale mit den Informationen über die Axial- bzw. Querbeschleunigung auch für weitere Anwendungen im Kraftfahrzeug einsetzbar sind, beispielsweise für eine elektronische Fahr-Stabilitätsregelung.The advantage of the approach according to the invention is that the evaluation of the axial acceleration for localization over the conventional approaches provides better protection against environmental disturbances, at the same time also extending the functionality of the device for determining, for example, the functionality of detecting a tire pressure or a tire temperature , compared to the prior art is easier to implement. Furthermore, when equipping all the wheels of the motor vehicle with a corresponding sensor, the exact position of each wheel can be determined without having to resort to another measuring system based on another physical principle. This enables a cost reduction in providing such a device for determining the position of the particular wheel over a conventional approach. Finally, the device according to the invention can also be used flexibly, since, for example, the provided localization signals with the information about the axial or lateral acceleration can also be used for other applications in the motor vehicle, for example, for an electronic driving stability control.

Das Kraftfahrzeug umfasst ein vorderes und ein hinteres Rad und das erste und zweite Lokalisationssignal ist je von einem Betrag oder Betrag und Richtung der Axial-Kraft des entsprechenden Rades abhängig. Die Einrichtung zum Auswerten ist hierbei ausgebildet, um aus dem Vergleich des ersten und zweiten Lokalisationssignal das bestimmte Rad als vorderes Rad zu erkennen, wenn der maximal auftretende Betrag der auf das bestimmte Rad wirkenden Axial-Kraft größer ist, insbesondere während einer Kurvenfahrt betragsmäßig größere Werte erreicht, oder innerhalb einer größeren Bandbreite schwankt, als der Betrag der auf das weitere Rad wirkenden Axial-Kraft und das bestimmte Rad als hinteres Rad zu erkennen, wenn der maximal auftretende Betrag der auf das bestimmte Rad wirkenden Axial-Kraft kleiner ist, insbesondere während einer Kurvenfahrt betragsmäßig kleinere Werte erreicht, oder innerhalb einer kleineren Bandbreite schwankt, als der Betrag der auf das weitere Rad wirkenden Axial-Kraft. Ein solcher Ansatz zur Erkennung der Position des bestimmten Rades bietet den Vorteil, dass durch einen gegenüber herkömmlichen Ansätzen einfach auszuführenden Größenvergleich der Beträge der Axial-Kräfte oder durch die Feststellung der Schwankungsbandbreite der Axial-Kräfte eine eindeutige Zuordnung der Lokalisationssignale zu den entsprechenden Rädern möglich ist.The motor vehicle includes front and rear wheels and the first and second localization signals each depend on an amount or magnitude and direction of the axial force of the corresponding wheel. The device for evaluating is designed here in order to recognize the particular wheel as the front wheel from the comparison of the first and second localization signal when the maximum occurring amount of the axial force acting on the specific wheel is greater, in particular larger values during cornering reaches or fluctuates within a wider range than the amount of the axial force acting on the other wheel and the particular wheel as the rear wheel, when the maximum amount of axial force acting on the particular wheel is smaller, especially during Cornering achieves smaller values or fluctuates within a smaller bandwidth than the amount of axial force acting on the other wheel. Such an approach for detecting the position of the particular wheel offers the advantage that a unique comparison of the localization signals to the corresponding wheels is possible by a size comparison of the amounts of axial forces which is easy to carry out compared to conventional approaches or by determining the fluctuation bandwidth of the axial forces ,

Das Kraftfahrzeug hat ein zum bestimmten Rad seitlich versetzt angeordnetes zusätzliches Rad, wobei das bestimmte Rad eine dem zusätzlichen Rad zugewandte Innenseite und eine dem zusätzlichen Rad abgewandte Außenseite und das zusätzliche Rad eine dem bestimmten Rad zugewandet Innenseite und eine dem bestimmten Rad abgewandte Außenseite umfasst. Der erste Sensor ist ausgebildet, um dem Lokalisationssignal ein erstes Vorzeichen zuzuweisen, wenn die auf das bestimmte Rad wirkende Axial-Kraft in Richtung der Außenseite des bestimmten Rades gerichtet ist und dem Lokalisationssignal ein dem ersten Vorzeichen entgegengesetztes zweites Vorzeichen zuzuweisen, wenn die auf das bestimmte Rad wirkende Axial-Kraft in Richtung der Innenseite des bestimmten Rades gerichtet ist. Die Einrichtung ist zum Auswerten ausgebildet, um eine seitliche Position des bestimmten Rades unter Verwendung der Vorzeichen des Lokalisationssignals und einer Information über die Kurvenrichtung zu bestimmen. Eine solche Vorrichtung zum Bestimmen der Position des bestimmten Rades bietet den Vorteil, insbesondere bei zweispurigen Kraftfahrzeugen für die Lokalisierung des bestimmten Rades mit berücksichtigt zu werden. Allerdings ist mit dieser Methode allein nur eine Seitenzuordnung des entsprechenden Rades oder der entsprechenden Räder möglich. In Kombination mit einem bereits oben beschriebenen Verfahren zur Achslokalisierung kann die dann auch die exakte Position des Rades (z. B. links vorne, rechts hinten) bestimmt werden. Insgesamt ermöglicht dies daher eine kostengünstige und flexibel einsetzbare Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines bestimmten Rades aus einer Mehrzahl von Rädern bereitzustellen.The motor vehicle has an additional wheel laterally offset from the specific wheel, wherein the specific wheel comprises an inner side facing the additional wheel and an outer side facing away from the additional wheel and the additional wheel comprises an inner side facing the particular wheel and an outer side facing away from the particular wheel. The first sensor is configured to assign a first sign to the localization signal when the axial force acting on the particular wheel is directed toward the outside of the particular wheel and assigning the localization signal a second sign opposite the first sign when directed to the particular one Wheel-acting axial force is directed towards the inside of the particular wheel. The device is configured to evaluate to determine a lateral position of the particular wheel using the signs of the localization signal and information about the direction of the turn. Such a device for determining the position of the particular wheel offers the advantage of being taken into account, in particular for two-lane motor vehicles for the localization of the particular wheel. However, with this method alone only a page assignment of the corresponding wheel or wheels is possible. In combination with a method for axis localization described above, the exact position of the wheel (eg left front, right rear) can then be determined. Overall, this therefore makes it possible to provide a cost-effective and flexibly usable device for determining the position of a specific wheel from a plurality of wheels.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das Kraftfahrzeug ein zum bestimmten Rad seitlich versetzt angeordnetes zusätzliches Rad, wobei das bestimmte Rad eine dem zusätzlichen Rad zugewandte Innenseite und eine dem zusätzlichen Rad abgewandte Außenseite und das zusätzliche Rad eine dem bestimmten Rad zugewandet Innenseite und eine dem bestimmten Rad abgewandte Außenseite umfasst. Der erste Sensor ist ausgebildet, um dem Lokalisationssignal einen von der Axialbeschleunigung auf dem bestimmten Rad abhängigen ersten Betrag oder Wert zuzuweisen. Ferner hat dann die Vorrichtung zum Bestimmen einen weiteren Sensor, der mit dem zusätzlichen Rad gekoppelt ist, wobei der weitere Sensor ausgebildet ist, um dem Lokalisationssignal einen von der Axialbeschleunigung auf dem zusätzlichen Rad abhängigen zweiten Betrag oder Wert zuzuweisen. In dieser Ausführungsform ist dann die Einrichtung zum Auswerten ausgebildet, um eine seitliche Position des bestimmten Rades in Bezug zum zusätzlichen Rad aus dem ersten und zweiten Lokalisationssignal bzw. den entsprechend diesen Signalen zugeordneten Werten abzuleiten. Bei diesem Verfahren werden die Beträge oder Werte der Lokalisationssignale und damit die diesen Lokalisationssignalen zugeordneten der Axialbeschleunigungen miteinander verglichen, um bei der Kurvenfahrt innere und äußere Räder voneinander zu unterscheiden und daraus zum Beispiel unter Verwendung der Kurvenrichtungsinformation die jeweilige Seite des Rades zu dentifizieren. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren zur Seitenlokalisation wird ausgenutzt, dass die sich in einer Kurve außen befindlichen Räder eine höhere Beschleunigung erfahren als die innen befindlichen Räder. In Verbindung mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Achslokalisation, ist hier zudem vorteilhafterweise eine vollständige Lokalisation möglich, also die Bestimmung der genauen Position eines jeweiligen Rades.According to an alternative preferred embodiment of the present invention, the motor vehicle has an additional wheel arranged laterally offset from the particular wheel, wherein the particular wheel faces an inner side facing the additional wheel and an outer side facing away from the additional wheel and the additional wheel faces an inner side and a wheel facing the particular wheel the outer wheel facing away from the particular wheel. The first sensor is configured to assign to the localization signal a first amount or value dependent on the axial acceleration on the particular wheel. Further, then, the device for determining has another sensor coupled to the additional wheel, the further sensor being configured to assign to the localization signal a second amount or value dependent on the axial acceleration on the additional wheel. In this embodiment, the means for evaluating is then designed to derive a lateral position of the particular wheel relative to the additional wheel from the first and second localization signal or the values associated therewith in accordance with these signals. In this method, the amounts or values of the localization signals and thus the axial accelerations associated with these localization signals are compared with one another to distinguish between inner and outer wheels when cornering and to use them, for example, to identify the respective side of the wheel using the curve direction information. In this method according to the invention for lateral localization, use is made of the fact that the wheels located on the outside of a curve experience a higher acceleration than the wheels located on the inside. In connection with a device and a method for axis localization, a complete localization is advantageously also possible here, ie the determination of the exact position of a respective wheel.

In einer weiteren Ausführungsform können das bestimmte Rad und das weitere Rad je eine Luftkammer aufweisen. Der erste Sensor ist mit der Luftkammer des bestimmten Rades gekoppelt und der zweite Sensor mit der Luftkammer des weiteren Rades. Der erste oder zweite Sensor ist ferner ausgebildet, um einen Druck oder eine Temperatur in der entsprechenden Luftkammer zu erfassen. Eine solche Ausführungsform der Vorrichtung zum Bestimmen bietet den Vorteil, neben einer Information, die für die Positionsbestimmung eines Rades notwendig ist, zugleich auch eine weitere Information wie den Reifendruck oder die Reifentemperatur zu erfassen, um diese beispielsweise für eine Sicherheitsüberprüfung der Reifen während der Fahrt nutzen zu können. Eine derartige kombinierte Erfassung von Informationen über den Reifen spart somit Platz in dem Kraftfahrzeug und Kosten, da ein separates Reifendruck- und Reifentemperatur-Messsystem entfallen kann.In a further embodiment, the particular wheel and the further wheel may each have an air chamber. The first sensor is coupled to the air chamber of the particular wheel and the second sensor to the air chamber of the other wheel. The first or second sensor is further configured to detect a pressure or a temperature in the corresponding air chamber. A Such an embodiment of the device for determining offers the advantage, in addition to information necessary for the position determination of a wheel, at the same time also to capture further information such as the tire pressure or the tire temperature in order to use it for example for a safety check of the tires while driving can. Such combined acquisition of information about the tire thus saves space in the motor vehicle and costs, since a separate tire pressure and tire temperature measuring system can be omitted.

Zusätzlich kann in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass der erste Sensor ausgebildet ist, um das erste Lokalisationssignal drahtlos an die Einrichtung zum Auswerten zu übertragen oder der zweite Sensor ausgebildet ist, um das zweite Lokalisationssignal drahtlos an die Einrichtung zum Auswerten zu Übertragen. Eine solche Drahtlosübertragung kann eine Kostenreduktion und eine technische Vereinfachung durch das Entfallen von Kabelverbindungen zwischen dem drehbar angeordneten Rad und der oftmals mit dem Fahrzeug-Chassis verbundenen Einrichtung zum Auswerten bewirken.Additionally, in another embodiment of the present invention, the device may be characterized in that the first sensor is configured to wirelessly transmit the first location signal to the means for evaluating, or the second sensor is configured to wirelessly connect the second location signal to the means for Evaluate to Transfer. Such a wireless transmission may result in cost reduction and technical simplification by eliminating cable connections between the rotatably mounted wheel and the evaluation device often associated with the vehicle chassis.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste oder zweite Sensor ausgebildet, um für eine Übertragung eines Lokalisationssignals zu der Einrichtung zum Auswerten ein Übertragungsprotokoll mit einer Mehrzahl von Datenfeldern zu verwenden. In einem ersten Datenfeld ist der Wert einer auf das Rad wirkenden Axial-Kraft und in einem weiteren Datenfeld eine Information über die Temperatur oder den Druck in der Luftkammer des Rades speicherbar. Das Verwenden eines solchen Übertragungsprotokolls für die Übertragung der Daten von den Sensoren zu der Einrichtung zum Auswerten bietet den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise die Informationen bezüglich der Axial-Kraft als auch der Information über die Reifentemperatur oder den Reifendruck in einem Signalisierungsburst übertragen werden können und somit eine einheitliche, kompakte und effizientere Übertragung der zu übertragenden Informationen erfolgen kann, als dies im Stand der Technik möglich ist.According to another embodiment of the present invention, the first or second sensor is configured to use a transmission protocol having a plurality of data fields for transmitting a localization signal to the means for evaluating. In a first data field, the value of an axial force acting on the wheel and in another data field information about the temperature or the pressure in the air chamber of the wheel can be stored. The use of such a transmission protocol for the transmission of the data from the sensors to the device for evaluation offers the advantage that the information relating to the axial force as well as the information about the tire temperature or the tire pressure are transmitted in a signaling burst in a simple manner and thus a uniform, compact and more efficient transmission of the information to be transmitted can take place, as is possible in the prior art.

Ferner können der erste und der zweite Sensor ausgebildet sein, um das erste und zweite Lokalisationssignal in digitaler Form bereitzustellen. Eine solche Bereitstellung eines Lokalisationssignals in digitaler Form ermöglicht eine Übertragung des Lokalisationssignals, die gegen eine Störung besser geschützt ist, als eine analoge Übertragung der Informationen zwischen den entsprechenden Sensoren und der Einrichtung zum Auswerten.Further, the first and second sensors may be configured to provide the first and second localization signals in digital form. Such provision of a localization signal in digital form enables transmission of the localization signal which is better protected against interference than analogue transmission of the information between the corresponding sensors and the means for evaluation.

Außerdem ist der erste oder zweite Sensor derart ausgebildet, um für kleine Beschleunigungswerte ein präzises Lokalisationssignal bereitzustellen. Typische und vorteilhafte Werte für die Beschleunigung liegen im Bereich der doppelten Erdbeschleunigung (±2 g). Dies bietet den Vorteil, dass insbesondere bei geringen Kurvengeschwindigkeiten noch eine ausreichende Unterscheidung zwischen den Axial-Kräften des bestimmten Rades in Bezug auf das weitere Rad durch die Einrichtung zum Auswerten möglich ist. Davon unbenommen bleibt selbstverständlich, dass der Sensor bezüglich seiner mechanischen und/oder thermischen Beanspruchbarkeit auch für größere Beschleunigungswerte ausgelegt sein muss.Additionally, the first or second sensor is configured to provide a precise localization signal for small acceleration values. Typical and advantageous values for acceleration are in the range of twice the gravitational acceleration (± 2 g). This offers the advantage that even at low cornering speeds a sufficient distinction between the axial forces of the particular wheel with respect to the further wheel is still possible by the means for evaluating. Of course, it goes without saying that the sensor must also be designed for greater acceleration values with regard to its mechanical and / or thermal resistance.

Ferner kann die Einrichtung zum Auswerten ausgebildet sein, um eine Information über einen Lenkwinkel, eine Lenkrichtung oder eine Information aus einem Navigationsgerät zu erhalten, um ansprechend auf die erhaltene Information den ersten Sensor zum Ausgeben eines ersten Lokalisationssignals und den zweiten Sensor zum Ausgeben eines zweiten Lokalisationssignals aufzufordern. Dies bietet den Vorteil, dass besonders aussagekräftige oder charakteristische Bereiche oder Intervalle aus dem Fahrtverlauf ausgewählt werden können und eine Auswertung der Beschleunigungsdaten insbesondere dann erfolgen kann, wenn das Kraftfahrzeug eine Kurve fährt und somit gegenüber der geraden Fahrt die Axial-Kräfte besonders stark auftreten.Further, the means for evaluating may be configured to obtain information about a steering angle, a steering direction or an information from a navigation device, in response to the obtained information, the first sensor for outputting a first localization signal and the second sensor for outputting a second localization signal prompt. This offers the advantage that particularly meaningful or characteristic ranges or intervals can be selected from the course of the journey and an evaluation of the acceleration data can take place, in particular, when the motor vehicle is turning and thus the axial forces are particularly pronounced compared to the straight travel.

Vorzugsweise ist der erste oder zweite Sensor ausgebildet, um unter bestimmten Fahrbedingungen, insbesondere bei großen axialen Beschleunigungen oder einer starken Änderung der Beschleunigung häufiger als bei normalen Fahrbedingungen Lokalisationssignale zu senden. Dies bietet den Vorteil, dass unter den bestimmten Fahrbedingungen in der Regel besonders aussagekräftige Lokalisationssignale erhalten werden, die eine zuverlässige Positionsbestimmung ermöglichen.Preferably, the first or second sensor is designed to transmit localization signals more frequently under certain driving conditions, in particular in the case of large axial accelerations or a sharp change in the acceleration than in normal driving conditions. This offers the advantage that, under the given driving conditions, as a rule, particularly meaningful localization signals are obtained which enable reliable position determination.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Einrichtung zum Auswerten ausgebildet sein, um eine Mehrzahl von zeitlich aufeinander folgenden ersten Lokalisationssignalen und eine Mehrzahl von zeitlich aufeinander folgenden zweiten Lokalisationssignalen zum Bestimmen der Position des bestimmten Rades zu berücksichtigen. Ein solcher Ansatz hat den Vorteil, dass eine Mittelung der in den Lokalisationssignalen enthalten Informationen erfolgen kann und die negativen Auswirkungen des Auftretens eines kurzzeitigen Fehlerwertes somit weitgehend eliminiert werden kann.In a further embodiment, the means for evaluating may be designed to take into account a plurality of temporally successive first localization signals and a plurality of temporally successive second localization signals for determining the position of the particular wheel. Such an approach has the advantage that an averaging of the information contained in the localization signals can take place and the negative effects of the occurrence of a short-term error value can thus be largely eliminated.

In einer die vorstehende Ausführungsform weiterbildenden Ausführungsform ist eines der ersten Lokalisationssignale von einen hohen Betrag der auf das bestimmte Rad wirkenden Axial-Kraft abhängig und ein weiteres der ersten Lokalisationssignale von einem niedrigen Betrag der auf das bestimmte Rad wirkenden Axial-Kraft abhängig. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Auswerten ausgebildet ist, um das von dem hohen Betrag der Axial-Kraft abhängige erste Lokalisationssignal für das Bestimmen der Position des bestimmten Rades zu verwenden und das von dem niedrigen Betrag der Axial-Kraft abhängige erste Lokalisationssignal für das Bestimmen der Position des bestimmten Rades nicht zu verwenden. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass insbesondere diejenigen Lokalisationssignale verwendet werden, die ein hohe Differenz der Axial-Kräfte des vorderen und hinteren Rades erwarten lassen, wodurch sich eine eindeutigere und damit leichtere Bestimmung der Position des bestimmten Rades realisieren lässt.In an embodiment further developing the above embodiment, one of the first localization signals is dependent on a high amount of the axial force acting on the particular wheel and another of the first localization signals of a low amount on the particular one Wheel-acting axial force dependent. This embodiment is characterized in that the means for evaluating is arranged to use the first localization signal dependent on the high amount of the axial force for determining the position of the particular wheel and the first localization signal dependent on the low amount of the axial force not to use for determining the position of the particular wheel. This embodiment has the advantage that in particular those localization signals are used, which can be expected a high difference in the axial forces of the front and rear wheels, which can realize a clearer and thus easier determination of the position of the particular wheel.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum Bestimmen eine Einrichtung zum Regeln einer Fahrstabilität, wobei die Einrichtung zum Regeln ausgebildet ist, um das erste und/oder zweite Lokalisationssignal zum Regeln der Fahrstabilität zu verwenden. Eine solche Vorrichtung zum Bestimmen bietet den Vorteil, dass beispielsweise die Information über die auf eines der Räder wirkende Axial-Kraft neben der Positionsbestimmung des bestimmten Rades zugleich auch für weitere Anwendungen in dem Fahrzeug verwendet werden kann, was zu einer Erhöhung der Flexibilität und der Einsetzbarkeit der Vorrichtung zum Bestimmen beiträgt.In a further embodiment, the device for determining comprises a device for regulating a driving stability, wherein the device for regulating is designed to use the first and / or second localization signal for regulating the driving stability. Such a device for determining offers the advantage that, for example, the information about the axial force acting on one of the wheels can be used in addition to the position determination of the particular wheel at the same time for other applications in the vehicle, resulting in an increase in flexibility and usability the device contributes to the determination.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.Advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken in the dependent claims and the description with reference to the drawing.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawing. It shows:

1 eine schematische Darstellung der Wirkungsrichtung einer Radialbeschleunigung und einer Axialbeschleunigung eines Rades; 1 a schematic representation of the direction of action of a radial acceleration and axial acceleration of a wheel;

2 eine Querschnittsdarstellung eines Radteils; 2 a cross-sectional view of a wheel part;

3A eine erste Darstellung einer Axial-Krafteinwirkung bei einer Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeugs; 3A a first representation of an axial force when cornering a motor vehicle;

3B eine zweite Darstellung einer Axial-Krafteinwirkung bei einer Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeugs; 3B a second representation of an axial force during cornering of a motor vehicle;

4 eine Darstellung einer Fahrspur von hinteren und vorderen Rädern eines Fahrzeugs; 4 a representation of a lane of rear and front wheels of a vehicle;

5 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bestimmen der Position eines bestimmten Rades; und 5 a flowchart of an embodiment of a method for determining the position of a particular wheel; and

6 eine Darstellung der Wirkungsrichtung der Radial- und Tangentialbeschleunigungen, die in herkömmlichen Ansätzen verwendet werden. 6 a representation of the direction of action of the radial and tangential accelerations used in conventional approaches.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Signale – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In the figures of the drawing, identical or functionally identical elements and signals - unless otherwise indicated - have been given the same reference numerals.

Die vorliegende Erfindung nutzt die axiale Beschleunigung der Räder für die Lokalisierung der Radelektroniken. Sie umfasst zwei Methoden zur Seitenlokalisierung und eine zur Achslokalisierung. Die Beschleunigung a_axial in axialer Richtung, wie sie in der 1 dargestellt ist, entsteht beim Reifen durch Zentrifugalkräfte bei der Kurvenfahrt, wogegen die Radialbeschleunigung a_radial aus der Drehung des Reifens resultiert.The present invention utilizes the axial acceleration of the wheels for the location of the wheel electronics. It includes two methods for lateral localization and one for axis localization. The acceleration a _axially in the axial direction, as in the 1 is generated when tires by centrifugal forces during cornering, whereas the radial acceleration a results _radially from the rotation of the tire.

Diese Zentrifugalkraft wird vorzugsweise in jedem Reifen mit einem axialen Beschleunigungssensor gemessen, der parallel zur Radachse ausgerichtet ist. 2 zeigt ein Beispiel für eine Montage eines solchen axialen Beschleunigungssensor 1, der als Teil einer Radelektronik 2 an einer Felge 3 (Rim) des Rades befestigt ist. Der axiale Beschleunigungssensor 1 kann daher in einer ersten Form in der Radelektronik 2 auf einer Leiterplatte oder in einem Chip integriert werden, oder in einer weiteren Form getrennt von der Radelektronik 2 im bzw. am Reifen oder Rad montiert und über Draht oder Funk mit der Radelektronik 2 verbunden werden. Ferner kann die Radelektronik zum Verarbeiten der Messdaten des Rades auch außerhalb des Rades, beispielsweise in dem Radkasten des Fahrzeugs angeordnet werden.This centrifugal force is preferably measured in each tire with an axial acceleration sensor aligned parallel to the wheel axis. 2 shows an example of a mounting of such an axial acceleration sensor 1 as part of a wheel electronics 2 on a rim 3 (Rim) of the wheel is attached. The axial acceleration sensor 1 can therefore be in a first form in the wheel electronics 2 be integrated on a circuit board or in a chip, or in another form separate from the wheel electronics 2 mounted in or on the tire or wheel and via wire or radio with the wheel electronics 2 get connected. Furthermore, the wheel electronics for processing the measurement data of the wheel can also be arranged outside the wheel, for example in the wheel arch of the vehicle.

Die Ausrichtung des Beschleunigungssensors 1 sollte möglichst präzise sein (beispielsweise innerhalb eines Toleranzbereiches von ±1°), um Beschleunigungsunterschiede an den einzelnen Rädern nicht durch Winkelfehler, die bei der Montage des Beschleunigungssensors entstanden sind, zu verfälschen. Der axiale Beschleunigungssensor 1 sollte im Bereich kleiner Beschleunigungen – das heißt beispielsweise im Bereich von ±2 g – sensibler sein, als in einem Bereich höherer Beschleunigungswerte, um auch bei geringen Beschleunigungswerten eine ausreichend präzise Messung bzw. Positionserkennung des Rades sicherzustellen. Insbesondere sollte der Beschleunigungssensor einen Messbereich von ca. ±2 g umfassen. Die gemessenen Beschleunigungswerte können analog zu weiteren Daten der Radelektronik wie einem Reifendruck, einer Temperatur o. ä., zum Fahrzeug übertragen und dort in einem Steuergerät verarbeitet werden. Dieses Übertragen kann zum Beispiel in Form eines entsprechenden Datenwortes in einem speziellen Übertragungsprotokoll (RF-Telegramm) erfolgen.The orientation of the acceleration sensor 1 should be as precise as possible (for example, within a tolerance range of ± 1 °) in order not to distort the acceleration differences at the individual wheels by angular errors that have arisen during assembly of the acceleration sensor. The axial acceleration sensor 1 should be more sensitive in the range of small accelerations - that is, for example in the range of ± 2 g - than in a range of higher acceleration values in order to ensure a sufficiently precise measurement or position detection of the wheel even at low acceleration values. In particular, the acceleration sensor should comprise a measuring range of approximately ± 2 g. The measured acceleration values can be transmitted to the vehicle analogously to further data of the wheel electronics, such as a tire pressure, a temperature or the like, and processed there in a control unit. This transmission may take the form of a corresponding example Data word in a special transmission protocol (RF telegram) take place.

Für alle Radelektroniken sind die positive und negative Messrichtung des axialen Beschleunigungssensors einheitlich und bekannt. So kann beispielsweise die positive Messrichtung der Axial-Kraft zu einer Außenseite 4 des Rades gerichtet sein, wodurch sich die positive Axial-Kraft durch den in 2 eingezeichneten Pfeil 5 kennzeichnen lässt. Die negative Axial-Kraft ist dann zu einer Innenseite 6 des Rades gerichtet, wodurch sich die negative Axial-Kraft durch den in 2 eingezeichneten gestrichelten Pfeil 7 dargestellt ist. Auch Lage und Ausrichtung der Radelektroniken am/im Rad lassen sich durch Montagevorgaben einheitlich definieren. Beispielsweise sind Reifendrucksensoren im Allgemeinen an einem Radventil 8 befestigt, wobei dann auch die axialen Beschleunigungssensoren 1 der Räder an den Radventilen der entsprechenden Räder befestigt werden, wenn neben der Messung der axialen Beschleunigung auch ein Reifendruck gemessen werden soll. Die Räder und damit auch die Radelektroniken 2 der einzelnen Räder sind meist auf der rechten und linken Fahrzeugseite genau spiegelbildlich angeordnet. Daraus ergibt sich, dass alle Sensoren axiale Beschleunigungen, die nach außen gerichtet sind mit einem einheitlichen Vorzeichen, beispielsweise als positive Beschleunigungswerte messen und nach innen gerichtete Beschleunigungen mit dem entgegengesetzten (das heißt negativen) Vorzeichen gemessen werden. Ein solcher Zusammenhang ist beispielsweise in 2 dargestellt.For all wheel electronics, the positive and negative directions of measurement of the axial acceleration sensor are uniform and known. For example, the positive measuring direction of the axial force to an outside 4 be directed to the wheel, whereby the positive axial force by the in 2 marked arrow 5 indicates. The negative axial force is then to an inside 6 directed by the wheel, whereby the negative axial force by the in 2 drawn dashed arrow 7 is shown. The position and orientation of the wheel electronics on / in the wheel can be uniformly defined by assembly specifications. For example, tire pressure sensors are generally attached to a wheel valve 8th attached, in which case the axial acceleration sensors 1 the wheels are attached to the wheel valves of the respective wheels, if in addition to the measurement of the axial acceleration and a tire pressure to be measured. The wheels and thus also the wheel electronics 2 The individual wheels are usually arranged exactly in mirror image on the right and left side of the vehicle. As a result, all sensors measure outward axial accelerations with a common sign, for example, as positive acceleration values, and inward accelerations with the opposite (that is, negative) signs are measured. Such a relationship is for example in 2 shown.

Dieser Effekt der unterschiedlichen Vorzeichen der Beschleunigungssensoren wird für die Seitenlokalisierung genutzt. Bei einer Kurvenfahrt liefern die Beschleunigungssensoren auf der rechten und linken Fahrzeugseite Werte mit entgegengesetztem Vorzeichen. 3A zeigt die positiven Beschleunigungswerte der rechten Räder und die negativen Beschleunigungswerte der linken Räder bei einer Kurvenfahrt in einer Linkskurve 9. 3B zeigt eine analoge Darstellung zu 3A, wobei in 3B die Beschleunigungswerte der rechten Räder ein negatives Vorzeichen haben und linken Räder ein positives Vorzeichen haben, wenn das Fahrzeug eine Rechtskurve 10 fährt. Wird diese Vorzeicheninformation kombiniert mit einer Fahrzeuginformation über die Kurvenrichtung, beispielsweise einem Lenkwinkel ψ, wie er in den 3A und 3B mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet ist, kann daraus unmittelbar die Fahrzeugseite identifiziert werden, an der das entsprechenden Rad montiert ist. Alternativ oder zusätzlich lassen sich auch die Lenkrichtung, Daten des Navigationssystems oder ähnliches für eine Bestimmung der Kurvenrichtung verwenden.This effect of the different signs of the acceleration sensors is used for the lateral localization. When cornering, the acceleration sensors on the right and left side of the vehicle provide values with opposite signs. 3A shows the positive acceleration values of the right wheels and the negative acceleration values of the left wheels when cornering in a left turn 9 , 3B shows an analog representation 3A , where in 3B the acceleration values of the right wheels have a negative sign and left wheels have a positive sign when the vehicle is a right turn 10 moves. If this sign information is combined with a vehicle information about the curve direction, for example, a steering angle ψ, as in the 3A and 3B with the reference number 11 can be identified directly from the vehicle side, on which the corresponding wheel is mounted. Alternatively or additionally, the steering direction, data of the navigation system or the like can also be used for a determination of the curve direction.

Für die Achslokalisierung kann ein weiterer Effekt benutzt werden. Bei der Kurvenfahrt in eine Fahrtrichtung bewegen sich die Räder der gelenkten Achse (Vorderachse) auf einer ersten Kurvenlinie 13 und die Räder der starren Achse (Hinterachse) auf einer zweiten Kurvenlinie 14, die sich von der ersten Kurvenlinie unterscheidet, wie dies exemplarisch in 4 dargestellt ist (dies gilt besonders bei engen Kurven). Durch die unterschiedlichen Kreisradien wirken auf die Räder auch unterschiedliche axiale Beschleunigungen. Da die gelenkten Räder in Bezug zur Fahrzeugseite einen anderen Winkel bilden als die starren Räder, die stets parallel dazu ausgerichtet sind, greift außerdem die Querbeschleunigung des gesamtem Fahrzeugs bei den Vorderrädern in einem anderen Winkel an als bei den Hinterrädern. Dies wirkt sich ebenfalls auf die gemessene Axialbeschleunigung an den Rädern aus. Aus diesen Gründen erreicht die Axialbeschleunigung an den gelenkten Rädern betragsmäßig höhere Werte und schwankt innerhalb einer größeren Bandbreite als die an den starren Rädern. Durch eine Auswertung der Beschleunigungsdaten der in 4 dargestellten vier Radelektroniken können die Räder der gelenkten Achse von denen der starrten unterschieden werden. Die Auswertung kann zum Beispiel mit folgenden Methoden oder Kombinationen daraus durchgeführt werden:

– einer statistischen Auswertung über mehrere Fahrzyklen mit Extremwertbetrachtung und Berechnung der Streuung (Bandbreite) an jedem Rad;
– einem Größenvergleich der vier Beschleunigungswerte eines Messzeitpunktes während einer Kurvenfahrt;
– einem seitenweisen Vergleich der Beschleunigung (= Vergleich der beiden positiven und der beiden negativen Werte);
– einer Bestimmung der Gradienten bei Beschleunigungsänderung (schnellere Wechsel bei gelenkten Rädern);
– einem Vergleich mit einem charakteristischem Beschleunigungsprofil bei der Kurvenfahrt (Beginn der Kurve, konstante Kurvenfahrt, Ausfahrt aus der Kurve), welches verschieden ist für Vorder- und Hinterachse; und
– einer Einordnung der Werte in ein für das Rad charakteristisches Toleranzband.

For axis localization another effect can be used. When cornering in a direction of travel, the wheels of the steered axle (front axle) move on a first curved line 13 and the wheels of the rigid axle (rear axle) on a second curved line 14 , which differs from the first curve line, as exemplified in 4 is shown (this is especially true for tight curves). Due to the different circular radii different axial accelerations act on the wheels. In addition, since the steered wheels form a different angle with respect to the vehicle side than the rigid wheels, which are always aligned parallel thereto, the lateral acceleration of the entire vehicle at the front wheels will engage at a different angle than at the rear wheels. This also affects the measured axial acceleration at the wheels. For these reasons, the axial acceleration at the steered wheels reaches higher values in magnitude and varies within a wider range than that at the rigid wheels. By an evaluation of the acceleration data of the in 4 The wheel steered wheels can be distinguished from those of the stargazers shown four wheel electronics. The evaluation can be carried out, for example, using the following methods or combinations thereof:

- a statistical evaluation over several driving cycles with extreme value consideration and calculation of the dispersion (bandwidth) at each wheel;
A size comparison of the four acceleration values of a measurement time during a cornering;
A side-by-side comparison of the acceleration (= comparison of the two positive and the two negative values);
- a determination of the gradient at acceleration change (faster change in steered wheels);
- a comparison with a characteristic acceleration profile during cornering (start of the curve, constant cornering, exit from the curve), which is different for front and rear axle; and
- An arrangement of the values in a characteristic for the wheel tolerance band.

Dieses Verfahren eignet sich nicht nur für Fahrzeuge mit vier, sondern auch für Fahrzeuge zwei hintereinander angeordnete Rädern wie z. B. Motorräder.This method is suitable not only for vehicles with four, but also for vehicles two consecutively arranged wheels such. B. Motorcycles.

Auch für die Achslokalisierung können zusätzliche Fahrtrichtungsinformationen wie der in den 3A und 3B dargestellte Lenkwinkel 11 miteinbezogen werden, um den Fahrtverlauf genauer zu charakterisieren. So lässt sich die Auswertung der Beschleunigungsdaten auf Intervalle mit besonders aussagekräftigem Kurvenverlauf eingrenzen. Oder die Radelektronik könnte zu besonders häufigen Emissionen angeregt werden, sobald ein ausreichend großer Lenkwinkel 11 festgestellt wird.Also for the axle localization additional driving direction information like in the 3A and 3B illustrated steering angle 11 be included in order to more accurately characterize the course of the journey. Thus, the evaluation of the acceleration data can be limited to intervals with particularly meaningful curve shape. Or the wheel electronics could be too special frequent emissions are stimulated once a sufficiently large steering angle 11 is detected.

Ein ähnlicher Effekt wie für die Achslokalisierung kann auch für die Seitenlokalisierung verwendet werden. Die inneren Räder bewegen sich bei der Kurvenfahrt auf einer engeren inneren Kreisbahn r_innen als die äußeren Räder, die sich auf einer weiteren Kreisbahn r_außen bewegen. Da somit die Geschwindigkeit der inneren Räder v_innen geringer ist, als die Geschwindigkeit der äußeren Räder v_außen unterscheiden sich auch die Axialbeschleunigungen a_innen und a_außen, das heißt a_außen > a_innen. Der Zusammenhang kann dabei unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeit ω nach folgender Gleichung idealisiert bestimmt werden: ω = v/r = v_innen/r_innen = v_außen/r_außen; a_ψ = v²/r → a_innen = ω²·r² _innen/r_innen = ω²·r_innen; a_außen = ω²·r² _außen/r_außen = ω²·r_außen; A similar effect as for axis localization can also be used for side localization. The inner wheels move during cornering on a narrower inner circular path r _inside than the outer wheels, which move on another circular path r _outwards . Thus, since the speed of the inside wheels is _internally v less than the speed of the outer wheels v _outside, the axial accelerations distinguish a _inside and _outside a, that is a _foreign> a _inside. The relationship can be determined using the angular velocity ω according to the following equation: ω = v / r = v _inside / r _inside = v _outside / r _outside ; a _ψ = v ² / r → a _inside = ω ² · r ² _inside / r _inside = ω ² · r _inside ; a _outside = ω ² · r ² _outside / r _outside = ω ² · r _outside ;

Daraus folgt: a_innen/r_innen = a_außen/r_außen; a_innen/a_außen = r_innen/r_außen. It follows: a _inside / r _inside = a _outside / r _outside ; a _inside / a _outside = r _inside / r _outside .

Hierbei wird die idealisierte Annahme getroffen, dass die Winkelgeschwindigkeit auf der Kurvenbahn für das innere und das äußere Rad einer Achse gleich sind.Here, the idealized assumption is made that the angular velocity on the curved path is the same for the inner and outer wheels of an axle.

Um aus der Bestimmung der äußeren und inneren Räder die konkrete Seitenposition (rechts oder links) ableiten zu können, muss die Kurvenrichtung miteinbezogen werden.In order to be able to derive the concrete lateral position (right or left) from the determination of the outer and inner wheels, the direction of the curve must be taken into account.

Um die Position des Rades bestimmen zu können, kann ein entsprechendes Verfahren verwendet werden, wie es beispielsweise in 5 dargestellt ist. Hierbei erfolgt in einem ersten Schritt 15 ein Bereitstellen eines ersten Lokalisationssignals und in einem weiteren Schritt 16 ein Bereitstellen eines zweiten Lokalisationssignals. Der weitere Schritt 16 kann dabei entweder während oder zeitversetzt zum ersten Schritt 15 ausgeführt werden. Hieran anschließend erfolgt in einem nachfolgenden Schritt 17 ein Auswerten des ersten und zweiten Lokalisationssignals, um die Position des bestimmten Rades zu bestimmen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass bei den Verfahren, wo Werte verglichen werden müssen, ein Zeitversatz nur bedingt toleriert werden sollte, um genaue Ergebnisse der Radpositionsbestimmung zu erhalten. Für eine zuverlässige Positionsbestimmung erfordern diese Verfahren die Aufzeichnung mehrerer Werte über einen gewissen Zeitraum. Dann können verlässliche Aussagen getroffen werden. Es sollten daher die Zeitpunkte für die Aufnahme oder Auswertung der Werte passend gewählt werden. Das heißt insbesondere, dass der Zeitpunkt zum Fahrtverlauf passt, da bei einer geraden Fahrt z. B. keine messbaren axialen Beschleunigungen auftreten und evtl. aufgenommene Lokalisierungssignale in einem derartigen Fall keine oder zumindest eine nur sehr unzuverlässige Aussagekraft bezüglich der Radposition besitzen.In order to determine the position of the wheel, a corresponding method can be used, as for example in 5 is shown. This takes place in a first step 15 providing a first localization signal and in a further step 16 providing a second localization signal. The next step 16 can be either during or delayed to the first step 15 be executed. This is then done in a subsequent step 17 evaluating the first and second localization signals to determine the position of the particular wheel. It should be noted here that in the methods where values need to be compared, a time offset should be tolerated only conditionally to obtain accurate results of the wheel position determination. For reliable position determination, these methods require the recording of multiple values over a period of time. Then reliable statements can be made. Therefore, the times for recording or evaluating the values should be chosen appropriately. This means, in particular, that the time is appropriate for the course of the journey, since, in the case of a straight journey, z. B. no measurable axial accelerations occur and possibly recorded localization signals in such a case have no or at least one only very unreliable information about the wheel position.

Abschließend ist anzumerken, dass sich das vorstehend beschriebene Verfahren zum Bestimmen der Seitenposition von Rädern, insbesondere bei einer Kurvenfahrt durch eine Kurve mit geringem Kurvenradius eignet, da hier das Verhältnis von äußerem zu innerem Radius besonders groß ist.Finally, it should be noted that the method described above for determining the lateral position of wheels, in particular when cornering through a curve with a small radius of curvature, since the ratio of outer to inner radius is particularly large here.

Bei allen Verfahren kann die Auswertung beschleunigt bzw. verbessert werden, indem das Sendeverhalten der Radelektroniken mit bestimmten Bedingungen oder „Events” verknüpft wird. So könnte man zum Beispiel bei einem Grenzwert der axialen Beschleunigung einen Triggerschwellwert festlegen, oberhalb dessen die Radelektronik häufiger Lokalisationssignale senden. Dies erhöht die Anzahl der aussagekräftigen Beschleunigungsdaten.In all methods, the evaluation can be accelerated or improved by the transmission behavior of the wheel electronics with certain conditions or "events" is linked. For example, at a threshold of axial acceleration, one could set a trigger threshold above which the wheel electronics would more commonly send localization signals. This increases the number of meaningful acceleration data.

Die vorgeschlagenen Lokalisationsverfahren mit Hilfe der axialen Beschleunigung bieten somit die nachfolgend aufgeführten Vorteile:
Zunächst können die Verfahren für eine vollständige Lokalisierung der Position des bestimmten Rades in Bezug zu einem weiteren Rad verwendet werden, wobei eine Kombination mit anderen Lokalisierungsverfahren nicht notwendig aber trotzdem möglich ist.The proposed localization methods using the axial acceleration thus offer the following advantages:
First, the methods may be used to fully locate the particular wheel's position relative to another wheel, but a combination with other locating methods is not necessary but still possible.

Ferner entsteht ein geringer Hardwareaufwand, da an zusätzlichen Komponenten nur ein Beschleunigungssensor in der Radelektronik benötigt wird.Furthermore, there is a small amount of hardware, since only one acceleration sensor in the wheel electronics is needed on additional components.

Die Daten des Beschleunigungssensors können auf die gleiche Weise wie alle anderen Daten der Radelektronik zum Fahrzeug übertragen werden, beispielsweise durch eine Erweiterung des RF-Telegramms um ein erweitertes Datenfeld.The data of the acceleration sensor can be transmitted to the vehicle in the same way as all other data of the wheel electronics, for example by an extension of the RF telegram to an extended data field.

Die Daten werden als Digitalwerte übertragen. Die Qualität ist daher unabhängig von äußeren Störeinflüssen auf die Übertragung, wie dies zum Beispiel bei der Lokalisierung über RF-Feldstärkemessung der Fall ist.The data is transmitted as digital values. The quality is therefore independent of external disturbances on the transmission, as is the case for example with the localization via RF field strength measurement.

Axialbeschleunigungsdaten der Räder können von Fahrstabilitätssystemen weiterverwendet werden. Beispielsweise benutzt heute schon das ESP (ESP = elektronisches Stabilitätsprogramm) Sensoren für die Querbeschleunigung des Fahrzeugs. Werte der einzelnen Reifen können in diesem Zusammenhang die Querbeschleunigungssensoren ersetzen oder zusätzliche Informationen liefern, um verfeinerte Algorithmen und hieraus resultierend eine verbesserte Stabilitätsregelung ermöglichen.Axial acceleration data of the wheels can be used by driving stability systems. For example, ESP (ESP = Electronic Stability Program) already uses sensors for lateral acceleration of the vehicle. Values of the individual tires in this regard may replace the lateral acceleration sensors or provide additional information to allow for refined algorithms and, as a result, improved stability control.

Außerdem lässt sich mit Hilfe der axialen Beschleunigung ein sehr schnelles Verfahren zur Seitenlokalisierung über eine Vorzeichenanalyse der Lokalisationssignale realisieren, da eine Entscheidung sofort nach der ersten Messung in einer Kurve getroffen werden kann.In addition, with the aid of the axial acceleration, a very fast method for lateral localization can be realized via a sign analysis of the localization signals, since a decision can be taken immediately after the first measurement in a curve.

Claims

An apparatus for determining a wheel position, comprising: a first sensor for providing a first localization signal that is dependent upon an amount and / or direction of an axial force acting in the axial direction of a particular wheel of a vehicle, the first sensor coupled to the particular wheel is; a second sensor for providing a second localization signal dependent on an amount and / or direction of an axial force acting in the axial direction of another wheel, and wherein the second sensor is coupled to the further wheel; and means for evaluating the first and second localization signals to detect, from the comparison of the first and second localization signals, the particular wheel as the front wheel when the maximum occurring amount of axial force applied to the particular wheel varies within a wider bandwidth than the amount of axial force acting on the further wheel, and the particular wheel as the rear wheel, when the maximum amount of axial force acting on the particular wheel varies within a smaller bandwidth than the amount of the one acting on the other wheel Axial force, wherein the vehicle comprises an additional wheel arranged laterally offset to the specific wheel, the specific wheel facing an inner side of the additional wheel and an outer side facing away from the additional wheel and the additional wheel an inner side facing the particular wheel and a certain wheel facing away from the outside, characterized characterized in that the first sensor is adapted to assign a first sign to the localization signal when the axial force acting on the particular wheel is directed towards the outside of the particular wheel and assigning the localization signal a second sign opposite the first sign when the directed to the specific wheel axial force is directed towards the inside of the particular wheel; and that the means for evaluating is configured to determine a lateral position of the particular wheel using the sign of the localization signal and information about the direction of the turn.

Device according to claim 1, characterized in that the vehicle comprises an additional wheel laterally offset from the particular wheel, the specific wheel facing an inner side of the additional wheel and an outer side facing away from the additional wheel and the additional wheel facing an inner side of the particular wheel an outside facing away from the particular wheel, wherein the first sensor is configured to assign to the localization signal a first amount or value dependent on the axial acceleration on the particular wheel, another sensor coupled to the additional wheel, wherein the further sensor is formed is to assign a localization dependent on the axial acceleration on the additional wheel second amount or value, and wherein the means for evaluating is adapted to a lateral position of the particular wheel with respect to the additional wheel by comparing the first and the z wide amount.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the specific wheel and the further wheel each having an air chamber, the first sensor with the air chamber of the particular wheel and the second sensor is coupled to the air chamber of the other wheel and the first or second sensor are further configured to detect a pressure or a temperature in the corresponding air chamber.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first sensor is adapted to transmit the first localization signal wirelessly to the means for evaluating or the second sensor is adapted to wirelessly transmit the second localization signal to the means for evaluating.

Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the first or second sensor is adapted to use for transmission of a localization signal to the means for evaluating a transmission protocol with a plurality of data fields, wherein in a first data field, the value of a on the wheel acting axial force and in another data field information about the temperature or pressure in the air chamber of the wheel can be stored.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second sensor are designed to provide the first and second localization signals in digital form.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first or second sensor is designed to be used for small Acceleration values of less than the amount of twice the gravitational acceleration to provide a precise localization signal.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for evaluating is adapted to obtain information about a steering angle, a steering direction or an information from a navigation device, in response to the information obtained, the first sensor for outputting the first localization signal and to request the second sensor to output the second localization signal.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first or second sensor is adapted to send localization signals under certain driving conditions, especially at large axial accelerations or a large change in the acceleration more frequently than in normal driving conditions.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for evaluating is adapted to take into account a plurality of temporally successive first localization signals and a plurality of temporally successive second localization signals for determining the position of the particular wheel.

Apparatus according to claim 10, characterized in that one of the first localization signals is dependent on a high amount of the axial force acting on the particular wheel and another of the first localization signals is dependent on a low amount of axial force acting on the particular wheel, wherein the means for evaluating is configured to use the first localization signal dependent on the high amount of the axial force to determine the position of the particular wheel and the first localization signal dependent on the low amount of the axial force to determine the position of the not to use certain wheel.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device for determining comprises a device for controlling a driving stability, wherein the means for regulating is adapted to use the first and / or second localization signal for controlling the driving stability.

Method for determining a wheel position on a vehicle, with the method steps: (a) providing a first localization signal by a first sensor, the first localization signal being dependent on an amount and / or direction of an axial force acting in the axial direction of a particular wheel, and wherein the first sensor is coupled to the particular wheel; (b) providing a second localization signal by a second sensor, wherein the second localization signal depends on an amount and / or direction of an axial force acting in the axial direction of another wheel and wherein the second sensor is coupled to the further one of the plurality of wheels ; and (c) comparing the first and second localization signals to identify the particular wheel as the front wheel when the maximum amount of axial force applied to the particular wheel varies within a wider bandwidth than the amount of axial force applied to the other wheel, and recognizing the particular wheel as a rear wheel when the maximum amount of axial force acting on the particular wheel varies within a smaller bandwidth than the amount of axial force acting on the other wheel, the vehicle lateral to the particular wheel staggered arranged additional wheel, wherein the specific wheel facing the additional wheel inside and a side facing away from the additional wheel outside and the additional wheel facing the particular wheel inside and a side facing away from the particular wheel outside, characterized by the steps (d) assigning a first sign to the first localization signal by the first sensor when the axial force acting on the particular wheel is directed toward the outside of the particular wheel, (e) assigning a second sign opposite to the first sign to the first localization signal by the first sensor when the axial force acting on the particular wheel is directed toward the inside of the particular wheel, and (f) determining a lateral position of the particular wheel using the sign of the first localization signal and a directional curve information.