Aus
der
DE 101 35 936
A1 ist eine Einrichtung für das Überwachen mindestens eines
Parameters für
mehrere Fahrzeugräder
bekannt. Der Einrichtung sind an jedem Rad Detektoreinheiten mit
jeweils einer Sendeeinheit zugeordnet, die jeweils ein phasen- oder
frequenzmoduliertes Signal zu einer zentralen Auswerte- und Steuereinheit übertragen.
Jede Detektoreinheit sendet in bestimmten zeitlichen Abständen ein
kurzes Signal, welches eine eindeutige Kennung beinhaltet. Nach
einem Radwechsel kann in einem Zuordnungsmodus der Detektoreinheit
und der zentralen Auswerte- und Steuereinheit eine erneute Zuordnung
der jeweiligen Detektoreinheit zu den betreffenden Radpositionen
dadurch erfolgen, dass für
jede Detektoreinheit ein Verlauf der mittleren Empfangsleistung
abhängig
von der Winkelposition des jeweiligen Rades erfasst und mit gespeicherten Signaturinformationen
verglichen wird. Die Detektoreinheit umfasst jeweils einen Beschleunigungssensor.
Abhängig
von dem Messsignal des Beschleunigungssensors wird detektiert, ob
eine Raddrehung erfolgt.
Aus
der
DE 101 44 326
A1 ist ein Verfahren und ein System zum Überwachen
eines Reifenluftdrucks bekannt. In einem Fahrzeugreifen ist ein Drucksensor
zum Erfassen des Luftdrucks innerhalb des Reifens angeordnet. Das
Ausgangssignal des Drucksensors wird über eine Funkübertragungsstrecke
an eine Auswerteeinheit übertragen.
Der Luftdruck innerhalb des Reifens wird gemessen und mit einem
optimalen Reifendruck verglichen. Weichen die beiden Drücke mehr
als eine vorbestimmte Abweichung voneinander ab, so wird ein Abweichungssignal
erzeugt.
Für eine korrekte
Funktionsweise einer Sensorvorrichtung ist es wichtig, dass sich
die Sensorvorrichtung tatsächlich
an ihrer vorgegebenen Montageposition innerhalb des Rades befindet.
Das Lösen
der Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition kann zum einen zum
Ausfall der Sensorvorrichtung führen,
es kann jedoch auch zu einer Zerstörung des Reifens des Rades
führen.
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Überwachen
einer Sensorvorrichtung zu schaffen, mittels dessen beziehungsweise
der überwacht
wird, ob sich die Sensorvorrichtung von einer Montageposition gelöst hat.
Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, eine Sensorvorrichtung
zu schaffen, die ausgebildet ist zum Erkennen, ob sie sich in der
Montageposition befindet. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung
ein System zu schaffen, das ausgebildet ist zum Erkennen, ob sich eine
Sensorvorrichtung in ihrer Montageposition befindet.
Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Gemäß eines
ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren
und eine entsprechende Vorrichtung zum Überwachen einer Sensorvorrichtung,
die in einem Rad angeordnet ist. Die Sensorvorrichtung umfasst einen
Beschleunigungssensor, dessen Messsignal repräsentativ ist für die Beschleunigung
der Sensorvorrichtung, insbesondere einer Zentrifugalbeschleunigung
der Sensorvorrichtung, wenn sie sich bestimmungsgemäß in einer ihrer
Montageposition befindet. Ein Lösen
der Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition wird abhängig von
dem Messsignal des Beschleunigungssensors erkannt. Bezüglich des
ersten Aspekts geht die Erfindung aus von der Erkenntnis, dass sich
das Messsignal des Beschleunigungssensors ändert, wenn sich die Sensorvorrichtung
von ihrer Montageposition löst.
Sie ermöglicht
so ein einfaches Erkennen des Lösens
der Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition. Darüber hinaus
sind Sensorvorrichtungen, die in dem Rad angeordnet sind häufig ohnehin
mit einem Beschleunigungssensor versehen, um zu detektieren, ob
sich das Rad dreht. Der ohnehin vorhandene Beschleunigungssensor
wird so zusätzlich
genutzt zum Überwachen
der Sensorvorrichtung.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird abhängig von
dem Messsignal des Beschleunigungssensors und einer Fahrzeuggeschwindigkeit
eines Fahrzeugs, an dem das Rad angeordnet ist, auf das Lösen der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition erkannt. So ist ein
zuverlässiges
Erkennen, ob sich die Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition
gelöst
hat, möglich,
insbesondere dann, wenn die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist
in ihrer Montageposition eine Zentrifugalbeschleunigung zu erfassen,
da die Zentrifugalkraft und die Zentrifugalbeschleunigung abhängen von
der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Besonders
vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn ein Korrelationskoeffizient
abhängig
von dem Messsignal des Beschleunigungssensors und der zweiten Potenz
der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird und auf das Lösen der Sensorvorrichtung
von ihrer Montageposition abhängig
von dem Korrelationskoeffizienten erkannt wird. Der Wert des Korrelationskoeffizienten
ist nur abhängig
von einem Umlaufradius des Reifens des Rades und der aktuellen Position
der Sensorvorrichtung. Mittels des Korrelationskoeffizienten ist
so ein sehr einfaches und präzises Überwachen
der Sensorvorrichtung möglich.
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung
sind einem Fahrzeug mehrere Räder
mit jeweils einer Sensorvorrichtung zugeordnet. Auf das Lösen der
jeweiligen Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition wird erkannt
abhängig
von einem Vergleich der Messsignale oder davon abgeleiteter verschiedener
Sensorvorrichtungen untereinander. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde,
dass die jeweiligen Beschleunigungswerte der einzelnen Sensorvorrichtungen
sich dann, wenn sie sich alle in ihrer Montageposition befinden,
nur innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes unterscheiden. Durch
den Vergleich der Messsignale untereinander, der auch eine Korrelation
der Messsignale umfassen kann oder auch eine Korrelation der von
den Messsignalen abgeleiteten Kenngrößen, wie zum Beispiel des Korrelationskoeffizienten,
kann so einfach und zuverlässig
auf das Lösen
einer der Sensorvorrichtungen von ihrer Montageposition erkannt werden.
Dabei wird ferner die Erkenntnis genutzt, dass es höchst unwahrscheinlich
ist, dass sich zwei oder mehr Sensorvorrichtungen gleichzeitig von
ihrer Montageposition lösen.
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung
wird bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert auf das Lösen der Sensorvorrichtung von
ihrer Montageposition erkannt abhängig von einem Maß für die Abweichung
mehrerer zeitlich beabstandeter Messwerte des Messsignals des Beschleunigungssensors oder
davon abgeleiteter Größen voneinander.
Das Maß für die Abweichung
kann in diesem Zusammenhang zum Beispiel die Summe der Abweichungen oder
bevorzugt auch deren Varianz oder Standardabweichung sein.
In
diesem Zusammenhang wird die Erkenntnis genutzt, dass bei einem
geeignet gewählten
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert
unterhalb dieses die Zentrifugalkraft, die auf die Sensorvorrichtung
durch eine Rotation des Reifens wirkt geringer ist als die Gewichtskraft
der Sensorvorrichtung. Hat sich somit die Sensorvorrichtung von
ihrer Montageposition gelöst,
so purzelt sie in diesem Fall in dem Reifen herum. Dies hat dann
zur Folge, dass der Beschleunigungssensor ständig seine Position relativ zu
dem Rad verändert
und so in einem Zeitpunkt beispielsweise die Zentrifugalbeschleunigung
erfasst, in einem folgenden Zeitpunkt dann eine Tangentialbeschleunigung
erfasst und einem darauf folgenden Zeitpunkt eine Axialbeschleunigung
des Rades erfasst. Dies hat zur Folge, dass sich das Messsignal
in den entsprechenden aufeinanderfolgenden Zeitpunkten stark voneinander
unterscheidet.
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung
wird bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit die größer ist als der vorgegebene
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert
auf das Lösen
der Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition erkannt, wenn das
Messsignal oder auch sein Betrag einen vorgegebenen Schwellenwert
unterschreitet oder, wenn Messwerte des Messsignals sich nicht korrelierend
zu der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit verändern. Dem liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass der Beschleunigungssensor in der Sensorvorrichtung
regelmäßig so ausgebildet ist,
dass er nur entweder eine positive oder eine negative Beschleunigung
erfassen kann. Bei einer geeigneten Wahl des Schwellenwertes kann
so erkannt werden, dass der Beschleunigungssensor entlang seiner
Richtung, in der er die Beschleunigung erfasst, in etwa um 180 ° verdreht
angeordnet ist. Dies ist dann ein Indikator, dass er sich nicht
in seiner Montageposition befindet.
Wenn
Messwerte des Messsignals sich nicht korrelierend zu der Fahrzeuggeschwindigkeit
verändern,
so ist dies ein Indikator dafür,
dass sich der Beschleunigungssensor in einer anderen radialen Position
als der seiner Montageposition befindet.
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung
umfasst die Sensorvorrichtung einen Temperatursensor. Auf das Lösen der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition wird erkannt abhängig von
der mittels des Temperatursensors erfassten Temperatur. In diesem Zusammenhang
wird die Erkenntnis genutzt, dass sich die Temperaturen einer Felge
und einer Reifeninnenwand eines Reifens des Rades regelmäßig deutlich
voneinander unterscheiden. Somit ist die erfasste Temperatur repräsentativ
für die
aktuelle Position der Sensorvorrichtung. Durch das zusätzliche Berücksichtigen der
Temperatur kann ein Lösen
der Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition noch zuverlässiger erkannt
werden. Gegebenenfalls kann jedoch auch das Erkennen des Lösens der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition unabhängig von
einer Auswertung der Messsignale des Beschleunigungssensors erfolgen.
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung
wird abhängig
von einem Maß für eine charakteristische Schwingung
des Messsignals des Beschleunigungssensors auf das Lösen der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition erkannt. In diesem Zusammenhang
wird die Erkenntnis genutzt, dass die Sensorvorrichtung, wenn sie
sich in Anlage an der Reifeninnenwand befindet, sehr starken Schwingungen
ausgesetzt ist, die durch das Deformieren des Reifens beim Abrollen
bedingt ist, insbesondere an dem Kontaktpunkt mit der Fahrbahnoberfläche, der
als Latsch bezeichnet wird. Durch diese Deformation können sehr
hohe Beschleunigungskräfte
von beispielsweise bis zu 6000 g auftreten. Als Maß für die charakteristische
Schwingung kann beispielsweise die Amplitude dieser charakteristischen
Schwingung ausgewertet werden.
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung
ist die Sensorvorrichtung ausgebildet zum Senden eines Informationssignals.
Das Informationssignal kann beispielsweise das Messsignal des Beschleunigungssensors
umfassen oder eine davon abgeleitete Informationsgröße.
Auf
das Lösen
der Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition wird erkannt, wenn
für eine
vorgegebene Zeitdauer kein Informationssignal empfangen wird durch
die Vorrichtung zum Überwachen
der Sensorvorrichtung. Auf diese Weise wird die Erkenntnis genutzt,
dass ein fehlendes Informationssignal ein Indikator dafür ist, dass
die Sensorvorrichtung funktionsuntüchtig geworden ist. Eine Funktionsuntüchtigkeit
der Sensorvorrichtung kann ihre Ursache in einem davor erfolgten
Lösen der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition haben. Somit kann so insbesondere
die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Erkennens des Lösens der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition verringert werden.
Gemäß eines
zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren
und eine entsprechende Vorrichtung zum Überwachen einer Sensorvorrichtung,
die in einem Rad angeordnet ist. Die Sensorvorrichtung ist ausgebildet
zum Senden eines Informationssignals. Abhängig von einem Maß für die Signalstärke des
Informationssignals wird auch ein Lösen der Sensorvorrichtung von
ihrer Montageposition erkannt. Gemäß dieses Aspekts der Erfindung wird
die Erkenntnis genutzt, dass die Signalstärke des Informationssignals
deutlich abhängt
von der aktuellen Position der Sensorvorrichtung bezogen auf das
Rad. Dies ist insbesondere dadurch beeinflusst, dass die Felge des
Rades eine starke abschirmende Wirkung für das von der Sensorvorrichtung
gesendete Informationssignal hat. Als Maß für die Signalsstärke des
Informationssignals kann so bevorzugt beispielsweise die empfangene
Feldstärke
des Informationssignals, ein so genannter RSSI-Pegel genutzt werden.
Gemäß eines
dritten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Sensorvorrichtung,
die in einem Rad in einer Montageposition anordenbar ist und die
einen Positionssensor umfasst, dessen Messsignal repräsentativ
ist für
eine Relativposition der Sensorvorrichtung bezogen auf die Montageposition.
Eine derartige Sensorvorrichtung ist geeignet durch eine einfache
Auswertung des Messsignals, das repräsentativ ist für die Relativposition
der Sensorvorrichtung, darauf überwacht
zu werden, ob sie sich von ihrer Montageposition gelöst hat.
In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Positionssensor
ein Magnetfeldsensor ist. Ein Magnetfeldsensor zeichnet sich, insbesondere wenn
er mit einem Permanentmagneten zusammenwirkt, aus durch einen sehr
geringen Energiebedarf und ist störunanfällig gegenüber einem Einfluss einer Felge
des Rades.
In
diesem Zusammenhang ist es ferner von Vorteil, wenn der Positionssensor
einen Schalter umfasst, dessen Schaltstellung abhängt von
der Relativposition der Sensorvorrichtung bezogen auf die Montageposition.
Auf diese Weise kann der Positionssensor sehr einfach ausgebildet
sein und dennoch geeignet sein einfach eine Überwachung daraufhin zu ermöglichen,
ob die Sensorvorrichtung sich in ihrer Montageposition befindet.
Der
Positionssensor der Sensorvorrichtung kann auch zwei Kontaktelemente
umfassen, die nur in der Montageposition der Sensorvorrichtung mit
einem elektrischen Leiter elektrisch gekoppelt sind, der an dem
Rad angeordnet ist. So kann der Positionssensor auch sehr einfach
ausgebildet sein und sein Messsignal ist dennoch geeignet zum Überwachen, ob
sich die Sensorvorrichtung in ihrer Montageposition befindet.
Gemäß eines
vierten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Sensorvorrichtung,
die in einem Rad in einer Montageposition anordenbar ist und die
mindestens ein Verformungsmesselement umfasst, das so angeordnet
ist, dass ein Messsignal des Verformungsmesselement eine charakteristische Schwingung
aufweist, wenn ein Lösen
der Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition erfolgt ist. Durch
geeignetes Auswerten des Messsignals des Verformungsmesselement
kann so einfach und zuverlässig
ein Lösen
der Senorvorrichtung von ihrer Montageposition erkannt werden. Das
Verformungsmesselement kann beispielsweise als Dehnungsmesselement
oder als Piezoelement ausgebildet sein.
Gemäß eines
fünften
Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren und
eine entsprechende Vorrichtung zum Überwachen der Sensorvorrichtung
gemäß des vierten
Aspekts der Erfindung, bei dem abhängig von einem Maß für eine charakteristische
Schwingung des Messsignals des Verformungsmesselement auf das Lösen der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition erkannt wird.
Gemäß dieses
fünften
Aspekts nutzt die Erfindung die Erkenntnis, dass die Sensorvorrichtung, wenn
sie sich in Anlage an der Reifeninnenwand befindet, sehr starken
Schwingungen ausgesetzt ist, die durch das Deformieren des Reifens
beim Abrollen bedingt sind, insbesondere an dem Kontaktpunkt mit der
Fahrbahnoberfläche.
Als Maß für die charakteristische
Schwingung kann beispielsweise die Amplitude dieser charakteristischen
Schwingung ausgewertet werden.
Gemäß eines
sechsten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein System
mit einer Sensorvorrichtung, die in einem Rad in einer Montageposition
angeordnet ist, und einer weiteren Sensorvorrichtung, die ein Sensorelement
umfasst, das ausgebildet ist zum Erkennen von mechanischen Schwingungen,
die durch eine gelöste
Sensorvorrichtung an das Rad übertragen
werden. Gemäß dieses
sechsten Aspekts der Erfindung wird die Erkenntnis genutzt, dass
eine von der Montageposition gelöste
Sensorvorrichtung mechanische Schwingungen an das Rad überträgt. Diese
Schwingungen können
verursacht sein durch das Schlagen der Sensorvorrichtung an den
Reifen oder die Felge und bei hoher Rotationsgeschwindigkeit des
Reifens durch Aufschlagen, der an die Reifeninnenwand gepressten Messeinheit
an den Kontaktpunkt mit der Fahrbahnoberfläche, der als Latsch bezeichnet
wird. Auf diese Weise erzeugt somit die Sensorvorrichtung einen
sekundären
Körperschall
oder Luftschall.
Die
weitere Sensorvorrichtung kann vorteilhaft an dem Rad angeordnet
sein. Sie kann so einfach Bestandteil des Rades sein, was eine gegebenenfalls
aufwendige Abstimmung zwischen der Sensorvorrichtung und der weiteren
Sensorvorrichtung vereinfacht. Darüber hinaus ist bei einer derartigen Anordnung
die weitere Sensorvorrichtung im Wesentlichen entkoppelt von Schwingungen,
die durch andere Komponenten des Fahrzeugs hervorgerufen werden.
Alternativ
kann die weitere Sensorvorrichtung auch an einer Komponente eines
Fahrzeugs angeordnet sein, die so mit dem Rad gekoppelt ist, dass Schwingungen
des Rades auf sie übertragen
werden. Sie muss somit so mit dem Rad gekoppelt sein, dass der durch
das Rad erzeugte Körperschall
auf sie übertragen
wird. Dies hat den Vorteil, dass die weitere Sensorvorrichtung keinen
so hohen mechanischen Belastungen wie im Bereich des Rades standhalten
muss. Sie kann so vorteilhaft auch in einer Baueinheit mit einer
gegebenenfalls dezentralen Empfangseinheit ausgebildet sein.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung ist
ein mechanisches Schwingelement so angeordnet, dass es beim Lösen der Sensorvorrichtung
von ihrer Montageposition zu mechanischen Schwingungen angeregt
wird. Auf diese Weise werden dann im Falle eines Lösens der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition besonders charakteristische
Schwingungen erzeugt, die sich in Körperschallschwingungen auswirken,
und somit ein sehr zuverlässiges
Erkennen des Lösens
der Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition ermöglichen.
Gemäß eines
siebten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein System
mit einer Sensorvorrichtung, die in einem Rad angeordnet ist, und
einer Überwachungseinheit,
die so mit der Sensorvorrichtung gekoppelt ist, dass sie ein Lösen der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition erkennt, und die ausgebildet
ist zum Erzeugen eines Warnsignals, wenn sie das Lösen der
Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition erkennt. Die Überwachungseinheit kann
so beispielsweise elektrisch gekoppelt sein mit der Sensorvorrichtung
und anhand des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der elektrischen Kopplung
erkennen, ob sich die Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition
gelöst
hat oder nicht. In diesem Fall kann dann das Lösen der Sensorvorrichtung durch
die Überwachungseinheit
auch einfach erkannt werden, wenn die Sensorvorrichtung nach dem
Lösen von
der Montageposition zerstört
worden ist.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es
zeigen:
1 ein Fahrzeug mit Rädern, in
denen Sensorvorrichtungen angeordnet sind,
2 einen Ausschnitt aus einem
Rad gemäß 1 mit einer ersten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung,
3 die erste Ausführungsform
der Sensorvorrichtung in verschiedenen Positionen,
4 die erste Ausführungsform
der Sensorvorrichtung in weiteren verschiedenen Positionen,
5 die erste Ausführungsform
der Sensorvorrichtung in weiteren verschiedenen Positionen,
6 die erste Ausführungsform
der Sensorvorrichtung in weiteren verschiedenen Positionen,
7 einen Ausschnitt aus einem
Rad gemäß 1 mit einer zweiten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung,
8 einen Ausschnitt aus einem
Rad gemäß 1 mit einer dritten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung,
9 einen Ausschnitt aus einem
Rad gemäß 1 mit einer vierten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung,
10 einen Ausschnitt aus
einem Rad gemäß 1 mit einer fünften Ausführungsform
der Sensorvorrichtung,
11 einen Ausschnitt aus
einem Rad gemäß 1 mit einer sechsten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung,
12 einen Ausschnitt aus
einem Rad gemäß 1 mit einer siebten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung,
13 einen Ausschnitt aus
einem Rad gemäß 1 mit einer achte Ausführungsform
der Sensorvorrichtung,
14 einen Ausschnitt aus
einem Rad gemäß 1 mit einer achte Ausführungsform
der Sensorvorrichtung außerhalb
ihrer Montageposition,
15 und 16 ein Ablaufdiagramm eines Programms,
das in einer Überwachungsvorrichtung gespeichert
ist.
Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein
Fahrzeug 1 (1)
hat Räder 2, 4, 6, 8. Die
Räder 2, 4, 6, 8 umfassen
jeweils eine Felge 10 (3)
und einen Reifen 12. Den Rädern 2, 4, 6, 8 sind
jeweils Sensorvorrichtungen 14, 16, 18, 20 (1) zugeordnet. Die Sensorvorrichtungen 14, 16, 18, 20 sind
jeweils in einer Montageposition MP in dem Rad 2, 4, 6, 8 bestimmungsgemäß angeordnet. Sie
können
so beispielsweise auf der Felge 10 des Rades 2, 4, 6, 8 fest
montiert sein, beispielsweise mittels einer Schraub- oder Nietverbindung.
Sie können
jedoch auch auf die Felge 10 mittels eines geeigneten Klebemittels
geklebt sein. Sie können
ferner alternativ mittels eines Spanngurtes in der Montageposition
MP befestigt sein. Der Spanngurt ist bevorzugt auf die Felge 10 gespannt.
Alternativ kann sich die Montageposition der Sensorvorrichtung 14, 16, 18, 20 auch
bei dem jeweiligen Ventil des Rades befinden und somit die Sen sorvorrichtung 14, 16, 18, 20 mechanisch
mit dem Ventil gekoppelt sein.
Im
Folgenden ist beispielhaft die Sensorvorrichtung 14 anhand
mehrerer Ausführungsformen beschrieben,
die dem Rad 2 zugeordnet ist. Die anderen Sensorvorrichtungen 16, 18, 20 sind
entsprechend ausgebildet.
Die
Sensorvorrichtungen 14, 16, 18, 20 verfügen jeweils über eine
Sendeeinheit 28, mittels der sie ein Informationssignal
IS senden, das bevorzugt ein frequenzmoduliertes Signal ist.
In
dem Fahrzeug 1 ist eine Überwachungsvorrichtung 32 vorgesehen,
die auch als Vorrichtung zum Überwachen
der Sensorvorrichtung 14, 16, 18, 20 bezeichnet
werden kann. Die Überwachungsvorrichtung 32 umfasst
eine zentrale Empfangseinheit 34, die ausgebildet ist zum
Empfangen Informationssignalen, die von den jeweiligen Sensoreinheiten 28 gesendet
werden. Alternativ können
statt der zentralen Empfangseinheit 34 auch mehrere dezentrale Empfangseinheiten
vorhanden sein, die dann jeweils mindestens einer Sensorvorrichtung 14, 16, 18, 20 zugeordnet
sind. Die Überwachungsvorrichtung 32 hat
einen Programm- und einen Datenspeicher und verfügt über eine Auswerteeinheit, in
der das empfangene Informationssignal IS für die Überwachung der jeweiligen Sensorvorrichtung 14, 16, 18, 20 ausgewertet
wird.
Die
Sensorvorrichtung 14 weist einen nicht dargestellten Reifendrucksensor
auf. Das Messsignal des Reifendrucksensors, wird, gegebenenfalls bereits
aufbereitet, mittels des Informationssignals IS durch die Sendeeinheit 28 an
die Empfangseinheit 34 der Überwachungsvorrichtung 32 gesendet.
Die Überwachungsvorrichtung 32 kann
so den jeweiligen erfassten Rei fendruck vergleichen mit einem vorgegebenen
Reifendruck-Sollwert
und so erkennen, wenn der Reifendruck in einem der Reifen 12 der
Räder 2, 4, 6, 8 unerwünschte Werte
annimmt und dann gegebenenfalls Maßnahmen veranlassen, die zu
einem Erhöhen
der Fahrsicherheit führen.
Derartige Maßnahmen
können
beispielsweise eine Warnmeldung an den Fahrzeugführer des Fahrzeuges 1 sein.
Die
Sensorvorrichtung 14 umfasst ferner einen Beschleunigungssensor 22.
Der Beschleunigungssensor 22 ist bevorzugt ausgebildet
zum Erfassen einer Zentrifugalbeschleunigung und somit einer Beschleunigung
entlang seiner Wirkungslinie 24. Der Beschleunigungssensor 22 ist
in der Regel ausgebildet zum Erfassen der Beschleunigung in Richtung des
Pfeils der Wirkungslinie. Bei einer Beschleunigung entgegen der
Pfeilrichtung des Pfeils der Wirkungslinie 24 hat das Messsignal
des Beschleunigungssensors 22 dann in der Regel einen vorgegebenen
minimalen Wert. Der Beschleunigungssensor 22 kann beispielsweise
resistiv oder auch kapazitiv ausgebildet sein.
Ferner
kann der Sensorvorrichtung 14 auch ein Temperatursensor 26 zugeordnet
sein. Der Temperatursensor 26 erfasst eine Temperatur der
Sensorvorrichtung 14. Alternativ oder zusätzlich kann
der Beschleunigungssensor 22 auch ausgebildet sein zum
Erfassen einer Tangentialbeschleunigung oder einer Axialbeschleunigung.
Löst sich
die Sensorvorrichtung 14 von ihrer bestimmungsgemäßen Montageposition
MP, so ist die Sensorvorrichtung grundsätzlich frei beweglich innerhalb
des Zwischenraums zwischen der Felge 10 und einer Reifeninnenwand des
Reifens 12. Mit einem r ist der Radius zur Felgenmitte
bezogen auf die Position POS der Sensorvorrichtung 14 bezeichnet.
Mit einem R ist der Radius im Bezug auf die Felgenmitte der Reifeninnenwand
bezeichnet.
Hat
sich die Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition MP gelöst, so kann
sie während
der Rotation des Rades 2 in dem Bereich zwischen der Felge 10 und
der Reifeninnenwand herum purzeln, unter der Voraussetzung, dass
die auf die Sensorvorrichtung 14 wirkende Zentrifugalkraft
geringer ist als die Gewichtskraft, die auf die Sensorvorrichtung wirkt.
Somit purzelt die Sensorvorrichtung 14 bei entsprechend
niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten VS innerhalb des Reifens 12 herum.
Dies hat dann zur Folge, dass die Wirkungslinie 24 des
Beschleunigungssensors 22 nur noch zufällig mit der Richtung der Zentrifugalbeschleunigung übereinstimmt.
Vielmehr kann die Wirkungslinie dann auch zum Beispiel zeitweise
mit der Richtung der Tangentialbeschleunigung oder der Axialbeschleunigung
oder einer Kombination der Tangential-, Radial- oder Zentrifugalbeschleunigung übereinstimmen.
In diesem Zustand hat somit das Messsignal des Beschleunigungssensors 22 eine
sehr hohe Varianz auch bei gleichbleibender Fahrzeuggeschwindigkeit
VS. Dies ist insbesondere dadurch bedingt, dass die Zentrifugalbeschleunigung
in der Regel um mindestens eine Größenordnung und häufig um
zwei oder drei Größenordnungen
größer ist
als die Tangential- oder Axialbeschleunigung, die auf die Sensorvorrichtung 14 wirkt.
In diesem Zustand ändert
sich die relative Position POS an der sich die Sensorvorrichtung 14 innerhalb
des Reifens befindet statistisch zufällig und in 6 sind beispielsweise fünfte und
sechste Positionen P5 und P6 der Sensorvorrichtung 14 dargestellt.
In 3 ist ein Fall dargestellt,
bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit VS so hoch ist, dass die auf
die Sensorvorrichtung 14 wirkende Zentrifugalkraft größer ist
als die Gewichtskraft. In diesem Fall ist die Sensorvorrichtung
an die Reifeninnenwand es Reifens 12 in einer ersten Position
P1 ge presst. Sie ist in der ersten Position P1 in radialer Richtung
bezogen auf die Felgenmitte in etwa um 180 ° bezogen auf ihre Wirkungslinie 24 im
Vergleich zu der Montageposition MP verdreht. Die hat dann zur Folge,
dass das Messsignal des Beschleunigungssensors 22 der Sensorvorrichtung 14 auch
bei weiter zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit VS einen nahezu unveränderten
minimalen Wert aufweist.
Anhand
der 4 sind zweite und
dritte Positionen P2, P3 der von ihrer Montageposition MP gelösten Sensorvorrichtung 14 dargestellt
und zwar ebenfalls für
eine Fahrzeuggeschwindigkeit VS, die so hoch ist, dass die auf die
Sensorvorrichtung 14 wirkende Zentrifugalkraft größer ist
als die Gewichtskraft der Sensorvorrichtung 14. In den
zweiten und dritten Positionen P2 und P3 ist die Wirkungslinie 24 des
Beschleunigungssensors im Wesentlichen in tangentialer Richtung
zu dem Rad ausgerichtet. Dies hat dann zur Folge, dass das Messsignal
MS_B des Beschleunigungssensors 24 zu der Tangentialbeschleunigung
korreliert und somit das Messsignal MS_B in den relevanten Fahrzuständen einen
um Größenordnungen
niedrigeren Beschleunigungswert aufweist.
In
der 5 ist eine von ihrer
Montageposition MP gelöste
Sensorvorrichtung 14 in einer vierten Position P4 dargestellt,
in der sie bezogen auf die Ausrichtung ihrer Wirkungslinie 24 in
der jeweiligen Pfeilrichtung in radialer Richtung bezogen auf die Felgenmitte
identisch ausgerichtet ist zu ihrer Montageposition MP mit dem einzigen
Unterschied, dass der Radius r dem Radius R entspricht. In diesem
Fall erfasst somit der Beschleunigungssensor 22 eine entsprechend
dem Unterschied der Radien r in der Montageposition MP und des Radius
R erhöhte
Beschleunigung in der vierten Position P4 im Vergleich zu der Montageposition
MP und zwar bei gleicher Fahrzeuggeschwindigkeit VS.
7 zeigt eine zweite Ausführungsform
der Sensorvorrichtung 14. Sie umfasst einen Schalter 36 der
einen Stift 38 umfasst und einen Schaltkontakt 40.
Befindet sich die Sensorvorrichtung 14 in ihrer Montageposition
MP so wirkt der Stift 38 derart auf den Schaltkontakt 40 ein,
dass beispielsweise ein elektrischer Stromkreis geschlossen ist.
Löst sich
anschließend
die Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition so drückt beispielsweise
eine nicht dargestellte Feder den Stift 38 weg von dem
Schaltkontakt 40, was dann beispielsweise zu einer Unterbrechung
des oben genannten elektrischen Stromkreises führt. Der Schalter 36 ist
somit ein einfacher Positionssensor, anhand dessen Messsignal erkannt werden
kann, ob sich die Sensorvorrichtung 14 in ihrer Montageposition
MP befindet oder ob sie sich außerhalb
ihrer Montageposition MP befindet. Das Messsignal, das dem Schalter 40 zugeordnet
ist oder ein entsprechend aufbereitetes Signal wird dann mittels
des Informationssignals IS von der Sendeeinheit 28 ausgesendet.
Bei
einer dritten Ausführungsform
(8) der Sensorvorrichtung 14 sind
ein erstes 42 und zweites 44 Kontaktelement beabstandet
zueinander in der Sensorvorrichtung 14 angeordnet. In der
Montageposition MP der Sensorvorrichtung 14 kontaktieren
die ersten und zweiten Kontaktelemente 42, 44 einen
auf der Felge 10 angeordneten elektrischen Leiter 46.
Durch geeignete weitere Schaltungsmittel ist dann so in der Montageposition
MP der Sensorvorrichtung 14 ein elektrischer Stromkreis
geschlossen.
Löst sich
die Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition MP so
lösen sich
auch die ersten und zweiten Kontaktelemente 42, 44 von
dem elektrischen Leiter 46, mit der Folge, dass der elektrische Stromkreis
unterbrochen wird. Durch entsprechende Signalauswertung kann so
einfach erkannt werden, ob sich die Sensorvorrichtung 14 in
ihrer Montageposition MP befindet oder ob sie sich außerhalb
ihrer Montageposition MP befindet.
Bei
einer vierten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung 14 (9)
ist ein Verformungsmesselement 48 auf der Sensorvorrichtung 14 angeordnet. Das
Verformungsmesselement 48 kann beispielsweise ein Dehnungsmesselement
oder auch ein Piezoelement sein. Löst sich die Sensorvorrichtung 14 von ihrer
Montageposition MP so erfasst das Verformungsmesselement 48 Verformungen
der Sensorvorrichtung 14 durch Einschlagen auf die Reifeninnenwand
des Reifens 12 und beim Aufschlagen der an die Reifeninnenwand
gepressten Sensorvorrichtung 14 an den Kontaktpunkt mit
der Fahrbahnoberfläche,
der als Latsch bezeichnet wird. Durch das zyklische Verformen des
Reifens 12 im Bereich der jeweiligen Position, an der sich
die Sensorvorrichtung befindet, verformt sich somit auch die Sensorvorrichtung 14 zyklisch.
Dies führt
zu einer charakteristischen Schwingung des Messsignals des Dehnungsmessselements 48.
Während
des Betriebs eines Fahrzeuges können
so an der Reifeninnenwand Beschleunigungen bis zu 6000 g auftreten.
Das Messsignal des Verformungsmesselement 48 wird dann
gegebenenfalls entsprechend aufbereitet im Rahmen des Informationssignals
IS von der Sendeeinheit 28 an die zentrale Empfangseinheit 34 der Überwachungsvorrichtung 32 gesendet.
Eine
fünfte
Ausführungsform
der Sensorvorrichtung 14 ( 10)
umfasst neben der Sensorvorrichtung 14 eine weitere Sen sorvorrichtung 50.
Die weitere Sensorvorrichtung 50 umfasst ein Sensorelement,
das ausgebildet ist zum Erkennen von mechanischen Schwingungen,
die durch eine gelöste
Sensorvorrichtung, also insbesondere die Sensorvorrichtung 14 an
das Rad übertragen
werden. Dies kann beispielsweise ein Verformungsmesselement entsprechend
der Ausführungsform
vier gemäß 9, ein Beschleunigungssensor
oder auch ein Körperschallmikrofon
sein.
Bei
einem derartigen System aus der Sensorvorrichtung 14 und
der weiteren Sensorvorrichtung 15 kann mittels der weiteren
Sensorvorrichtung 50 aufgrund des detektierten Körperschalls,
der durch das Schlagen der Sensorvorrichtung 14 beispielsweise
an die Reifeninnenwand des Reifens 12 nach ihrem Lösen von
der Montageposition MP hervorgerufen wird, das Lösen der Sensorvorrichtung 14 von
ihrer Montageposition MP erkannt werden. In diesem Fall kann somit
die weitere Sensorvorrichtung mittels einer ihr zugeordneten Sendeeinheit
ein entsprechendes Signal an die zentrale Empfangseinheit 34 senden
und somit kann auch der Überwachungsvorrichtung 32 im
Falle einer zerstörten
Sensorvorrichtung 14 das erfolgte Lösen der Sensorvorrichtung von
ihrer Montageposition signalisiert werden.
Die
weitere Sensorvorrichtung kann auch an einer Komponente des Fahrzeugs 1 angeordnet
sein, die so mit dem Rad gekoppelt ist, dass Schwingungen des Rades
auf sie übertragen
werden. Sie kann beispielsweise an einem Radhaus, einem Federbein, einer
Aufhängung
des Rades oder dergleichen angeordnet sein.
Gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung 14 (11)
ist der Sensorvorrichtung 14 ein mechanisches Schwingelement 52 zugeordnet.
Das mechanische Schwingelement 52 kann einen Feder-Masse-Schwinger
umfassen, der bei einem Lösen
der Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition MP in
eine Schwingung versetzt wird, die dann bevorzugt in Form von Körperschall
mittels der Felge 10 auf die weitere Sensorvorrichtung 50 übertragen
wird und dort mittels des dort vorgesehenen Sensorelements erfasst
wird.
In
der siebten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung 14 ist dieser eine Überwachungseinheit 54 zugeordnet.
Die Überwachungseinheit 54 ist
so mit der Sensorvorrichtung 14 gekoppelt, dass die ein Lösen der
Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition MP erkennt.
Dazu kann sie beispielsweise mittels eines Schaltkontaktes mit der
Sensorvorrichtung 14 gekoppelt sein, der geschlossen ist,
wenn die Sensorvorrichtung 14 in ihrer Montageposition
MP ist, und der ansonsten offen ist. Durch eine entsprechende Auswertung
der Stellung des Schaltkontakts der Überwachungseinheit 54 kann
so die Überwachungseinheit 54 selbsttätig erkennen,
wenn sich die Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition
MP gelöst
hat.
Der Überwachungseinheit 54 ist
auch eine weitere Sendeeinheit zugeordnet, die ausgebildet ist zum
Senden eines Warnsignals WS an die zentrale Empfangseinheit 34,
wenn sie ein Lösen
der Sensorvorrichtung von ihrer Montageposition MP erkannt hat.
In
einer achten Ausführungsform
der Sensorvorrichtung ist diese ebenfalls bestimmungsgemäß an ihrer
Montageposition MP angeordnet. Die Sendeeinheit 28 der
Sensorvorrichtung 14 sendet das Informationssignal mit
einer vorgegebenen Signalstärke.
Die zentrale Empfangseinheit 34 empfängt dieses Informationssignal
IS. Die Auswerteeinheit der Überwachungsvorrichtung 32 ist
in diesem Fall ausgebildet zum Ermitteln eines Maßes, das
charakteristisch ist für
die Signalstärke
des Informationssignals IS. Im Falle eines modulierten Informati onssignals
kann dieses Maß beispielsweise
die Amplitude des Trägersignals
sein. Bei dieser Ausführungsform wird
die Erkenntnis genutzt, dass sich die Signalstärke des von der zentralen Empfangseinheit 34 empfangenen
Informationssignals IS deutlich ändert, wenn
die Sensorvorrichtung 14 sich von ihrer Montageposition
MP weg bewegt hat hin zu einer siebten Position P7 an der Reifeninnenwand
(14). Dies ist durch
eine gestrichelt dargestellte Übertragung des
Informationssignals in der 14 im
Vergleich zu der durchgezogenen Linie der 13 symbolisiert.
Der
deutliche Unterschied in der Signalstärke ist auf die Abschirmungswirkung
verschiedenen Karosserieteile und insbesondere der Felge 10 zurückzuführen. Dabei
hat sich insbesondere gezeigt, dass die Abschirmungswirkung der
Felge einen sehr hohen Einfluss hat und somit eine auch nur relativ
geringe Positionsveränderung
der Sensorvorrichtung 14 eine signifikante Veränderung
der Signalstärke des
durch die zentrale Empfangseinheit 34 empfangenen Informationssignals
IS hat.
Die
oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen der Sensorvorrichtung 14 und der
weiteren Sensorvorrichtung 50 und der Überwachungseinheit 52 können auch
in beliebiger Kombination vorhanden sein. So kann z.B. die Sensorvorrichtung 14 neben
dem Beschleunigungssensor 22 auch das Verformungsmesselement 48 und/oder
den Schalter 36 und/oder die ersten und zweiten Kontaktelemente 42, 44 umfassen.
In
einem Programmspeicher der Überwachungsvorrichtung 32 ist
ein Programm gespeichert, das während
des Betriebs des Fahrzeugs 1 abgearbeitet wird. Das Programm
ist im Folgenden anhand der Ablaufdiagramme der 15 und 16 für alle oben
beschriebenen Ausführungsformen
der Sensorvorrichtung 14 er läutert. Das Programm ist geeignet
zum Überwachen
aller acht Ausführungsformen der
Sensorvorrichtung, die anhand der 2 bis 13 beschrieben sind. Falls
einzelne für
die jeweilige Ausführungsform
spezifische Elemente bei der konkreten Realisierung eines Systems
aus der Sensorvorrichtung 14 und der Überwachungsvorrichtung 32 nicht
vorhanden sind, so kann gegebenenfalls auf das Abarbeiten entsprechender
Schritte des Programms verzichtet werden.
Das
Programm wird in einem Schritt S2 gestartet, in dem gegebenenfalls
Variablen initialisiert werden. Der Start kann beispielsweise zeitnah
zu einem Motorstart einer Brennkraftmaschine erfolgen, die ebenfalls
in dem Fahrzeug 1 angeordnet ist.
In
einem Schritt S4 wird geprüft,
ob von der zentralen Empfangseinheit 34 ein Informationssignal IS
empfangen wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem Schritt
S3 ein Zähler
CTR inkrementiert, beispielsweise um den Wert eins. Anschließend wird
in einem Schritt S5 geprüft,
ob der Zähler
CTR einen Wert hat, der größer ist,
als ein Zähler-Schwellenwert CTR_THD.
Ist dies nicht der Fall, so wird die Bearbeitung in einem Schritt
S6 fortgesetzt, in dem das Programm für eine vorgegebene Wartezeitdauer
T_W verharrt und während
der die Rechenkapazität
der Überwachungsvorrichtung
für andere
Aufgaben gegebenenfalls genutzt werden kann. Im Anschluss an den
Schritt S6 wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S4 fortgesetzt.
Ist
die Bedingung des Schrittes S5 hingegen erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S7 fortgesetzt, in dem ein erster Lose-Merker M_L1
mit einem Wahrheitswert TRUE belegt wird.
Wurde
hingegen in dem Schritt S4 festgestellt, dass seit dem letzten Durchlauf
des Schrittes S4 erneut das Informationssignal IS empfangen wurde,
so wird in einem Schritt S8 der Zähler CTR dekrementiert. Der
Zähler
wird bevorzugt jedoch nur bis zu einem vorgegebenen Wert, z.B. null
dekrementiert.
In
einem Schritt S10 wird eine aktuelle Beschleunigung ACC[n] abhängig von
dem Informationssignal IS ermittelt. Ein "n" bezeichnet
jeweils einen aktuellen Wert der jeweiligen Größe und somit den Wert des aktuellen
Berechnungsdurchlaufs. Ein "n – 1" bezeichnet einen
letzten Wert der jeweiligen Größe, also
den Wert des direkt vorangehenden Berechnungszyklusses des Programms.
Die aktuelle Beschleunigung ACC[n] ist bevorzugt die Zentrifugalbeschleunigung,
die durch den Beschleunigungssensor 22 erfasst wird, wenn
sich die Sensorvorrichtung 14 in ihrer Montageposition
MP befindet.
In
einem Schritt S12 wird anschließend
die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit VS[n] ermittelt. Diese kann
beispielsweise durch Auswerten entsprechender Sensorinformationen
durch eine Motorsteuerung zur Verfügung gestellt werden.
In
einem Schritt S14 wird ein aktueller Korrelationskoeffizient X[n]
aus dem Quotienten der aktuellen Beschleunigung ACC[n] und des Quadrats
der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit VS[n] ermittelt. Der Korrelationskoeffizient
X zeichnet sich dadurch aus, dass sein Wert lediglich abhängt von
dem Abstand der aktuellen Position POS der Sensorvorrichtung 14 von
der Felgenmitte und dem Radius R, also dem Umlaufradius des Reifens.
Der Korrelationskoeffizient X hat somit einen nahezu konstanten
Wert solange die Sensorvorrichtung 14 ihre Position POS nicht
verändert.
Löst sich
die Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition MP,
so ändert
sich auch der Korrelationskoeffizient X.
In
einem Schritt S16 wird anschließend
geprüft,
ob die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit VS[n] kleiner ist als ein
vorgegebener Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert VS_THD. Der
vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert VS_THD ist vorteilhaft
so vorgegeben, dass bei Fahrzeuggeschwindigkeiten VS größer als
der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert VS_THD die auf die Sensorvorrichtung 14 wirkende
Zentrifugalkraft größer ist
als die auf die Sensorvorrichtung 14 wirkende Gewichtskraft.
Bevorzugt ist der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert VS_THD so gewählt, dass bei
der Fahrzeuggeschwindigkeit VS, die ihm entspricht, die Zentrifugalkraft
nur unwesentlich größer ist
als die Gewichtskraft der Sensorvorrichtung.
Ist
die Bedingung des Schrittes S16 erfüllt, so wird in einem Schritt
S18 ein aktueller Abweichungswert D_X[n] abhängig von dem Betrag der Abweichung
zwischen dem aktuellen Korrelationskoeffizienten X[n] und dem letzten
Korrelationskoeffizienten X[n – 1]
ermittelt.
In
einem Schritt S20 wird geprüft,
ob der aktuelle Abweichungswert D_X[n] des Korrelationskoeffizienten
X größer ist
als ein erster Korrelationskoeffizienten-Schwellenwert D_THD1. Ist
dies der Fall, so ist dies ein Indikator dafür, dass die Sensorvorrichtung 14 in
dem Zwischenraum zwischen der Felge 10 und der Reifeninnenwand
herumpurzelt, wie dies anhand der 6 dargestellt
ist. Ist die Bedingung des Schrittes S20 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S22 fortgesetzt, in dem ein zweiter Lose-Merker
M_L2 mit dem Wahrheitswert TRUE belegt wird. Anschließend wird dann
die Bearbeitung in einem weiteren, unten näher erläuterten, Schritt S34 fortgesetzt.
Ist
die Bedingung des Schrittes S20 hingegen nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung in dem Schritt S34 fortgesetzt.
Alternativ
kann in dem Schritt S18 auch ein anderes Maß für die Abweichung des Korrelationskoeffizienten
X ermittelt werden. So kann beispielsweise auch abhängig von
zeitlich weiter zurückliegenden Werten
des Korrelationskoeffizienten X eine Varianz oder Standardabweichung
des Korrelationskoeffizienten X ermittelt werden und dann mit einem
entsprechend angepassten Schwellenwert in dem Schritt S20 verglichen
werden.
In
einem Schritt S24 wird geprüft,
ob die aktuelle Beschleunigung ACC[n] kleiner ist als ein Beschleunigungs-Schwellenwert
ACC_THD. Der Beschleunigungs-Schwellenwert ACC_THD ist bevorzugt
so gewählt,
dass er der minimal durch den Beschleunigungssensor 22 erfassten
Beschleunigung ACC entspricht. Wenn die aktuelle Beschleunigung ACC[n]
kleiner ist als der Beschleunigungs-Schwellenwert ACC_THD, ist dies
somit ein Indikator dafür, dass
sich die Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition
MP gelöst
hat und sich die Sensorvorrichtung 14 in der ersten Position
P1 befindet. Ist die Bedingung des Schrittes S24 erfüllt, so
wird in einem Schritt S26 ein dritter Lose-Merker mit dem Wahrheitswert
TRUE belegt. Ist die Bedingung des Schrittes S24 hingegen nicht
erfüllt,
so wird in einem Schritt S28 entsprechend dem Schritt S18 der aktuelle
Abweichungswert D_X[n] des Korrelationskoeffizienten X ermittelt.
In
einem Schritt S30 wird anschließend
geprüft,
ob der aktuelle Abweichungswert D_X[n] des Korrelationskoeffizienten
X größer ist
als ein zweiter Korrelationskoeffizienten-Schwellenwert D_THD2. Ist
die Bedingung des Schrittes S30 erfüllt, so ist dies ein Indikator
dafür,
dass sich die Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition
gelöst
hat und sich in einer der zweiten oder dritten Positionen P2, P3
befindet (siehe 4).
Alternativ kann der Abweichungswert D_X in dem Schritt S28 auch
abhängig von
einem zeitlich weiter zurückliegenden
Korrelationskoeffizienten X ermittelt werden, der so weit zurückliegt,
dass so die Zeitdauer berücksichtigt
wird, die die Sensorvorrichtung 14 von ihrem Lösen von der
Montageposition MP benötigt,
bis sie sich letztlich in einer der zweiten oder dritten Positionen
P2 oder P3 befindet. Der zweite Korrelationskoeffizienten-Schwellenwert
D_THD2 hat bevorzugt einen kleineren Wert als der erste Korrelationskoeffizienten-Schwellenwert
D_THD1.
Ist
die Bedingung des Schrittes S30 erfüllt, so wird in einem Schritt
S32 ein vierter Lose-Merker M_L4 mit dem Wahrheitswert TRUE belegt.
In
einem Schritt S34 wird eine aktuelle Temperaturabweichung T_D abhängig von
dem Betrag der Differenz einer aktuellen Temperatur T[n] und der letzten
Temperatur T[n – 1]
ermittelt. Alternativ kann hier auch statt der letzten Temperatur
T[n – 1]
eine geeignet weiter zurückliegende
Temperatur herangezogen werden.
In
einem Schritt S36 wird geprüft,
ob die aktuelle Temperaturabweichung T_D[n] größer ist als ein Temperaturabweichungs-Schwellenwert T_D_THD.
Der Temperaturabweichungs-Schwellenwert
T_D_THD ist bevorzugt so vorgegeben, dass bei seinem Überschreiten
eine Veränderung
der Position POS der Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition
MP hin zu ei ner anderen Position POS sehr wahrscheinlich ist. Der
Temperaturabweichungs-Schwellenwert T_D_THD ist dabei bevorzugt mittels
entsprechender Versuche an dem Fahrzeug 1 oder mittels
Simulationen ermittelt und nutzt die Erkenntnis, dass sich während des
Fahrbetriebs des Fahrzeugs 1 die Temperatur der Felge 10 häufig sehr stark
unterscheidet von der Temperatur des Reifens 12. Ist die
Bedingung des Schrittes S36 erfüllt,
so wird in einem Schritt S38 ein fünfter Lose-Merker M_L5 mit
dem Wahrheitswert TRUE belegt. Ist die Bedingung des Schrittes S36
hingegen nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S40 fortgesetzt.
In
dem Schritt S40 wird ein sechster Lose-Merker M_L6 abhängig davon
mit dem Wahrheitswert TRUE belegt, ob das Messsignal MS_B des Beschleunigungssensors 22 eine
charakteristische Schwingung aufweist, die charakteristisch ist
für eine durch
das Schlagen der gelösten
Sensorvorrichtung 40 an der Reifeninnenwand oder der Felge 10 oder während hoher
Rotationsgeschwindigkeit beim Aufschlagen der an die Innenwand gepressten
Sensorvorrichtung 14 an den Kontaktpunkt der Fahrbahnoberfläche hervorgerufenen
Schwingung. Als Maß für die charakteristische
Schwingung kann beispielsweise deren Amplitude ermittelt werden
und mit einem entsprechenden Schwellenwert verglichen werden. Zusätzlich hat
die charakteristische Schwingung eine Frequenz, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit
VS korreliert.
In
einem Schritt S42 wird ein siebter Lose-Merker M_L7 abhängig von
einer charakteristischen Schwingung eines Messsignals MS_DMS des Verformungsmesselement 48 mit
dem Wahrheitswert TRUE belegt oder auch nicht. Dabei entspricht
die charakteristische Schwingung des Messsignals MS_B des Beschleunigungssensors,
die anhand des Schrittes S40 beschrieben ist.
In
einem Schritt S44 wird bestimmt, ob ein achter Lose-Merker M_L8
mit dem Wahrheitswert TRUE belegt wird oder nicht abhängig von
der mittels des Positionssensors erfassten Position relativ zu der
Montageposition MP. Dies erfolgt durch entsprechende Signalauswertung
des Positionssensors, der beispielsweise den Schalter 40 umfassen
kann, oder die ersten und zweiten Kontaktelemente 42, 44.
In
einem Schritt S46 wird anschließend
ein neunter Lose-Merker M_L9 der Wahrheitswert TRUE zugeordnet oder
auch nicht abhängig
von einem Messsignal MS_S2 der weiteren Sensorvorrichtung 50.
Das Messsignal MS_S2 der weiteren Sensorvorrichtung 50 wird
in diesem Zusammenhang entsprechend dem Messsignal MS_B des Beschleunigungssensors 22 ausgewertet.
In
einem Schritt S48 wird anschließend
einem zehnten Lose-Merker
M_L10 der Wahrheitswert TRUE zugeordnet, wenn das Warnsignal WS
empfangen wurde, das von der Überwachungseinheit 54 ausgesendet
wird, wenn sie ein Lösen
der Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition MP erkennt.
Darüber hinaus
kann auch durch ein Vergleichen von Messsignalen die unterschiedlichen
Sensorvorrichtungen verschiedener Räder zugeordnet sind auf ein
Lösen einer
einzelnen Sensorvorrichtung 14, 16, 18, 20 erkannt
werden und ein gegebenenfalls weiterer Lose-Merker gesetzt werden.
In
einem Schritt S50 wird dann ermittelt, ob einem Haupt-Lose-Merker M_L der
Wahrheitswert TRUE zugeordnet wird oder nicht. Dies erfolgt abhängig von
den in den vorangegangenen Schritten ermittelten Lose-Merkern M_L1
bis M_L10. Somit kann die Zuverlässigkeit
des korrekten Erkennens eines Lösens
der Sensorvorrichtung 14 von ihrer Montageposition MP durch
das Berücksichtigen
mehrerer Lose-Merker M_L1 bis M_L10 erhöht werden.
Ist
der Haupt-Lose-Merker M_L mit dem Wahrheitswert TRUE belegt, so
kann beispielsweise eine entsprechende Warnmeldung an die Fahrzeuginsassen
des Fahrzeugs 1 erfolgen oder auch zum Beispiel eine Notlauffunktion
aktiviert werden, die sicherstellt, dass eine vorgebbare Fahrzeugsgeschwindigkeit
nicht überschritten
wird, bei der die lose Sensorvorrichtung 14 mit hoher Wahrscheinlichkeit
eine starke Beschädigung
des Reifens 12 verursacht.
Das
Programm wird auch im Hinblick auf die weiteren Räder und
deren zugeordneten Sensorvorrichtungen durchgeführt.