DE102004047987A1

DE102004047987A1 - Reifendrucküberwachungssystem

Info

Publication number: DE102004047987A1
Application number: DE102004047987A
Authority: DE
Inventors: Thomas J. Farmington LeMense; John S. Brighton Nantz; Kenneth J. Livonia Cunningham; Qingfeng Novi Tang
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Schrader Electronics Inc
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2024-10-02
Also published as: US20050132792A1; US6941801B2; DE102004047987B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, um zumindest einen Reifen eines Fahrzeugs auf einem ersten Rad in einer ersten Radposition zu ersetzen, wobei das Fahrzeug ein Reifendrucküberwachungssystem mit einer ersten Sensoreinheit aufweist, die einen ersten ID-Code aufweist und auf dem ersten Rad angebracht ist. Die erste Sensoreinheit wird abgefragt. Es wird entweder ein ordnungsgemäßes Ergebnis oder ein fehlerhaftes Ergebnis der Abfrage erfasst. Der zumindest eine Reifen wird von dem ersten Rad entfernt. Wenn das ordnungsgemäße Ergebnis während des Abfrageschritts erfasst wird, wird dann die erste Sensoreinheit erneut abgefragt. Es wird entweder ein ordnungsgemäßes Ergebnis oder ein fehlerhaftes Ergebnis der erneuten Abfrage erfasst. Falls entweder die Abfrage oder die erneute Abfrage ein fehlerhaftes Ergebnis ergab, wird dann der erste ID-Code bei einer Austausch-Sensoreinheit repliziert und wird dann die erste Sensoreinheit durch die Austausch-Sensoreinheit auf dem ersten Rad ersetzt. Ein neuer Reifen wird auf dem ersten Rad angebracht. Das erste Rad wird am Fahrzeug in der ersten Radposition angebracht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugreifendrucküberwachungssysteme, und spezieller den Austausch oder die Wartung von Reifen, die auf Rädern angebracht sind, bei welchen die Reifendruckerfassungseinheiten vorgesehen sind.
Echtzeit-Reifendrucküberwachungssysteme (TPMS) können bei Rädern von Transportfahrzeugen eingesetzt werden, beispielsweise Kraftfahrzeugen, um einem Fahrer mitzuteilen, wenn der ordnungsgemäße Reifendruck nicht vorhanden ist. Der ordnungsgemäße Reifendruck ist wesentlich für die Lebensdauer des Reifens, zur Maximierung eines geringen Kraftstoffverbrauchs, und zum Optimieren der Eigenschaften des Reifens in Bezug auf die Handhabung, die Bremsentfernung, und die Unversehrtheit des Reifens.
Eine eigenständige Druck/Temperatursensoreinheit ist typischerweise bei einem Rad so angebracht, dass sie in Verbindung mit dem Reifeninnenraum steht, also beispielsweise auf der Radfelge angebracht. Da das Rad und der unter Druck gesetzte Innenraum eines Reifens nicht ortsfest sind, verwendet die Sensoreinheit normalerweise einen Radiosender zur Bereitstellung von Sensordaten an ein Steuermodul, das in dem Fahrzeug vorgesehen ist. Da jedes Rad typischerweise seine eigene, zugehörige Sensoreinheit aufweist, die mit einem einzelnen Steuermodul kommuniziert, und da Fahrzeuge in der Nähe dieselben Übertragungsfrequenzen und Übertragungsprotokolle aufweisen können, werden die Sensorübertragungen dadurch unterschieden, dass ein eindeutiger ID-Code (Identifizierungscode) in jedem Sensor vorgesehen ist, der bei den Übertragungen in Einsatz gebracht wird. Das Steuermodul muss so ausgelegt sein, dass es bestimmte ID-Code jeweiligen Radpositionen bei dem Fahrzeug zuordnet (beispielsweise vorn links, vorn rechts, hinten rechts und hinten links bei einem Personenkraftfahrzeug mit vier Rädern). Wenn ein bestimmter Drucksensor anzeigt, dass er einen unzureichenden Druck in seinem zugehörigen Reifen feststellt, kann daher das Steuermodul den Fahrer in Bezug daraufhin alarmieren, welcher Reifen betroffen ist.
Das Vorhandensein von Sensoreinheiten von Reifendrucküberwachungssystemen in oder an den Rädern von Fahrzeugen führt zu gewissen Schwierigkeiten, wenn Reifen oder Räder repariert oder ersetzt werden. Der Vorgang des Wegnehmens eines Reifens von einem Rad kann zu einer entsprechenden Beschädigung der Sensoreinheit führen. Wenn nach der Wartung eines Reifens oder eines Rades festgestellt wird, dass eine Sensoreinheit nicht betriebsfähig ist, kann es schwierig oder unmöglich sein, festzustellen, ob die Einheit vor der Wartung fehlerhaft war oder nicht. Die Verantwortlichkeit dafür, die Kosten zum Austausch der Sensoreinheit festzustellen, kann jedoch davon abhängen, zu bestimmen, ob die Einheit beschädigt wurde.
Wenn eine Sensoreinheit ausgetauscht wird, wurde das Steuermodul nach dem Stand der Technik mit einem neuen ID-Code erneut konfiguriert, der in dem ausgetauschten Sensor vorhanden ist, so dass dessen Übertragungen der korrekten Radposition des Fahrzeugs zugeordnet werden können. Das Steuermodul wird typischerweise in eine "Lernbetriebsart" versetzt, und die jeweiligen Sensoreinheiten werden dazu veranlasst, ihre ID-Codes aufeinanderfolgend an das Steuermodul zu übertragen. Dieser Vorgang benötigt jedoch Zeit, ist komplex, und ist kostenaufwendig, wenn das TPMS-System gewartet wird.
Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, einen einfachen und wirkungsvollen Vorgang zum Warten von Reifen bei einem Reifendrucküberwachungssystem zur Verfügung zu stellen, so dass der Zeitpunkt, an welchem eine Druckerfassungseinheit beschädigt wurde, festgestellt werden kann, und eine erneute Konfiguration des Steuermoduls verhindert werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Austausch zumindest eines Reifens eines Fahrzeugs auf einem ersten Rad in einer ersten Radposition zur Verfügung gestellt, wobei das Fahrzeug ein Reifendrucküberwachungssystem mit einer ersten Sensoreinheit aufweist, die einen ersten ID-Code aufweist, und die an einem ersten Rad angebracht ist. Die erste Sensoreinheit wird abgefragt. Entweder ein nominelles Ergebnis oder ein fehlerhaftes Ergebnis der Abfrage wird festgestellt. Der zumindest eine Reifen wird von dem ersten Rad abgenommen. Wenn das nominelle Ergebnis während des ersten Abfrageschrittes festgestellt wird, dann wird die erste Sensoreinheit erneut abgefragt. Entweder ein nominelles Ergebnis oder ein fehlerhaftes Ergebnis der erneuten Abfragung wird festgestellt. Wenn entweder die Abfrage oder die erneute Abfrage ein Fehlerergebnis zur Verfügung stellt, wird der erste ID-Code in einer Austauschsensoreinheit repliziert, und dann wird die erste Sensoreinheit auf dem ersten Rad durch die Austauschsensoreinheit ausgetauscht. Ein neuer Reifen wird auf dem ersten Rad angebracht. Das erste Rad wird auf dem Fahrzeug in der ersten Radposition angebracht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, das mit einem Reifendrucküberwachungssystem versehen ist;
2 eine Reifendruckerfassungseinheit, die an einem Rad angebracht ist, und von einem Wartungswerkzeug abgefragt wird;
3 weitere Einzelheiten des Wartungswerkzeugs; und
4 ein Flussdiagramm eines bevorzugten Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, weist ein Fahrzeug 10 Räder 11-14 auf, bei denen eine jeweilige Drucksensoreinheit 15-18 vorgesehen ist. Jede Sensoreinheit weist vorzugsweise einen Mess- und Signalverarbeitungsabschnitt auf (zur Erzeugung eines Datensignals, das den Reifendruck anzeigt, wobei entweder eine Druckmessung oder eine Anzeige erfolgt, dass der Druck oberhalb oder unterhalb einer Schwelle liegt), und einen Kommunikationsabschnitt zum Übertragen des Datensignals und eines ID-Codes an ein Steuermodul 20. Sensoreinheiten sind auf diesem Gebiet bekannt, und können im Handel verfügbare, speziell ausgebildete Bauteile aufweisen, beispielsweise die Druck- und Temperatursensoren der Serie MPXY8000, von Motorola, Inc. Die RF-Verbindung (Funkverbindung) zwischen den Sensoreinheiten und dem Steuermodul 20 können denselben RF-Kanal nutzen, der üblicherweise bei Systemen für den ferngesteuerten Zugang oder Schlüssel (RKE) für Kraftfahrzeuge eingesetzt wird (beispielsweise einen UHF-Kanal bei 315 MHz). Bekanntlich kann das Steuermodul 20 die beiden RKE- und TPMS-Funktionen vereinigen. Die Sensoreinheiten können daher ein im Handel erhältliches Mikrosteuerungs/Senderbauteil aufweisen, beispielsweise den Senderchip des Typs MC68HC908RF2 MCU, ebenfalls von Motorola, zur Bereitstellung einer Kommunikationsverbindung von der Sensoreinheit zum Steuermodul. Für Diagnose- und Wartungszwecke kann die Sensoreinheit weiterhin einen Weckerempfänger aufweisen, der auf ein Niederfrequenzsignal (LF-Signal) reagiert, um die Ausführung eines Mess/Übertragungszyklus oder anderer, vorbestimmter Routinen einzuleiten. Der LF-Empfänger kann ein ATA5283-Weckerempfänger-IC sein, der beispielsweise von der Amtel Corporation erhältlich ist, und der auf ein Weckersignal mit 125 kHz reagiert.
Wie in 2 gezeigt, ist eine Sensoreinheit 23 so an einem Rad 21 angebracht, dass sie zum Inneren eines Reifens 22 freiliegt, wenn der auf einem Rad 21 angebracht ist. Ein Servicewerkzeug 24 wird bei der vorliegenden Erfindung dazu verwendet, um eine Wechselwirkung mit der Sensoreinheit 23 zu bewerkstelligen, unter Verwendung der UHF-Funkverbindung. Es weist vorzugsweise eine Anzeige 25 und eine Steuertastatur 26 auf. Es kann weiterhin an einen Drucker 27 zu dem Zweck angeschlossen sein, gedruckte Datensätze zu erzeugen, welche die Ergebnisse von Testversuchen der Sensoreinheiten bei der Wartung des Reifens zeigen.
3 zeigt weitere Einzelheiten des Wartungswerkzeugs 24. Eine Mikrosteuerung 30 ist mit einem RF-Empfänger 31 und einem LF-Sender 33 verbunden. Der RF-Empfänger 31 empfängt Übertragungen von einer Sensoreinheit über eine Antenne 32. Der LF-Sender 33 schickt ein Weckersignal gesteuert durch die Mikrosteuerung 30 an eine Sensoreinheit über eine Antenne 34. Die Mikrosteuerung 30 ist an einen Speicher 35 angeschlossen, um die Ergebnisse von Versuchen (beispielsweise die Abfrage einer Sensoreinheit und die Bewertung der Gültigkeit von deren Reaktion) zu speichern, und an eine I/O-Schnittstelle 36, die eine Anzeige 35 aufweist, eine Tastatur 26, und einen Druckerport für den Anschluss an einen Drucker.
Die Mikrosteuerung 30 ist dazu ausgebildet, verschiedene Funktionen auszuführen, um eine Sensoreinheit abzufragen, die in der Nähe angeordnet ist (also innerhalb des kurzen Bereiches des LF-Weckersignals). Das Gesamtverfahren für die Reifenwartung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt. Um einen bekannten Druckzustand zum Untersuchen einer Sensoreinheit einzustellen, wird ein hoher Druck in einem Reifen oder in mehreren Reifen eingestellt, bei denen die Wartung durchgeführt werden soll, im Schritt 40. Die Sensoreinheit oder die Sensoreinheiten werden im Schritt 41 abgefragt, unter Verwendung des Wartungswerkzeugs, um einen Weckerbefehl auszusenden, und ein Datensignal und einen ID-Code von jeder Sensoreinheit zu empfangen, die bei dem Austausch oder der Reparatur des Reifens beteiligt ist. Durch Vergleich des Datensignals (also der Anzeige für die Druckmessung oder für den Druckbereich) mit dem erwarteten Signal angesichts des vollständigen Drucks im Reifen kann das Ergebnis jeder Abfrage von dem Wartungswerkzeug als nominelles Ergebnis eines fehlerhaften Ergebnisses eingeordnet werden. Ein Druck unterhalb des Normalwerts (also ein niedriger Druck) wird in dem Reifen oder den Reifen eingestellt, die im Schritt 42 gewartet werden. Die Sensoreinheit oder die mehreren Sensoreinheiten werden im Schritt 41 erneut unter Verwendung des Wartungswerkzeugs abgefragt, und das Ergebnis oder die Ergebnisse der Abfragung bzw. der Abfragungen werden klassifiziert. Im Schritt 44 werden die nominellen oder fehlerhaften Ergebnisse im Speicher durch das Wartungswerkzeug aufgezeichnet, zusammen mit den zugehörigen ID-Codes und den Orten der Räder (beispielsweise vorn links, vorn rechts, hinten rechts und hinten links).
Im Schritt 45 führt entweder ein Reifenwartungstechniker oder das Wartungswerkzeug selbst eine Bestimmung durch, ob sämtliche Sensoreinheiten für sämtliche Reifen ordnungsgemäß arbeiten. Falls nicht, wird einem Fahrzeuginhaber oder Kunden die ausgefallene Sensoreinheit im Schritt 46 mitgeteilt, vor Beginn der tatsächlichen Wartung des Reifens. Daher kann deutlich festgestellt werden, dass der Ausfall der Sensoreinheit nicht während der Wartung des Reifens aufgetreten ist. Die Benachrichtigung kann eine gedruckten Bericht der Ergebnisse enthalten, die in dem Speicher des Wartungswerkzeugs gespeichert sind.
Im Schritt 47 geht der Reifenwartungstechniker dazu über, den oder die Reifen von dem Rad bzw. den Rädern abzunehmen. Bei diesem Abnehmungsvorgang kann eine versehentliche Beschädigung bei der Sensoreinheit auftreten, infolge des Brechstangeneinsatzes oder des Rüttelns, die dazu erforderlich sein können, den Reifen zu lösen, und über die Felge anzuheben. Nach dem Abnehmen wird die Sensoreinheit oder werden die Sensoreinheiten erneut überprüft, und werden die entsprechenden Ergebnisse im Schritt 48 aufgezeichnet. Im Schritt 49 wird eine Überprüfung durchgeführt, um zu bestimmen, ob sämtliche Sensoreinheiten auf Rädern, die gewartet werden, ordnungsgemäß arbeiten.
Im Schritt 50 wird jede nicht ordnungsgemäß arbeitende Sensoreinheit ausgetauscht. Vorzugsweise wird das Wartungswerkzeug dazu verwendet, den ID-Code einer ausgefallenen Sensoreinheit zu replizieren oder zu klonen, für eine Ersatzsensoreinheit, über eine LF-Kommunikationsverbindung zwischen dem Wartungswerkzeug und der Austauschsensoreinheit. Die Austauschsensoreinheit wird gegen die ursprüngliche (fehlerhafte) Sensoreinheit ausgetauscht, durch Anbringen der Austauscheinheit an dem entsprechenden Rad vor dem erneuten Anbringen eines Reifens. Wenn die Beschädigung der Sensoreinheit eine RF-Übertragung verhindert, kann dann der entsprechende ID-Code durch eine andere Vorrichtung festgelegt werden (beispielsweise durch Lesen von einem gedruckten Etikett auf der Sensoreinheit oder durch Erhalten des gespeicherten ID-Codes von der Steuereinheit), und kann dann erneut in den Austauschsensor durch das Wartungswerkzeug einprogrammiert werden. Die Sensoreinheiten können vorzugsweise aus universellen Austauschsensoren jenes Typs bestehen, der in der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung mit der Seriennummer (Lear-Anwaltsakte 4056) beschrieben wird.
Im Schritt 51 wird ein neuer oder reparierter Reifen auf jedem Rad angebracht, das gewartet wird. Die Räder werden ausgewuchtet, und dann an ihren ursprünglichen Orten wieder angebracht. Daher ist es nicht erforderlich, die Korrelation von ID-Codes zu den Orten von Rädern erneut zu konfigurieren, die in der Steuereinheit gespeichert ist, da sich dies nicht geändert hat, selbst wenn eine Sensoreinheit ausgetauscht wurde. Es kann wünschenswert sein, jeden Sensor nach der Montage erneut zu testen, um sicherzustellen, dass er immer noch funktioniert, unter Verwendung derselben Testprozedur, die in den Schritten 40 bis 43 gezeigt ist. Falls erwünscht, kann im Schritt 52 ein endgültiger Bericht ausgedruckt werden, der die Versuchsergebnisse beschreibt, und den Austausch von Sensoreinheiten.

Claims

Verfahren zum Austausch zumindest eines Reifens eines Fahrzeugs auf einem ersten Rad in einer ersten Radposition, wobei das Fahrzeug ein Reifendrucküberwachungssystem mit einer ersten Sensoreinheit aufweist, die einen ersten ID-Code aufweist, und auf dem ersten Rad angebracht ist, und das Verfahren folgende Schritte umfasst: Abfragen der ersten Sensoreinheit; Erfassen entweder eines ordnungsgemäßen Ergebnisses oder eines fehlerhaften Ergebnisses der Abfrage; Entfernen des einen Reifens von dem ersten Rad; falls das ordnungsgemäße Ergebnis in dem Abfrageschritt erfasst wird, erneute Abfrage der ersten Sensoreinheit; Erfassung entweder eines ordnungsgemäßen Ergebnisses oder eines fehlerhaften Ergebnisses der erneuten Abfrage; wenn entweder die Abfrage oder die erneute Abfrage ein fehlerhaftes Ergebnis erzeugte, Replizieren des ersten ID-Codes in einer Austausch-Sensoreinheit und Ersetzen der ersten Sensoreinheit durch die Austausch-Sensoreinheit auf dem ersten Rad; Anbringen eines neuen Reifens auf dem ersten Rad; und Anbringen des ersten Rades auf dem Fahrzeug in der ersten Radposition.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfrageschritt und der Schritt der erneuten Abfrage jeweils folgende Schritte umfasst: Übertragen eines niederfrequenten Befehls von einem Wartungswerkzeug an die erste Sensoreinheit; wobei die erste Sensoreinheit eine Funkfrequenz-Antwortnachricht einschließlich Sensordaten und dem ersten ID-Code überträgt; und das Wartungswerkzeug die Funkfrequenz-Antwortnachricht empfängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfrageschritt folgende Schritte umfasst: Einstellen eines hohen Drucks in dem einen Reifen; Übertragen eines niederfrequenten Befehls von einem Wartungswerkzeug an die erste Sensoreinheit; wobei die erste Sensoreinheit eine erste Funkfrequenz-Antwortnachricht einschließlich Sensordaten und dem ersten ID-Code überträgt; das Wartungswerkzeug die erste Funkfrequenz-Antwortnachricht empfängt; Einstellen eines niedrigen Drucks in dem einen Reifen; Übertragen eines niederfrequenten Befehls von dem Wartungswerkzeug an die erste Sensoreinheit; wobei die erste Sensoreinheit eine zweite Funkfrequenz-Antwortnachricht einschließlich Sensordaten und dem ersten ID-Code überträgt; und das Wartungswerkzeug die zweite Funkfrequenz-Antwortnachricht empfängt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Erfassungsschritt umfasst, die Sensordaten in der ersten und der zweiten Funkfrequenz-Antwortnachricht mit vorbestimmten Daten zu vergleichen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Aufzeichnen der Ergebnisse der Abfrage und der erneuten Abfrage, um die Beteiligung des Entfernungsschritts bei jedem fehlerhaften Ergebnis festzuhalten.
Verfahren zum Ersetzen mehrerer Reifen eines Fahrzeugs auf einem jeweiligen Rad in jeweiligen Radpositionen, wobei das Fahrzeug ein Reifendrucküberwachungssystem mit jeweiligen Sensoreinheiten aufweist, die einen jeweiligen ID-Code aufweisen, und jeweils an einem Rad angebracht sind, mit folgenden Schritten: aufeinanderfolgendes Abfragen der jeweiligen Sensoreinheiten; Erfassen entweder eines ordnungsgemäßen Ergebnisses oder eines fehlerhaften Ergebnisses jeder der Abfragen; Entfernen der mehreren Reifen von den Rädern; erneutes Abfragen der jeweiligen Sensoreinheiten, bei denen ein ordnungsgemäßes Ergebnis bei der jeweiligen Abfrage erfasst wurde; Erfassen entweder eines ordnungsgemäßen Ergebnisses oder eines fehlerhaften Ergebnisses jeder der erneuten Abfragen; falls entweder die Abfrage oder die erneute Abfrage einer jeweiligen Sensoreinheit ein fehlerhaftes Ergebnis ergab, Replizieren des jeweiligen ID-Codes der jeweiligen Sensoreinheit in einer Austausch-Sensoreinheit, und Ersetzen der jeweiligen Sensoreinheit durch die Austausch-Sensoreinheit auf dem jeweiligen Rad; Anbringen jeweils eines neuen Reifens auf den betreffenden Rädern; und Anbringen der jeweiligen Räder auf dem Fahrzeug in der jeweiligen Radposition.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfrageschritte und die Schritte der erneuten Abfrage jeweils folgende Schritte umfassen: Übertragen eines niederfrequenten Befehls von einem Wartungswerkzeug an eine jeweilige Sensoreinheit; wobei die jeweilige Sensoreinheit eine Funkfrequenz-Antwortnachricht einschließlich Sensordaten und eines jeweiligen ID-Codes überträgt; und das Wartungswerkzeug die Funkfrequenz-Antwortnachricht empfängt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Abfrageschritte jeweils folgende Schritte umfasst: Einstellen eines hohen Drucks in einem jeweiligen Reifen; Übertragen eines niederfrequenten Befehls von einem Wartungswerkzeug an die jeweilige Sensoreinheit; wobei die jeweilige Sensoreinheit eine erste Funkfrequenz-Antwortnachricht einschließlich Sensordaten und einen jeweiligen ID-Code überträgt; das Wartungswerkzeug die erste Funkfrequenz-Antwortnachricht empfängt; Einstellen eines niedrigen Drucks in dem jeweiligen Reifen; Übertragen eines niederfrequenten Befehls von dem Wartungswerkzeug an die jeweilige Sensoreinheit; wobei die jeweilige Sensoreinheit eine zweite Funkfrequenz-Antwortnachricht einschließlich Sensordaten und dem jeweiligen ID-Code überträgt; und das Wartungswerkzeug die zweite Funkfrequenz-Antwortnachricht empfängt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Erfassungsschritt umfasst, die Sensordaten in der ersten und der zweiten Funkfrequenz-Antwortnachricht mit vorbestimmten Daten zu vergleichen.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Aufzeichnen der Ergebnisse der Abfrage und der erneuten Abfrage zum Festhalten der Beteiligung des Entfernungsschritts bei jedem fehlerhaften Ergebnis.