DE102006012534A1 - Reifenluftdrucküberwachungssystem sowie Verfahren zur Zuordnung von Reifenmodulen in einem Reifenluftdrucküberwachungssystem - Google Patents

Reifenluftdrucküberwachungssystem sowie Verfahren zur Zuordnung von Reifenmodulen in einem Reifenluftdrucküberwachungssystem Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Zuordnung von Reifenmodulen in einem Reifenluftdrucküberwachungssystem in Kraftfahrzeugen, wobei das Reifenluftdrucküberwachungssystem eine Zentraleinheit (2, 7) mit zumindest einem in der Zentraleinheit integrierten oder über Steuerleitungen (3) mit der Zentraleinheit verbundenen Triggermodul (4) und jeweils ein Reifenmodul (6) pro Fahrzeugrad (5), wobei das Reifenmodul mit der Zentraleinheit und dem Triggermodul mittels einer drahtlosen Überwachungstechnik in Verbindung steht, aufweist, in welchem folgende Schritte durchgeführt werden: DOLLAR A - Aussenden mindestens einer Universal-Identifikationsnummer von dem/den Triggermodul(en) an die Reifenmodule, DOLLAR A - Aussenden von Daten von den Reifenmodulen an die Zentraleinheit als Reaktion auf die erkannte(n) Universal-Identifikationsnummer(n), DOLLAR A - Zuordnen der Reifenmodule zu einer Achs- oder Radposition und DOLLAR A - Zuweisen einer individuellen Identifikationsnummer an jedes Reifenmodul, DOLLAR A sowie Reifenluftdrucküberwachungssystem für Kraftfahrzeuge, in welchem obiges Verfahren durchgeführt werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Reifenluftdrucküberwachungssystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Zuordnung von Reifenmodulen in einem Reifenluftdrucküberwachungssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff von Anspruch 8.
  • Eine zuverlässige Überwachung des Reifenluftdrucks an allen Rädern eines Kraftfahrzeugs oder eines Kraftrades ist für die Sicherheit des Fahrzeuges von großer Bedeutung. Es existieren verschiedene Ansätze, wie die Reifenluftdrucküberwachungssysteme realisiert werden können. Bei den sogenannten direkt messenden Reifenluftdrucküberwachungssystemen wird der Reifenluftdruck direkt in den Reifen gemessen und mittels Sende- und Empfangseinrichtungen an eine Auswerteelektronik weitergeleitet. Ein solches direkt messendes Reifenluftdrucküberwachungssystem ist beispielsweise in der DE 199 38 431 C2 oder in der DE 199 15 999 C2 beschrieben. Üblicherweise wird der Reifenluftdruck mittels eines batteriegespeisten Druckmoduls erfasst und mittels einer Funkübertragung an eine oder mehrere Empfangsmodule gesendet. Aus der EP 0 806 307 B1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Durchführung der Zuordnung der Radposition zu Luftdruckkontrollvorrichtungen in einem Luftdruckkontrollsystem eines Kraftfahrzeugs bekannt.
  • Die Schrift DE 196 32 150 B4 beschreibt ein Verfahren zur Kontrolle des Luftdrucks in den Reifen von Kraftfahrzeugrädern, bei dem mittels eines Langwellensignals genau eine Radelektronik zur Aussendung eines Datentelegramms mit einem speziellen Identifikationssignals angeregt wird, wobei das spezielle Identifikationssignal von einer Kontrolleinheit in der Radelektronik aus dem empfangenen Langwellensignal generiert wird. Durch sukzessives Anregen aller Radpositionen werden die Identifikationscodes der zugeordneten Radelektroniken erfasst.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Zuordnung von Reifenmodulen zu bestimmten Radpositionen in einem Reifenluftdrucküberwachungssystem bereitzustellen, bei welchem sichergestellt werden kann, dass nur die eigenen, d.h. die zu dem Fahrzeug zugehörigen, Reifenmodule und nicht etwa Reifenmodule anderer Fahrzeuge, welche sich z.B. in der Nähe des eigenen Fahrzeugs befinden, angesprochen werden, und mit welchem es leicht möglich ist, auch bei einem Rad- oder Reifenwechsel die nun neu vorhandenen Reifenmodule ansprechen zu können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Anspruch 8 gelöst.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die Reifenmodule des Reifenluftdrucküberwachungssystems eine Universal-Identifikationsnummer in sich tragen, mit welcher sie während eines Radpositionszuordnungsprozesses von dem/den Triggermodul(en) angesprochen werden können. Daraufhin senden die Reifenmodule Daten an eine Zentraleinheit, welche mithilfe dieser Daten eine Zuordnung jedes Reifenmoduls zu einer Achs- oder Radposition durchführt. Nach erfolgter Zuordnung wird jedem Reifenmodul eine individuelle Identifikationsnummer zugewiesen, mit welcher das Reifenmodul zukünftig von dem/den Triggermodul(en) angesprochen werden kann.
  • Erfindungsgemäß soll unter dem Begriff „Reifenmodul" eine Einrichtung zur Erfassung von Reifeninformationen, z.B. Reifenluftdruck, Reifentemperatur, etc., verstanden werden, welche unter anderem eine Sende- und Empfangseinrichtung zum Austausch von Steuer- und Datensignalen aufweist. Dieses Reifenmodul kann hierbei an der Felge oder dem Reifen eines Kraftfahrzeugrades angeordnet sein.
  • Unter dem Begriff „Identifikationsnummer" oder „Universal-ID" soll eine Kennung verstanden werden, die jedes Reifenmodul aufweist. Diese Kennung kann beispielsweise für alle Reifenmodule identisch sein, oder es werden unterschiedliche Identifikationsnummern für unterschiedliche Reifenmodultypen vergeben, oder jedes Reifenmodul weist eine unterschiedliche Identifikationsnummer, z. B. eine fortlaufende Zahl, auf. Mit Hilfe der Identifikationsnummer soll sichergestellt werden, dass nur Reifenmodule eingelernt werden, welche auch wirklich zu diesem Reifenluftdrucküberwachungssystem gehören.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die einem Reifenmodul nach der Zuordnung zu einer Achs- oder Radposition zugewiesene individuelle Identifikationsnummer in einem beschreibbaren Datenspeicher des Reifenmoduls abgespeichert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Zuordnung der Reifenmodule zu den Radpositionen anhand einer Drehrichtungserkennung durchgeführt. Dabei ist es besonderes bevorzugt, wenn die Drehrichtungserkennung durch zwei im Reifenmodul getrennt voneinander positionierte Beschleunigungssensoren durchgeführt wird, welche die Beschleunigung in radialer Richtung messen. Die festgestellte Drehrichtung kann dann vom Reifenmodul an die Zentraleinheit übermittelt werden.
  • Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die Zuordnung der Reifenmodule zu den Radpositionen durch eine Veränderung der Signalstärke der von dem/den Triggermodule(n) an die Reifenmodule ausgesendeten Triggersignale vorgenommen wird. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn einem Triggermodul zwei oder mehr Reifenmodule zugeordnet sind, welche in unterschiedlichen Abständen von dem Triggermodul angebracht sind.
  • Ebenso ist es bevorzugt, dass die Zuordnung der Reifenmodule zu den Radpositionen über eine Analyse der Signalstärke der von den Reifenmodulen empfangenen Triggersignale durchgeführt wird. Auch dies ist vor allem dann anwendbar, wenn sich die Reifenmodule in unterschiedlichen Abständen von dem/den Triggermodul(en) befinden.
  • Die Zuordnung der Reifenmodule zu den Radpositionen geschieht außerdem bevorzugt durch Auswertung von Lenkwinkel- und/oder Raddrehzahlinformationen.
  • Besonders bevorzugt werden die verschiedenen Methoden zur Zuordnung der Reifenmodule zu den Radpositionen kombiniert, um eine besonders zuverlässige Zuordnung zu ermöglichen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Reifenluftdrucküberwachungssystem, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reifenluftdrucküberwachungssystems umfasst ein Triggermodul einen Schwingkreis, welcher mittels eines Schalters, insbesondere eines elektronischen Schalters, von einer sendenden Anordnung, bestehend aus einem Kondensator und einer Sendespule, zu einer nicht-sendenden Anordnung, bestehend aus dem Kondensator und einer nicht-sendenden Spule, umschaltbar ist. Hierdurch ist eine Modulation des vom Schwingkreis abgestrahlten Signals möglich, ohne die Schwingung des Schwingkreises zu unterbrechen.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Reifenluftdrucküberwachungssystems sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Figuren.
    •
  • Es zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems,
  • 2 eine zweite Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems,
  • 3 eine dritte Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems,
  • 4 eine vierte Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems,
  • 5 eine fünfte Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems,
  • 6 eine sechste Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems,
  • 7 eine siebte Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems, und
  • 8 zwei Schwingkreisanordnungen.
  • In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems dargestellt. Hierbei ist in einem Kraftfahrzeug 1 eine Zentraleinheit (Receiver) 2 mit einer Anbindung an einen Fahrzeugdatenbus (CAN) angeordnet. Die Zentraleinheit 2 steht über Steuerleitungen 3 mit vier Triggermodulen 4 in Verbindung. Diese Triggermodule 4 sind hierbei jeweils in der Nähe eines Fahrzeugrades 5 angeordnet. Die Triggermodule 4 senden nach Aufforderung der Zentraleinheit 2 einen Befehl an die in den Fahrzeugrädern 5 befindlichen Reifenmodule 6. Die Reifenmodule 6 führen diesen Befehl (z. B. Daten speichern oder Telegramm senden) aus. Wenn ein Telegramm angefordert worden ist, senden die Reifenmodule Daten (z. B. Reifeninformationen wie Reifenluftdruck, Reifentemperatur, Reifenherstellungsdatum, etc.) an die Zentraleinheit 2 aus. Die Ansteuerung der Reifenmodule 6 durch die Triggermodule erfolgt hierbei mit einer niedrigen Frequenz, insbesondere mit 125 kHz. Demgegenüber erfolgt die Datenübertragung von dem Reifenmodul 6 zu der Zentraleinheit 2 im Hochfrequenzbereich, insbesondere in den freigegebenen ISM Frequenzen (z. B. 13,56 MHz, 315 MHz, 433,92 MHz, 868 MHz, 2,45 GHz).
  • In 2 ist eine zweite Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 weist ebenfalls, wie bereits in 1, eine Zentraleinheit (Receiver) 2 mit einer Anbindung an einen Fahrzeugdatenbus (z.B. CAN) auf. Die Zentraleinheit 2 steht über Steuerleitungen 3 mit drei Triggermodulen 4 in Verbindung. Zwei dieser Triggermodule 4 sind hierbei jeweils in der Nähe eines Fahrzeugrades 5 der Vorderachse angeordnet, während das dritte Triggermodul 4 an der Hinterachse angeordnet ist. Die Triggermodule 4 senden wiederum nach Aufforderung der Zentraleinheit 2 einen Befehl an die in den Fahrzeugrädern 5 befindlichen Reifenmodule 6. Hierbei ist das in der Nähe der Hinterachse des Fahrzeugs angebrachte Triggermodul 4 den zwei Reifenmodulen 6 der Räder 5 der Hinterachse zugeordnet.
  • In 3 ist eine dritte Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems dargestellt. Neben einer Zentraleinheit (Receiver) 2 mit einer Anbindung an einen Fahrzeugdatenbus (z.B. CAN) weist das Reifenluftdrucküberwachungssystem zwei Triggermodule 4 auf, welche mit der Zentraleinheit 2 über Steuerleitungen 3 in Verbindung stehen, wobei die Triggermodule 4 wiederum nach Aufforderung der Zentraleinheit 2 einen Befehl an die in den Fahrzeugrädern 5 befindlichen Reifenmodule 6 senden. Hierbei ist das eine Triggermodul der Vorderachse und das andere Triggermodul der Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet.
  • Eine vierte Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems ist in 4 gezeigt. Der Aufbau entspricht hierbei, bis auf die asymmetrische Anordnung der Triggermodule 4, dem Aufbau gemäß der dritten Ausführungsform. Die Triggermodule können hierbei zu einer Seite hin (beispielsweise beide zur linken Fahrzeugseite) oder diagonal (z.B. das Triggermodul der Vorderachse zur linken Fahrzeugseite hin und das Triggermodul der Hinterachse zur rechten Fahrzeugseite hin) verschoben sein.
  • 5 stellt eine fünfte Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems dar. Hierbei wird, entgegen der vorherigen Ausführungsformen, eine integrierte Zentraleinheit 7 verwendet, welche eine aus den 1 bis 4 bekannte Zentraleinheit 2 und ein Triggermodul umfasst. Die Anordnung der integrierten Zentraleinheit 7 kann hierbei gemäß der Anordnung nach der dritten oder vierten Ausführungsform erfolgen (integrierte Zentraleinheit ist symmetrisch oder asymmetrisch einer Fahrzeugachse zugeordnet). Beispielsgemäß ist die integrierten Zentraleinheit 7 an der Vorderachse asymmetrisch angeordnet.
  • Eine sechste Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems ist in 6 gezeigt. Der Aufbau ist hierbei ähnlich wie der Aufbau der fünften Ausführungsform, wobei hier die integrierte Zentraleinheit 7 an einer Fahrzeugseite angeordnet ist, während ein Triggermodul 4 an der anderen Fahrzeugseite angeordnet ist. Die integrierte Zentraleinheit 7 und das Triggermodul 4 können hierbei auch näher in Richtung einer Fahrzeugachse (z.B. integrierte Zentraleinheit näher an der Hinterachse; Triggermodul näher an der Vorderachse) angeordnet sein.
  • 7 stellt eine siebte Ausführungsform eines Reifenluftdrucküberwachungssystems dar. Entgegen den vorherigen Ausführungsformen wird nur eine integrierte Zentraleinheit 7 ohne weitere Triggermodule verwendet. Die integrierte Zentraleinheit 7 wird hierbei entweder näher an der Vorderachse oder näher an der Hinterachse angeordnet. Weiterhin kann die Zentraleinheit 7 auch zusätzlich näher an einer Fahrzeugseite angeordnet sein (asymmetrische Anordnung).
  • Selbstverständlich sind auch Kombinationen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen denkbar. Als weiteres Beispiel sei hier eine Ausführungsform mit drei Triggermodulen genannt, wobei z.B. zwei Triggermodulen an der Vorderachse (wie in 1 oder 2 gezeigt) und ein versetztes Triggermodul an der Hinterachse (wie in 4 oder 5 gezeigt) angeordnet ist.
  • In 8 sind zwei Schwingkreisanordnungen dargestellt. 8a) zeigt eine bekannte Schwingkreisanordnung aus einem Kondensator C und einer Sendespule Lsend, in denen abwechselnd eine Energie W gespeichert wird. Eine solche Anordnung wurde bisher zur Datenübertragung von den Triggermodulen 4 zu den Reifenmodulen 6 (1 bis 7) in den Triggermodulen 4 verwendet. Beispielsweise erfolgt die Datenübertragung mittels einer Amplitudenmodulation (ASK) mit einer Frequenz von 125 kHz. Zur Datenübertragung vom Triggermodul 4 zum Reifenmodul b wird hierzu die Trägerfrequenz (125 kHz) mit einer variablen Frequenz amplitudenmoduliert (aus- und eingeschaltet). Nach jedem Aus- bzw. Einschalten ist eine Einschwingphase des Schwingkreises nötig, in welcher der Wirkungsgrad der Anordnung gering ist.
  • Um die Anschwingzeit und Abschaltzeit des Schwingkreises (Sendeleistung) zu verringern, ist in 8b) ein zweiter Schwingkreis dargestellt, welcher neben dem Kondensator C und der Sendespule Lsend eine weitere, nicht-sendende Spule Lns (beispielsweise ein Ringkern) aufweist. Über einen Schalter S (bevorzugt ein elektronischer Schalter) kann nun entweder ein erster Schwingkreis, bestehend aus dem Kondensator C und der Sendespule Lsend, oder ein zweiter Schwingkreis, besteht aus dem Kondensator C und der nicht-sendenden Spule Lns, geschaltet werden. Die Energie wird im Schwingkreis abwechselnd im Kondensator C und in der Sendespule Lsend bzw. der nicht-sendenden Spule Lns gespeichert. In dem Moment, in welchem die Energie im Kondensator C gespeichert ist, kann zwischen der Sendespule Lsend und der nicht-sendenden Spule Lns umgeschaltet werden. Auf diese Weise ist eine Modulation des Signals möglich, ohne die Schwingung des Schwingkreises zu unterbrechen. Es ist somit kein erneutes Anschwingen des Schwingkreises notwendig. Auch ein schnelles Abschalten der Sendeenergie durch Umschalten auf die nicht-sendende Spule Lns ist möglich.
  • Bei dem Reifenluftdrucküberwachungssystem werden Reifeninformationen mit den Reifenmodulen 6 gemessen (z.B. Reifenluftdruck, Reifentemperatur) oder es werden charakteristische Reifendaten (z.B. Reifengröße, Herstellungsdatum, Laufleistung) aus einem Speicher in den Reifenmodulen 6 ausgelesen. Der Aufbau der Reifenmodule 6 umfasst hierbei eine Sende-/Empfangseinheit, ein oder mehrere Sensoren zur Erfassung von Reifeninformationen, mindestens einen Datenspeicher sowie eine Energieversorgung (üblicherweise eine Batterie, es ist jedoch auch eine Energieversorgung durch einen Mikrogenerator möglich). Die Reifenmodule 6 empfangen hierzu Daten (beispielsweise mit einer Frequenz von 125 kHz) von dem zugehörigen Triggermodul 4. Die Reifenmodule 6 senden auf einer festgelegten Frequenz (z.B. den freigegebenen ISM-Frequenzen 13,56 MHz, 315 MHz, 433,92 MHz, 868 MHz, 2,45 GHz) die Reifeninformationen, die charakteristischen Reifendaten und eine Identifikationsnummer (ID) oder Typnummer an die Zentraleinheit 2 oder die integrierte Zentraleinheit 7. Die Informationen aus den Reifenmodulen 6 können dann über einen Fahrzeugdatenbus (CAN) anderen Fahrzeugsystemen, wie einem Antiblockiersystem (ABS), einem elektronischen Stabilitätssystem (ESP) etc., zur Verfügung gestellt werden, um Regelprozesse in Abhängigkeit der erhaltenen Reifeninformationen zu beeinflussen. Die Reifeninformationen können auch dem Fahrzeugführer angezeigt werden, oder es kann eine Warnung an den Fahrzeugführer ausgegeben werden, wenn beispielsweise der Reifenluftdruck einen kritischen Wert unterschreitet.
  • Es kann auch das Reifenfertigungsdatum und ein aktuelles Datum im Fahrzeug (z.B. vorhandene Dashboardinformation über Normalzeit synchronisiert) ausgewertet werden, um dem Fahrer oder einer Servicestelle (z.B. Werkstatt) eine Überalterung der Reifen anzuzeigen.
  • Durch die in den Reifenmodulen 6 abgelegten reifenspezifischen Daten ist es möglich, bestimmte Komponenten des Fahrzeugs (z.B. ABS, ESP, Lenkung, etc.) auf die Reifen abzustimmen. Verbessert man zum Beispiel die Nass-Eigenschaften eines Reifens, verschlechtert sich die Lenkbarkeit bei trockener Straße – vor allem bei niedrigen Geschwindigkeiten. Ist solch eine Eigenschaft im Reifenmodul abgelegt, kann die Servolenkung diesen Nachteil – vom Fahrer weitgehend unbemerkt – ausgleichen. Es können also bewusst negative – aber ausgleichbare – Eigenschaften des Reifens in Kauf genommen werden, um essentielle Eigenschaften des Reifens zu verbessern.
  • Die Reifenmodule können generell, insbesondere während des Betriebs des Reifenluftdrucküberwachungssystems oder während eines Zuordnungsverfahrens der Reifenmodule, mit einer oder mehreren so genannten Universal-IDs angesprochen werden. Diese Universal-ID dient dazu, vorhandene Reifenmodule, z.B. in einem Lernprogramm, ansprechen zu können, damit diese Reifenmodule dem Fahrzeug zugeordnet werden können. Weiterhin ist es somit möglich, auch bei einem Rad- oder Reifenwechsel (z.B. von Sommer- auf Winterreifen oder bei Neureifen) die nun neu vorhandenen Reifenmodule ansprechen zu können.
  • Um zu gewährleisten, dass nur die eigenen, d.h. die zu dem Fahrzeug zugehörigen, Reifenmodule 6 und nicht etwa Reifenmodule anderer Fahrzeuge, welche sich z.B. in der Nähe des eigenen Fahrzeugs befinden, abgefragt werden, erfolgt eine Zuordnung der Reifenmodule 6 zu dem Fahrzeug mittels eines Lernprogramms. Um auch einen möglichst geringen Energieverbrauch der in den Reifenmodulen 6 eingebauten Batterien zu erreichen, wird darüber hinaus jedem Reifenmodul 6 (oder einer Gruppe von Reifenmodulen 6) eine individuelle Identifikationsnummer (ID) vom Reifenluftdrucküberwachungssystem zugewiesen, damit jeweils ein Reifenmodul 6 (oder eine Gruppe von Reifenmodulen 6) nur auf Sendesignale des zugehörigen Triggermoduls 4 reagiert, wenn ein Datenaustausch mit dem Reifenmodul 6 (oder der Gruppe von Reifenmodulen 6) stattfinden soll. Hierzu wird eine sogenannte LF-ID (Low Frequency Identifier: niedrig Frequenz Identifikationsnum mer) verwendet, wodurch sichergestellt wird, dass nur bei einem gewünschten Datenaustausch zwischen dem Triggermodul bzw. der (integrierten) Zentraleinheit und dem Reifenmodul (oder der Gruppe von Reifenmodulen) das Reifenmodul (oder die Gruppe von Reifenmodulen) in den Betriebszustand versetzt wird. Somit kann eine Störung, welche zufälligerweise dieselbe Frequenz (z.B. 125 kHz) aufweist, oder ein Triggersignal eines anderen Moduls, z.B. eines vorbeifahrenden Fahrzeugs, nicht dazu führen, dass die Reifenmodule in den Betriebszustand versetzt werden. Wenn das Reifenmodul also mit der Universal-ID angesprochen wurde, wird diesem Reifenmodul dann eine Identifikationsnummer (ID) zugewiesen, mit welcher das betreffende Reifenmodul in Zukunft von dem zugehörigen Triggermodul angesprochen wird. Somit reagiert das Reifenmodul nur noch auf die zugewiesene ID oder die Universal-ID.
  • Werden Räder, z.B. nach einem Reifenwechsel, an einer anderen Radposition (Rad vorne links, Rad hinten rechts, Rad vorne rechts, Rad hinten links) montiert, so wird, nachdem das nun an einer „falschen" Radposition befindliche Reifenmodul nicht mit der für diese Radposition vergebenen ID angesprochen werden kann, über die Universal-ID neu eingelernt, d.h. es wird eine neue ID für dieses Reifenmodul vergeben oder es erfolgt eine neue Zuordnung. Alternativ können auch erst alle bereits bekannten IDs (z.B. die IDs der Sommer- und der Winterreifen) abgefragt werden, bevor gegebenenfalls eine neue Zuordnung erfolgt.
  • Bei einem Reifenluftdrucküberwachungssystem gemäß der ersten Ausführungsform (1) erfolgt die Zuordnung der Reifenmodule 6 zu dem zugehörigen Triggermodul 4 dadurch, dass gezielt ein Triggermodul 4, beispielsweise das an der Radposition vorne links, von dem Zentralempfänger 2 angesprochen wird, damit dieses Triggermodul 4 das Reifenmodul 6 in seiner Nähe einlernt. Durch die geringe Sendereichweite des Triggermoduls 4 ist sichergestellt, dass nur das Reifenmodul 6 auf das Signal des Triggermoduls 4 reagiert, welches sich in unmittelbarer Nähe des Triggermoduls 4 befindet. Dem Reifenmodul 6 wird anschließend, wie oben beschrieben, eine ID zugeteilt, mit der dieses Reifenmodul 6 in Zukunft angesprochen wird. Diese Zuordnung erfolgt analog für alle Reifenmodule 6 am Fahrzeug.
  • Bei einem Reifenluftdrucküberwachungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform (2), bei welchem an der Vorderachse zwei Triggermodule 4 in der Nähe des jeweiligen Reifenmoduls 6 angeordnet sind, können die Reifenmodule 6 der Vorderachse eindeutig einer Radposition zugeordnet werden, und die Zuordnung der Reifenmodule 6 an der Vorderachse erfolgt analog zur oben beschriebenen Vorgehensweise. Die Reifenmodule 6 an der Hinterachse werden von einem einzigen Triggermodul 4 angesprochen. Hierdurch ist zumindest die Zuordnung der beiden Reifenmodule 6 zu der Hinterachse sichergestellt. Zur Zuordnung der beiden Reifenmodule 6 zu einer Radposition (hier hinten links und hinten rechts) können mehrere Verfahren verwendet werden. Erstens kann mit Hilfe einer Drehrichtungserkennung eine Zuordnung erfolgen, oder, wenn das Triggermodul 4 asymmetrisch (beispielsweise näher zum hinteren linken Rad) an der Achse angeordnet ist, kann eine Zuordnung über eine Auswertung der von den Reifenmodulen 6 empfangen Triggerfeldstärke (Triggerintensität) erfolgen. Alternativ kann auch das Triggermodul 4 mit unterschiedlichen Triggerfeldstärken Informationen senden, so dass bei einer asymmetrischen Anordnung des Triggermoduls 4 an der Achse, bei einer geringen Triggerfeldstärke nur das Reifenmodul 6 angesprochen wird, welches sich in der Nähe des Triggermoduls 4 befindet.
  • Ein Reifenluftdrucküberwachungssystem gemäß der dritten Ausführungsform (3) weist lediglich zwei Triggermodule 4, eins an der Vorderachse und eins an der Hinterachse, auf. Die Zuordnung der Reifenmodule 6 erfolgt hierbei zuerst achsbezogen, d.h. in einem ersten Schritt werden zwei Reifenmodule 6, nämlich die der Achse an dem sich das zuerst sendende Triggermodul 4 befindet, angesprochen. Somit können jeweils zwei Reifenmodule 6 einer Achse zugeordnet werden. Durch eine Drehrichtungserkennung ist es möglich zu erkennen, welches Reifenmodul 6 sich an welcher Fahrzeugseite befindet. Ein Reifenmodul 6 kann z.B. bei Empfang der Universal-ID ein Telegramm senden und darin die Drehrichtung mitteilen. Oder es werden gezielt, z.B. durch das Triggertelegramm, die Reifenmodule 6 durch die Triggermodule 4 richtungsgebunden angesprochen (z.B. ansprechen der linksdrehenden Räder durch einen Telegrammteil im Datentelegramm der Triggermodule 4 oder der Universal-ID). Somit können alle Reifenmodule 6 zugeordnet werden, wodurch ein gezieltes Ansprechen der Reifenmodule 6 durch eine zugewiesene ID erfolgen kann. Bei kostengünstigen Systemen kann auch auf eine Drehrichtungserkennung verzichtet werden. Hier werden dann die Reifenmodule 6 jeweils nur einer Fahrzeugachse zugeordnet.
  • Eine Möglichkeit zur Drehrichtungserkennung besteht darin, dass das Reifenmodul 6 zwei Beschleunigungssensoren aufweist, welche getrennt voneinander positioniert sind, und welche die Beschleunigung in radialer Richtung messen. Durch eine versetzte Anordnung der beiden Beschleunigungs sensoren wird auch der Beschleunigungsimpuls beim Latschein- bzw. austritt versetzt voneinander erkannt. Dieser Laufzeitunterschied ist auswertbar und kann als Indikator für die Drehrichtung dienen.
  • Zur Zuordnung der Reifenmodule 6 zu einer Radposition können auch weitere vorhandene Fahrzeuginformationen, wie z.B. der Lenkwinkel oder die Raddrehzahlinformationen von Raddrehzahlsensoren eines Antiblockiersystems (ABS), genutzt werden. Hierbei messen die Reifenmodule 6 auf Anforderungsbefehl durch das/die Triggermodul(e) 4 die Dauer einer oder mehrerer Radumdrehungen aus. Hierzu kann z.B. die Beschleunigungsänderung bei Latscheintritt ausgewertet werden. Oder es wird eine Periodizität der Triggerintensität über den Radumfang ausgemessen. Über die Auswertung des Lenkwinkels und der Drehgeschwindigkeiten der Räder (Raddrehzahlsensoren des ABS) können z.B. bei einer Kurvenfahrt (erkannt über Lenkwinkel) durch die erkannten Unterschiede zwischen den linken und rechten Fahrzeugrädern (erkannt über die Raddrehzahlsensoren) die Reifenmodule 6 einer Radposition zugeordnet werden. Zusätzlich können durch eine Sensierung der Radumdrehungszeit bei Geradeausfahrt (erkannt z.B. über den Lenkwinkel) unterschiedliche Raddurchmesser, z.B. aufgrund unterschiedlich abgenutzter/abgefahrener Reifen an einer Achse, herauskalibrieren werden.
  • Der Aufbau der vierten Ausführungsform (4) des Reifenluftdrucküberwachungssystems ist ähnlich dem der zweiten Ausführungsform. Allerdings sind hierbei die Triggermodule 4 asymmetrisch angeordnet. Die Zuordnung der Reifenmodule 6 zu den Radpositionen erfolgt hierbei über eine Modulation der Sendefeldstärke der Triggermodule 4 oder über eine Feldstärkemessung in den Reifenmodulen 6.
  • Bei der Zuordnung durch Modulation der Sendefeldstärke wird hierbei zuerst auf ein von dem Triggermodul 4 ausgesendetes Signal mit einer geringen Feldstärke nur ein Reifenmodul 6 reagieren, nämlich das dem Triggermodul 4 räumlich näherliegende Reifenmodul 6. Dieses Reifenmodul 6 kann dadurch einer Radposition zugeordnet werden. Anschließend sendet das Triggermodul 4 ein Signal mit einer größeren Sendefeldstärke, sodass zwei Reifenmodule 6, nämlich beide Reifenmodule 6 an dieser Achse, auf das Signal reagieren. Hierdurch ist nun auch das zweite Reifenmodul 6 dieser Achse eindeutig bestimmt und kann zugeordnet werden.
  • Bei der Zuordnung durch Feldstärkenmessung in den Reifenmodulen 6 wird in der Zentraleinheit ausgewertet, welche Empfangsfeldstärke vorliegt. Das Reifenmodul 6 mit der größten Empfangsfeldstärke wird von der Zentraleinheit als das räumlich näher zum Triggermodul 4 angeordnete Reifenmodul 6 betrachtet, und dementsprechend zugeordnet. Hierdurch ist auch das andere Reifenmodul 6 dieser Achse eindeutig bestimmt. Diese Zuordnung kann durch bekannte Auswertungsverfahren statistisch abgesichert werden.
  • Bei einem Reifenluftdrucküberwachungssystem gemäß der fünften Ausführungsform (5) erfolgt die Zuordnung wie bei der vierten Ausführungsform.
  • Bei der sechsten Ausführungsform des Reifenluftdrucküberwachungssystems (6) erfolgt die Zuordnung analog zur vierten Ausführungsform, wobei hier allerdings keine achsweise (Vorderachse bzw, Hinterachse) Zuordnung des Triggermoduls 4 und des integrierten Zentralempfängers 7 vorgenom men wird, sondern eine seitenweise (linke bzw. rechte Fahrzeugseite) Zuordnung erfolgt.
  • Bei einem Reifenluftdrucküberwachungssystem gemäß der siebten Ausführungsform (7) werden bei einer geringen Sendeleistung nur die Reifenmodule 6 reagieren, welche sich in der Nähe der integrierten Zentraleinheit 7 befinden, beispielsweise die Reifenmodule 6 der Vorderachse. Über eine Drehrichtungserkennung können dann wieder die Reifenmodule 6 einer Radposition zugeordnet werden. Mit einer größeren Sendeleistung des Triggermoduls in der integrierten Zentraleinheit 7 werden alle Reifenmodule 6 angesprochen. Hierdurch können die beiden übrigen Reifenmodule 6 der anderen Achse, z.B. der Hinterachse, zugeordnet werden. Die Zuordnung dieser beiden Reifenmodule 6 an der Hinterachse erfolgt wieder über eine Drehrichtungserkennung. Bei günstigen Systemen erfolgt wiederum nur eine Zuordnung der Reifenmodule 6 zu den Achsen, eine Drehrichtungserkennung findet nicht statt.
  • Darüber hinaus kann bei allen genannten Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich noch die LF-Triggerintensität, d.h. die Intensität des 125 kHz Triggersignals, im Reifenmodul 6 detektiert werden. Die LF-Triggerintensität kann bei Übersprechen eines Triggersignals von einem Triggermodul 4 auf mehrere Reifenmodule 6 zur Detektierung des einem Rad zugeordneten Triggermoduls 4 verwendet werden.
  • Weiterhin besteht die Möglichkeit bei Verwendung von weniger als einem Triggermodul 4 pro Radposition, die Lokalisierung der Reifenmodule 6 hiermit zu erreichen oder zu unterstützen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Trig gerenergie der tatsächlich benötigten Triggerenergie für eine zuverlässige Übertragung anzupassen.
  • Die Zuordnung der Reifenmodule 6 zu den Radpositionen bei hier nicht näher beschriebenen Ausführungsformen kann auf naheliegende Weise durch Kombination der beschriebenen Zuordnungsverfahren erreicht werden.
  • Darüber hinaus kann auch ein Reifenmodul 6 zur Zuordnung der Reifenmodule 6 zu den Radpositionen von mehreren Triggermodulen 4 (und/oder integrierten Zentraleinheiten 7) angesprochen werden.
  • In dem Reifenmodul 6 kann eine Information abgespeichert werden, wenn sich dieses Reifenmodul 6 über einen längeren Zeitraum in einem drehenden Rad (Erkennung z.B. über einen Beschleunigungssensor) befindet, es aber nicht mit einem Triggermodul 4 Daten ausgetauscht hat. Hierdurch soll vermieden werden, dass ein Reifen in einem falschen Fahrzeug benutzt wird (Misuse-Erkennung). Auch weitere Informationen über diesen „Misuse" können abgelegt werden (z.B. Dauer, Fahrzeuggeschwindigkeit, etc.).
  • Darüber hinaus können Änderungen der Druckwarnschwellen, d.h. ab wann dem Fahrzeugführer mitgeteilt wird, dass ein zu geringer Reifenluftdruck vorliegt, für denselben Reifen achsbezogen und/oder fahrzeugklassenbezogen definiert werden, Weiterhin können Fahrzeugkennfeldern und/oder Reifenkennfelder bestimmt werden, welche eine Zuordnung auch bisher unbekannter Reifen (neue Typen) erlauben, wodurch diese sinnvoll verwendbar werden.
  • Das Reifenluftdrucküberwachungssystem kann auch in einem Alarmanlagensystem verwendet werden. Hierzu wird mindestens ein Reifenmodul 6 in einen so genannten Alarmanlagenmodus geschaltet, z.B. über ein Signal von dem/den Triggermodul(en). Durch die Überwachung des Reifendrucks und/oder der Temperatur und/oder von Beschleunigungsinformationen und/oder der Entfernungserkennung (z.B. über Sende-/Empfangsleistung; der Reifen wird demontiert, der Datenaustausch zwischen Reifenmodul 6 und Triggermodul 4 ist unterbrochen) kann die Alarmanlage bei definierten Abweichungen ausgelöst oder in eine Vorwarnstufe gebracht werden. Die Vorwarnstufe gibt der Alarmanlage hierbei einen Hinweis darauf, dass möglicherweise ein Einbruch und/oder ein Diebstahl des Fahrzeugs oder von Fahrzeugteilen vorliegen könnte. Die Alarmanlage wird durch diesen Hinweis in einem anderen Empfindlichkeitsbereich betrieben, wodurch Veränderungen am Fahrzeug sensibler erkannt werden.
  • Weiterhin kann das Reifenluftdrucküberwachungssystem die Sendefunktion eines oder mehrerer Reifenmodule(s) 6 nutzen, um Informationen im Nahbereich des Fahrzeugs absetzen zu können, z.B. eine SOS-Funktion, wenn das Fahrzeug in den Graben gefahren ist oder wenn eine Airbagauslösung stattgefunden hat, oder um z.B. einer Waschanlage, der Zulassungsstelle oder anderen Einrichtungen Informationen zukommen zu lassen. Das Reifenmodul kann so ausgeführt sein, dass bei bestimmten Funktionen (z.B. SOS) die Sendeleistung (und somit die Reichweite) erhöht wird.

Claims (14)

  1. Reifenluftdrucküberwachungssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Zentraleinheit (2, 7) mit zumindest einem in der Zentraleinheit integrierten oder über Steuerleitungen (3) mit der Zentraleinheit verbundenen Triggermodul (4) und mindestens einem in einem Fahrzeugrad (5) angeordneten Reifenmodul (6), wobei das Reifenmodul mit der Zentraleinheit und dem Triggermodul mittels einer drahtlosen Übertragungstechnik in Verbindung steht, da durch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Reifenmodul, insbesondere jedes Reifenmodul, eine Universal-Identifikationsnummer in sich trägt, mit welcher es in einem Radpositionszuordnungsprozess von dem/den Triggermodul(en) angesprochen werden kann, und wobei das mindestens eine Reifenmodul, insbesondere jedes Reifenmodul, einen Datenspeicher aufweist, in welchem nach erfolgter Zuordnung des Reifenmoduls zu einer Radposition eine individuelle Identifikationsnummer gespeichert wird, mit welcher das Reifenmodul zukünftig von dem/dem Triggermodul(en) angesprochen wird.
  2. Reifenluftdrucküberwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses jeweils ein Reifenmodul (6) pro Fahrzeugrad (5) umfasst.
  3. Reifenluftdrucküberwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Reifenmodul (6), insbesondere jedes Reifenmodul, eine Einrichtung zur Erfassung der Signalstärke eines empfangenen Triggersignals aufweist, wobei das Reifenmodul die jeweils erfasste Signalstärke des Triggersignals an die Zentraleinheit (2, 7) überträgt.
  4. Reifenluftdrucküberwachungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Triggermodul (4), insbesondere jedes Triggermodul, eine Einrichtung zur Veränderung der Signalstärke des Triggersignals aufweist, um mit mindestens zwei unterschiedlichen Signalstärken des Triggersignals die Reifenmodule (6) ansprechen zu können.
  5. Reifenluftdrucküberwachungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Triggermodul (4), insbesondere jedes Triggermodul, Daten mit einer Frequenz im Bereich von etwa 20 bis etwa 300 kHz, insbesondere mit einer Frequenz von Bereich von etwa 100 bis etwa 150 kHz, an ein Reifenmodul aussendet, während das mindestens eine Reifenmodul (6), insbesondere jedes Reifenmodul, mit einer Frequenz im Bereich von etwa 1 MHz bis etwa 5 GHz Daten an die Zentraleinheit sendet.
  6. Reifenluftdrucküberwachungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Reifenmodul (6), insbesondere jedes Reifenmodul, einen beschreibbaren Datenspeicher aufweist, in welchem charakteristische Reifendaten abgelegt sind und/oder werden.
  7. Reifenluftdrucküberwachungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Triggermodul (4), insbesondere jedes Triggermodul, einen Schwingkreis aufweist, welcher mittels eines Schalters (S), insbesondere eines elektronischen Schalters, von einer sendenden Anordnung, beste hend aus einem Kondensator (C) und einer Sendespule (Lsend), zu einer nicht-sendenden Anordnung, bestehend aus dem Kondensator (C) und einer nicht-sendenden Spule (Lns), umschaltbar ist.
  8. Verfahren zur Zuordnung von Reifenmodulen in einem Reifenluftdrucküberwachungssystem in Kraftfahrzeugen, wobei das Reifenluftdrucküberwachungssystem eine Zentraleinheit (2, 7) mit zumindest einem in der Zentraleinheit integrierten oder über Steuerleitungen (3) mit der Zentraleinheit verbundenen Triggermodul (4) und jeweils ein Reifenmodul (6) pro Fahrzeugrad (5), wobei das Reifenmodul mit der Zentraleinheit und dem Triggermodul mittels einer drahtlosen Übertragungstechnik in Verbindung steht, aufweist, gekennzeichnet durch die Schritte: – Aussenden mindestens einer Universal-Identifikationsnummer von dem/den Triggermodul(en) an die Reifenmodule, – Aussenden von Daten von den Reifenmodulen an die Zentraleinheit als Reaktion auf die erkannte(n) Universal-Identifikationsnummer(n), – Zuordnen der Reifenmodule zu einer Achs- oder Radposition, und – Zuweisen einer individuellen Identifikationsnummer an jedes Reifenmodul.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die individuelle Identifikationsnummer in einem Datenspeicher in dem Reifenmodul gespeichert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Zentraleinheit ein Befehl zur Aussendung der Universal-Identifikationsnummer(n) an das/die Triggermodul(e) gegeben wird.
  11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenmodule durch eine Drehrichtungserkennung zugeordnet werden.
  12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenmodule über eine Veränderung der Signalstärke der von dem/den Triggermodule(n) ausgesendeten Triggersignale zugeordnet werden.
  13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenmodule über eine Analyse der Signalstärke der von den Reifenmodulen empfangenen Triggersignale zugeordnet werden.
  14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Reifenmodule zu den Radpositionen durch Auswertung von Lenkwinkelinformationen und/oder Raddrehzahlinformationen durchgeführt wird.
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