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Gebiet der
Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugachsen und insbesondere eine
für den
Anbau an einer Fahrzeugachse vorgesehene Anordnung der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Art.
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Schwere
Fahrzeuge wie Lastkraftwagen, Omnibusse und Spezialfahrzeuge sind
haben sich im Laufe der Zeit von elektrisch gesehen relativ unkomplizierten
Fahrzeugen zu Trägern
einer großen
Vielfalt von Elektronik entwickelt. Bei schweren Fahrzeugen geht
außerdem
der Trend in die Richtung, dass die Menge an Fahrzeugelektronik
schnell zunimmt, wodurch die schweren Fahrzeug in dieser Hinsicht zunehmend
komplexer werden.
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Zusätzlich zu
diversen elektronischen Systemen im Führerhaus oder in dessen Nähe, wie
Systemen für
ein Motormanagement und zur Sicherheit und zum Wohlbefinden des
Führers,
wie Kollisionssicherheitssystemen, Informationssystemen und Führerhaus-Klimasystemen,
gibt es auch eine Reihe weiterer Systeme mit Bauelementen, die sich über das Fahrgestell
des Fahrzeugs verteilen.
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Eine
Anzahl dieser Systeme interagieren auf irgendeine Weise mit Einheiten,
die sich an den Radachsen des Fahrzeugs befinden.
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Solche
Systeme können
zum Beispiel aus elektronischen Bremssystemen (EBS) bestehen, die unter
anderem eine automatische Bremsanpassung und Bremskraftverteilung
unter den verschiedenen Bremssystemen (z.B. Retarder, Motorbremse
und Radbremse) und eine automatische Berechnung der Belastung erledigen,
so dass eine bestimmte Pedalstellung unabhängig von der Belastung immer
die gleiche Bremswirkung ergibt.
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Ein
anderes Beispiel stellen elektronische Stabilitätsprogramme (ESP) dar. Mit
ESP können Radschlupf
und andere unerwünschte
Bewegungen mit Hilfe von Sensoren detektiert werden, die die Gierung
und Neigung messen. Die unerwünschten
Bewegungen können
danach korrigiert werden, z.B. durch ein Brems- und Motormanagement.
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Damit
diese Systeme einwandfrei funktionieren, werden fortlaufend Signale
von an den Achsen angebauten Sensoren benötigt, vor allem in der Näher der
Räder zur
Messung der Raddrehung, des Reifendrucks, der Bremsnabentemperatur
und der Bremsbelagdicke. Alles in Allem kann auf einer Radachse
eine Reihe verschiedener Sensoren angebracht sein, die mit am Fahrgestell
angebauten Steuergeräten
kommunizieren. Zusätzlich
zu Sensoren können
auch andere an den Achsen angebaute Einheiten vorhanden sein, die
mit den Steuergeräten kommunizieren.
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Ein
Problem bei den heutigen immer komplexeren Fahrzeugen besteht darin,
dass verschiedene Fahrzeuge unterschiedliche Sensorausrüstungen
an den Radachsen erfordern, was mit sich führt, dass, bei gleichzeitiger
Einbeziehung des Umstandes, dass an einem einzigen Fahrzeug bis
zu vier oder noch mehr Radachsen vorkommen können, die jede eine eigene
Sensorausrüstung
aufweist, eine große Anzahl
von verschieden gestalteten Komponenten mit unterschiedlichen Spezifikationen
bereitgestellt werden muss.
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Zwecke und
wichtigste Kennzeichen der Erfindung
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Ein
Zweck der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
für Anordnung
an einer Fahrzeugachse vorgesehenen Umsetzungsanordnung, mit der
die obigen Probleme gelöst
werden.
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Diesen
Zweck und andere Zwecke erfüllt
die vorliegende Erfindung durch eine Umsetzungsanordnung mit die
in Anspruch 1 aufgeführten
kennzeichnenden Merkmale.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die oben genannten Zwecke erreicht durch eine für Anbau
an einer Fahrzeugachse vorgesehene Umsetzungsanordnung, die mehrere
Signalquellen zur Abgabe analoger und/oder digitaler Signale aufweist. Die
Umsetzungsanordnung weist mindestens einen Signaleingang zum Empfang
der genannten analogen und/oder digitalen Signale, Organe zur Umsetzung
der empfangenen Signale in ein gemeinsames Datenübertragungsformat und Organe
für Übertragung
der umgesetzten Signale an einen Datenanschluss zur Übertragung
an ein oder mehrere Signale nutzende Systeme auf.
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Ein
großer
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die jeweilige
Achse als solche als eine Einheit mit jedenfalls in Bezug auf die
Signalelektronik nur einem Datenanschlusspunkt an Stelle einer großen Anzahl
von Kabeln hergestellt werden kann. Auf diese Weise genügt es, wenn
der Datenanschluss einer bestimmten Spezifikation entspricht, d.h.
bei Ausführung
nach einem bestimmten Signalstandard das richtige Signal von der
richtigen Signalquelle wird erhalten. Dadurch stellt die Achse signalbezogen
eine vom Fahrgestell entkoppelte Einheit dar, da die Achse lediglich
einen Datenanschlusspunkt aufweisen muss, der der vorgegebenen Spezifikation
entspricht. Demzufolge müssen z.B.
Zulieferer nur dafür
sorgen, dass die Achse der vorgegebenen Spezifikation entspricht,
die Kabelverlegung in der Realität
an der Achse zur Umsetzungsanordnung kann nach Belieben des Achsherstellers ausgeführt werden.
Ein weiterer großer
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine signalbezogen
erheblich zuverlässigere
Datenübertragung
zwischen der Achse und dem Fahrgestell erhalten wird.
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Die
Achsen können
somit in Bezug auf die Übertragung
von Sensorsignalen standardisiert werden, d.h. unabhängig davon,
mit welcher Sensorausrüstung
die Achsen versehen sind, kann die Schnittstelle zur Fahrgestellelektronik
die gleiche sein. Außerdem
können
die Achsen mit der gleichen Sensor- und anderer Ausstattung versehen
sein, so dass ein und die gleiche Achse bei zwei verschiedenen Fahrzeugtypen
eingebaut sein, die unterschiedlich viele der tatsächlich vorhandenen
Sensoren benutzen. Dies hat auch den Vorteil, dass bei einer Aufwertung des
Steuersystems, die eine Anwendung weiterer Sensoren ermöglicht,
die bereits vorhandenen Sensoren einfach in Betrieb genommen werden
können.
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Die
Anwendung einer Umsetzanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
besitzt auch den Vorteil, dass die Sensoren nur mit einer Kabellänge hergestellt
werden müssen,
anstatt wie gegenwärtig mit
vielen verschiedenen Kabellängen
hergestellt zu werden, da der Abstand zwischen Sensor und der Umsetzanordnung
im Wesentlichen von Achse zu Achse gleich sein wird, während der
Abstand zwischen der Achse und dem Steuergerät, an das das Sensorkabel angeschlossen
werden soll, bei ein und dem gleichen Fahrzeug abhängig von
der Platzierung der Achsen im Verhältnis zum Steuergerät erheblich
variieren können.
Somit kann auch die Sensorkabellänge
standardisiert werden.
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Das
Datenformat kann aus einem Datenbusformat bestehen. Daraus ergibt
sich, dass umgesetzte Signale auf eine einfache Weise an am Fahrgestell angebaute
Einheiten übertragen
werden kann.
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Die
Umsetzanordnung kann Organe zur Umsetzung eines analogen Eingangssignals
in ein digitales Signal aufweisen. Die Anordnung kann auch Organe
zur automatischen Detektierung, ob es sich um einen analogen oder
digitalen Signaltyp handelt, aufweisen, wobei, wenn es sich um ein
analoges Signal handelt, das Signal in ein digitales Signal umgesetzt
wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren, eine Fahrzeugachse
beziehungsweise ein Fahrzeug, die eine Umsetzanordnung, ein Rechnerprogramm
und ein Rechnerprogrammprodukt aufweisen. Die entsprechenden Vorteile
werden auch mit diesen Teilen der Erfindung erzielt.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
in schematischer Darstellung ein Beispiel einer Achsanordnung für einen
Lastkraftwagen, bei der die vorliegende Erfindung vorteilhaft zur Anwendung
kommen kann.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt
ein Ablaufschema der Schritte, die bei einem Verfahren gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
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4a zeigt
in schematischer Darstellung eine Umsetzanordnung gemäß de vorliegenden
Erfindung.
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4b zeigt
in schematischer Darstellung eine alternative Umsetzanordnung gemäß de vorliegenden
Erfindung.
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5 zeigt
in schematischer Darstellung ein Beispiel dafür, wie die Umsetzanordnung
an der Achse befestigt werden kann.
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Ausführliche
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
schematisch der Unterbau eines Lastkraftwagens 10 in Untenansicht
dargestellt. Der in der Figur dargestellte Lastkraftwagen 10 weist
eine vordere Achse 11 mit Lenkrädern 15, 16,
zwei hintere Antriebsachsen 12, 13 mit Antriebsradsätzen 17–20 beziehungsweise 21–24 sowie
eine Nachlaufachse 14 mit Rädern 25, 26 auf.
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Bei
einem normalen Lastkraftwagen des in 1 gezeigten
Typs gibt es eine Anzahl von Sensoren an den Fahrzeugachsen. Die
Sensoren erfassen oder messen verschiedene Zustände oder Verhältnisse
verschiedener Fahrzeugeinheiten, was nachstehend weiter erläutert wird,
und erzeugen aus den detektierten oder gemessenen Größen ein
elektrisches Signal. Die Sensorsignale werden danach als Regelparameter
für verschiedene
am Fahrgestell angebaute Systeme benutzt.
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Diese
am Fahrgestell angebauten Systeme können z.B. aus elektronischen
Bremssystemen, elektronischen Stabilisierungssystemen, elektronischen
Niveauregelsystemen und Differentialsperrsystemen bestehen und haben
meistens ein zugeordnetes Steuergerät in oder in der Nähe des Führerhauses,
das Signale von den Sensoren empfängt. Alternativ oder zusätzlich hierzu
können
die Sensorsignale einem für
das Fahrzeug zentralen Steuergerät zugeführt werden.
Von den Steuergeräten
werden danach Steuersignale an am Fahrgestell verteilte Systemmodule
ausgegeben, wo elektrische Steuersignale z.B. zur Bremsdruckregelung
benutzt werden.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist an einer oder an sämtlichen
Achsen und/oder an einem oder sämtlichen
Rädern
ein Satz Sensoren vorhanden, wie in den Reifen angeordnete Reifendrucksensoren 30 zur Überwachung
des Reifendrucks und Reifentemperatursensoren 31, zum den
individuellen Zustand jedes Reifens kontinuierlich überwachen
zu können.
Die Sensoren 30, 31 kommunizieren normalerweise
drahtlos mit am Fahrgestell angebauten Steuergeräten. Ferner sind an jedem Rad
ein Raddrehsensor 32 zur Erkennung der Drehbewegung beim
Rad, ein Temperatursensor zur Messung der Bremsnaben- und/oder Radlagertemperatur
sowie ein Sensor 34 zur Messung der Bremsbelagdicke angeordnet;
(wenngleich sämtliche
Räder in
der Figur alle der vorgenannten Sensoren aufweisen, sind im Sinne
der Deutlichkeit die Sensoren 30–32 links in der Figur
und die Sensoren 33–34 rechts
in der Figur dargestellt).
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Zusätzlich zu
den in 1 dargestellten Sensoren kann natürlich eine
Reihe weiterer (nicht dargestellter) Sensoren vorhanden sein, und
außerdem
führt die
ständig
fortschreitende Entwicklung neuer Produkte mit sich, dass auch die
Anzahl der erforderlichen Sensoren an der Fahrzeugachse sich ständig erhöht/verändert.
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In
der Gesamtheit wird also eine große Anzahl elektrischer Signale
zwischen den Achsen und dem Fahrgestell übertragen, und die Verkabelung von
diesen Sensoren bildet, wie schematisch in 1 (wo der
Deutlichkeit halber nur die Verkabelung an der Vorderachse schematisch
dargestellt ist)gezeigt, einen beachtlichen Kabelstrang, der sowohl
auf eine sichere Weise entlang der Achse befestigt werden muss und
danach weiter von jeder Achse zum Fahrgestell und an diesem entlang
zu einem zentralen Steuergerät 36 oder
zu den Steuergeräten
der einzelnen Systeme, in der Figur schematisch dargestellt durch
ein Steuergerät 37 für ein elektronisches
Bremssystem, ein Steuergerät 38 für ein elektronisches
Stabilisierungssystem, ein Steuergerät 39 für ein elektronisches
Niveauregelsystem und ein Steuergerät 40 für ein Differentialsperrsystem, verlegt
wird. Die Steuergeräte
sind normalerweise an geschützter
Stelle am Fahrzeug, meistens im oder neben dem Führerhaus angebaut.
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Die
Kabelverlegung zu einem Teil dieser Steuergeräte kann sehr umfangreich werden.
Beispielsweise kann das Steuergerät zur Steuerung des elektronischen
Bremssystems des Fahrzeugs, das, wie bereits genannt, unter anderem
eine automatische Bremsanpassung und Bremsverteilung bewirkt, Signale
von mehreren Sensoren am jeweiligen Rad benötigen. Die Signale von jedem
einzelnen dieser Sensoren werden mithilfe eines jeweils zugeordneten
Kabels übertragen,
und in Anbetracht der Tatsache, dass das in 1 dargestellte
Fahrzeug zwölf Räder aufweist,
dürfte
es einsichtig sein, dass die Anzahl von Signalkabeln, die an das
Bremssystem angeschlossen werden muss, sehr groß werden kann. Dies trifft
auch auf andere Systeme zu, wie Temperaturüberwachungssysteme, und außerdem können die
Signale von einigen Sensoren für
mehrere Systeme benötigt
werden, wodurch die Kabelverlegung noch umfangreicher wird.
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Darüber hinaus
werden häufig
verschiedene Systeme miteinander verknüpft, wie das Bremssystem, das
Differentialsperrsystem und das Stabilisierungssystem, da diese
sich gegenseitig beeinflussen, z.B. benutzt das Stabilisierungssystem
Funktionen des elektronischen Bremssystems.
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Zusammengefasst
bedeutet dies, dass eine große
Anzahl von Anschlussvorrichtungen für den Anschluss all dieser
Kabel benötigt
wird, was wiederum einen großen
Nachteil darstellt, da der hauptsächlich einschränkende Faktor
für die
Größe der Systemmodule
und Steuergeräte
und somit den Platz oder Raum, den diese am Fahrgestell in Anspruch
nehmen, in der erforderlichen Anzahl von Anschlussvorrichtungen
besteht. Ein anderes großes Problem
besteht darin, dass die Kabelmenge sowohl am Fahrgestell als auch
bis hinauf zum Führerhaus schwer überschaubar
wird und bei der Fehlersuche Schwierigkeiten bereitet.
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Abhängig von
der Konfiguration des Fahrzeugs, z.B. abhängig von der Anzahl der Radachsen oder
vom Fahrzeugtyp, d.h. ob es sich um einen Lastkraftwagen, einen
Omnibus, ein Spezialfahrzeug oder zum Beispiel um verschiedene Varianten
innerhalb ein und der gleichen Serie eines Lastkraftwagens, variiert
die Anzahl der Kabel, und dies erschwert die Herstellung der Fahrzeugachsen
auf eine kosteneffiziente Weise, da ein großer Teil der Achsen eine individuelle
Anpassung erfordert, obwohl der einzige eigentliche Unterschied
in der unterschiedlichen Anzahl von Sensoren oder in der Länge der
Sensorkabel, die von der Platzierung der Achse am Fahrgestell abhängt, bestehen
kann.
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Ein
weiterer Nachteil der Lösung
nach dem Stand der Technik besteht in der Schwierigkeit, eine qualitätsgesicherte
Installation der Kabel zu erzielen, da deren Umgebung sehr den Klimaverhältnissen und
der damit verbundenen Belastung durch Streusalz, Schmutz, Schnee,
Eis, Matsch und Luftverunreinigungen ausgesetzt ist.
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In 2 ist
eine Ausführungsform
der oben genannten Erfindung dargestellt, die diese vorgenannten
Probleme löst.
In der Figur sind die mit in 1 übereinstimmenden
Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In 2 gezeigt
ist eine Umsetzanordnung 41–44 an jeder Achse
angebaut. Anstatt die Sensorverkabelung bis zum jeweiligen Steuergerät am Fahrgestell
zu verlegen, sind die Sensorkabel statt dessen an die Umsetzanordnung 41–44 angeschlossen.
In der Umsetzanordnung 4–44 werden die Sensorsignale
in ein gemeinsames Datenübertragungsformat
wie z.B. eines der Datenbusformate CAN (Controller Area Network),
TTCAN oder FlexRay. Beim CAN- bzw. TTCAN-Datenbus handelt es sich
um einen seriellen 2-Draht-Datenbus, der mit hoher Datenintegrität arbeitet
und für
eine Anwendung in Umgebungen mit vielen Störungen geeignet ist. TTCAN
ist eine Weiterentwicklung von CAN und kann mit höheren Datenübertragungsgeschwindigkeiten
arbeiten. FlexRay ist ein Datenbus mit einem noch nicht offenen
Standard.
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Nach
dem Umsetzen der Signale in ein Datenbusformat, in einer beispielhaften
Ausführungsform
in das TTCAN-Format,
werden sie an einem Datenbusanschluss 45–48 verfügbar gemacht.
An den Datenbusanschluss 45–48 ist eine Datenbusleitung 49–52 angeschlossen,
die nun die einzige Leitung von der jeweiligen Achse zum Fahrgestell
darstellt. Somit können
sämtliche
Sensorsignale von der Achse an das Fahrgestell durch Anwendung eines
multiplexen Netzwerks in der Form eines 2-Draht-Busses an Stelle
einer Anwendung einer großen
Anzahl von individuellen Kabel übertragen
werden. Darüber
hinaus, dass die Installation eines einzigen Kabels auf eine qualitätsgesicherte
Weise zwischen einer Achse und dem Fahrgestell erheblich einfacher
ist als die Installation einer Vielzahl von Kabeln, genügt es auch, nur
ein Kabel am Fahrgestell entlang zum zentralen Steuergerät 53 zu
verlegen, wodurch wiederum das Steuergerät wesentlich kleiner ausgeführt und
damit leichter an einer geschützten
Stelle am Fahrgestell platziert werden kann. Um die Kabelverlegung
noch mehr zu verringern, können
sämtliche
Umsetzanordnungen 41–44 an
ein und die gleiche (nicht dargestellte) Busleitung angeschlossen
werden, was demzufolge mit sich führt, dass sämtliche Sensorsignale von sämtlichen
Fahrzeugachsen über
einen einzigen 2-Draht-Datenbus an das Steuergerät übertragen werden können. Natürlich kann
auch eine beliebige Anzahl multiplexer Netzwerke zum Einsatz kommen, wie
dies für
zweckmäßig für die jeweilige
Anwendung befunden wird.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
können
die Steuergeräte
oder ein Teil der Funktionalität der Steuergeräte verteilt
sein, d.h. anstatt dass für
die verschiedenen Systeme das Steuergerät im Führerhaus oder in dessen Nähe platziert
ist, können
die einzelnen Systemmodule integrierte Steuergeräte aufweisen, die mithilfe
der Sensorsignale Steuersignale für z.B. die Einstellung eines
Bremsdrucks berechnen können.
Diese verteilten Steuergeräte
können
dann mit Vorteil an den gleichen Datenbus angeschlossen sein wie
die Umsetzanordnungen, so dass Sensorsignaldaten direkt von den
verteilten Steuergeräten
empfangen werden können.
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In 3 ist
ein Beispiel für
ein Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. In Schritt 301 befindet sich die
Umsetzanordnung in einer Ruhestellung. Wenn Sensorsignale abgelesen werden
sollen, werden die analogen und/oder digitalen Sensorsignale in
Schritt 302 empfangen. Die Sensorsignale können z.B.
kontinuierlich, aperiodisch, in vordefinierten Intervallen und/oder
bei der Erzeugung durch den jeweiligen Sensor abgelesen werden.
Nachdem die Umsetzanordnung die Sensorsignale in Schritt 302 empfangen
hat, werden sie in Schritt 303 in ein Datenübertragungsformat
umgesetzt, wonach die umgesetzten Signale in Schritt 304 auf
einen Datenbusanschluss ausgegeben, so dass die umgesetzten Signale über den
Datenbusanschluss von den in Rede stehenden, die Signale verwendenden
Systemen abgegriffen werden können. Danach
kehrt das Verfahren zu Schritt 301 zurück.
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In 4a ist
eine Umsetzanordnung 60 ausführlicher dargestellt. Die Umsetzanordnung
umfasst zwei Sätze
von Anschlussknoten 61a–f, 62a–f, an die Kabel
von den Achssensoren angeschlossen werden können. Die Anschlussknoten 61a–f, 62a–f bestehen vorzugsweise
aus Anschlussvorrichtungen vom entsprechenden Typ wie der, der früher für den Anschluss
der Sensorkabel in die Steuergeräte
benutzt worden war. In der Figur sind zwei Sätze von Anschlussknoten mit
jeweils sechs Anschlussvorrichtungen dargestellt, wobei jeder Satz
von Anschlussknoten für
eine der jeweiligen Achsseiten benutzt werden kann. Der Fachmann
mit dem erforderlichen Fachwissen auf diesem Gebiet der Technik
kann leicht nachvollziehen, dass die Anzahl von Anschlussknoten
beliebig sein kann, z.B. 10, 15, 20 oder
mehr, je nach der Anzahl von Rädern
und Sensoren auf der Achse. Die Anzahl von Anschlussknoten kann
natürlich
auch asymmetrisch festgelegt werden, d.h. ungleich für die jeweiligen
Achsseiten.
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Wie
aus 4a hervorgeht, kann die Umsetzanordnung 60 auch
einen Funkempfänger 67 aufweisen,
der für
einen Empfang von Sensorsignalen von Reifendrucksensoren 30 und
Reifentemperatursensoren 31 benutzt werden kann. Signale
von diesen Sensoren werden, wie bereits genannt, normalerweise drahtlos
an die am Fahrgestell angebauten Steuergeräte übertragen. Diese drahtlose Übertragung
ist jedoch empfindlich, da die Entfernungen zwischen dem jeweiligen
Sensor und diesen Steuergeräten
und damit auch die Qualität
und Zuverlässigkeit
des Funksignals von Rad zu Rad erheblich schwanken können, weil
die Sendeleistung der Reifensensoren dadurch begrenzt ist, dass
auch die Stromversorgung der Sensoren über Funk erfolgen muss. Durch
die vorliegende Erfindung kann diese Übertragung erheblich zuverlässiger erfolgen,
indem durch die Umsetzanordnung 60 ein Funkempfänger 67 an
jeder Achse bereitgestellt wird, der sich auf ungefähr der gleichen,
relativ kurzen Entfernung von den Rädern befindet, von denen der
Empfänger
Signale erfassen muss. Daraus ergibt sich, dass schwache Signale
mit größerer Zuverlässigkeit
korrekt empfangen werden. Dadurch, dass Signale nur über eine
relativ kurze Entfernung zwischen Rad und Achse per Funk zu übertragen
sind, führt
die vorliegende Erfindung zu größerer Freiheit
bei der Wahl der Technik für
die drahtlose Übertragung,
u.a. besteht eine größere Wahlmöglichkeit
zwischen Funk- und Mikrowellentechnik, und dank der kurzen Entfernungen kann
z.B, die Transpondertechnik benutzt werden.
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Je
nachdem, welche Typen von Sensoren angeschlossen werden, können sämtliche
Anschlussvorrichtungen vom gleichen Typ sein, alternativ können mehrer
Typen von Anschlussvorrichtungen vorkommen. Von den Anschlussknoten 61a–61f, 62a–62f werden
die Signale über
die Signalpfade 61a'–61f', 62a'–62f' an einen Mikroprozessor 63 geleitet,
wo die Sensorsignale nach einem vordefinierten Kommunikationsprotokoll,
in diesem fall einem TTCAN-Datenbusformat, in Daten umgesetzt werden.
Die umgesetzten Daten werden danach an ein TTCAN-Datenbussteuergerät 64 übertragen,
das die umgesetzten Daten in Bezug auf Sendezeitpunkt usw. steuert
und aus den umgesetzten Daten eine Informationssequenz bildet, die
an einen Bustransceiver 65 gesendet wird. Der Bustransceiver 65 gibt
die Informationssequenz auf den Datenbus 66, woraufhin
die Signale gemäß vorstehender
Beschreibung benutzt werden können.
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Die
Sensorsignale können
abgelesen und auf den Datenbus gegeben werden, sobald ein Sensor
einen geänderten
Wert ausgibt, in vorgegebenen Zeitintervallen, oder sobald ein Steuergerät Sensorablesungen
abruft.
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In 4b ist
eine alternative Ausführungsform
einer Umsetzanordnung 70 dargestellt. Diese Ausführungsform
ist besonders geeignet für
die Anwendung in den Fällen,
wenn analoge Sensorsignale oder wenn sowohl analoge als auch digitale
Sensoren zum Einsatz kommen. In dieser Ausführungsform weist Analog-Digital-Umsetzer
(A/D-Umsetzer) 71 entlang
dem Signalpfad von den Anschlussknoten 61a–61f, 62a–62f zum
Mikroprozessor auf. Die A/D-Umsetzer 71 setzen analoge
Signale in ein digitales Format um. Die A/D-Umsetzer 71 sind
vorzugsweise von einem Typ, der erkennt, ob ein eingehendes Signal
analog oder digital ist, und der im Fall von eines analogen Signals
dieses umsetzt. Anstatt einer Ausstattung aller Eingänge mit
einem A/D-Umsetzer 71, wie in der Figur gezeigt, kann die
Anordnung natürlich
auch mit einem oder einer belieben Anzahl dedizierter Eingänge für analoge
Signale gestaltet sein.
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Zur
Vereinfachung der Montage und Vermeidung eines falschen Anschlusses
der Sensoren können
die Eingänge
der Umsetzanordnung z.B. mit einem Farbcode versehen oder physisch
unterschiedlich geformt sein, so dass deutlich erkennbar ist, welcher
Sensortyp am jeweiligen Eingang anzuschließen ist.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
können
ein oder mehrere Eingänge
der Umsetzanordnung gleich ausgeführt sein, wobei die Umsetzanordnung
in diesem Fall mit Mitteln versehen ist, die automatisch erkennen,
welcher Sensortyp angeschlossen wird. Damit wird auf diese Weise
ein System mit "Plug-and-play"-Sensoren erhalten.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
können,
vor allem wenn die Anzahl der Sensoren auf der Achse groß ist, eine
oder mehrere Umsetzanordnungen auf der jeweiligen Achse angeordnet
werden. In einem solchen Fall können
zum Beispiel die Signale von der einen Seite/vom einen Ende der
Achse an die eine Umsetzanordnung und die Signale von der anderen
Seite/vom anderen Ende der Achse an die andere Umsetzanordnung angekoppelt
werden. Die Umsetzanordnungen können
dann zu einem gemeinsamen Bus verbunden werden, so dass weiterhin
nur eine Busleitung von der Achse zum Fahrgestell erforderlich ist.
Der Vorteil dieser Ausführungsform
besteht darin, dass die Umsetzanordnung in einem Standardformat
mit einer bestimmten, für
die meisten Fahrzeuge ausreichenden Anzahl von Eingängen ausgeführt werden
kann, während
in den Sonderfällen,
wenn besonders viele Signale zwischen Achse und Fahrgestell übertragen
werden müssen,
oder bei einer Nachrüstung
mit neuen Funktionen, eine zusätzliche
Umsetzanordnung einfach an der Achse angebaut werden kann, während die
Achse gleichzeitig noch immer einem vorgegebenen Standard entspricht.
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Da
sämtliche
Signale von ein und der gleichen Achse über nur ein einziges Kabel
an das Steuergerät
geleitet werden, kann bei der Fehlersuche, wenn z.B. wenn die Signalübertragung
nicht einwandfrei funktioniert, dieses Kabel schnell und einfach
ausgetauscht werden, so dass ein etwaiger Übertragungsfehler zwischen
Achse und Fahrgestell schnell behoben/ausgeschlossen werden kann.
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Bei
noch einer alternativen Ausführungsform können redundante
Datenbusse zum Einsatz kommen, z.B. kann jede Umsetzanordnung an
zwei parallele Datenbusse angeschlossen sein, damit die Datenübertragung
auch dann weiterhin funktioniert, wenn der eine Datenbus von einem
Funktionsausfall betroffen wird. Vorzugsweise gibt es in einem solchen
Fall Mittel zur Detektierung, dass der eine Datenbus nicht funktioniert,
so dass dieser instand gesetzt/ausgewechselt werden kann.
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Bei
einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Umsetzanordnung
außer
zum Senden von Signalen an das Fahrgestell auch benutzt werden,
um Steuersignale zu empfangen, die für an der Achse angebaute Einheiten
vorgesehen sind. Das Fahrzeug kann zum Beispiel mit aktiven Stoßdämpfern ausgerüstet sein,
wobei Steuersignale an Aktoren, die Magnetventile zum Verstellen
dieser Stoßdämpfer betätigen, vom
Fahrgestell über
den Datenbus an die Umsetzanordnung gesendet werden können, die
dann ein Signal an den betreffenden Aktor zur Einstellung des gewünschten
Stoßdämpferdrucks
weiterleitet.
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In 5 ist
ein Beispiel dafür
dargestellt, wie eine Umsetzanordnung 80 an einer Fahrzeugsachse 81 angebaut sein
kann. Wie aus der Figur hervorgeht, ist die Umsetzanordnung 80 an
der Fahrzeugsachse 81 mit zwei Schrauben 82, 83 befestigt.
In der Figur ist ebenfalls dargestellt, wie Sensoren 84–87 an die
Umsetzanordnung 80 angekoppelt sein können. Mit Hinweis auf das Vorgenannte
und wie der Fachmann mit dem erforderlichen Fachwissen auf diesem Gebiet
der Technik leicht nachvollziehen kann, kann die Fahrzeugachse 81 wesentlich
mehr Sensoren aufweisen als die in der Figur gezeigten. In der Figur sind
auch in den Reifen angeordnete Sensoren 88 dargestellt,
die drahtlos mit der Umsetzanordnung 80 kommunizieren.
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In
der obigen Beschreibung ist die Erfindung lediglich im Anschluss
an eine Zugmaschine beschrieben worden. Für den Fachmann mit dem erforderlichen
Fachwissen auf diesem Gebiet der Technik ist es jedoch leicht nachvollziehbar,
dass die Erfindung natürlich
auch für
eine Signalerfassung bei Anhängerachsen
benutzt werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist zwar vorstehend mit Bezug auf einen spezifischen
Fahrzeugtyp beschrieben worden, aber der Fachmann mit dem erforderlichen
Fachwissen auf diesem Gebiet der Technik kann leicht nachvollziehen,
dass die vorliegende Erfindung bei allen Typen von schweren Fahrzeugen wie
Lastkraftwagen, Omnibussen und Spezialfahrzeugen Anwendung finden
kann.
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- 10
- Lastkraftwagen
- 11
- Vordere
Achse
- 12
- Hintere
Antriebsachse
- 13
- Hintere
Antriebsachse
- 14
- Nachlaufachse
- 15
- Lenkrad
- 16
- Lenkrad
- 17
- Antriebsrad
- 18
- Antriebsrad
- 19
- Antriebsrad
- 20
- Antriebsrad
- 21
- Antriebsrad
- 22
- Antriebsrad
- 23
- Antriebsrad
- 24
- Antriebsrad
- 25
- Rad
- 26
- Rad
- 30
- Reifendrucksensor
- 31
- Reifentemperatursensor
- 32
- Raddrehsensor
- 33
- Temperatursensor
- 34
- Bremsbelagdickensensor
- 36
- Zentrales
Steuergerät
- 37
- Steuergerät
- 38
- Steuergerät
- 39
- Steuergerät
- 40
- Steuergerät
- 41
- Umsetzanordnung
- 42
- Umsetzanordnung
- 43
- Umsetzanordnung
- 44
- Umsetzanordnung
- 45
- Datenbusanschluss
- 46
- Datenbusanschluss
- 47
- Datenbusanschluss
- 48
- Datenbusanschluss
- 49
- Datenbusleitung
- 50
- Datenbusleitung
- 51
- Datenbusleitung
- 52
- Datenbusleitung
- 60
- Umsetzanordnung
- 61
- Anschlussknoten
- 62
- Anschlussknoten
- 63
- Mikroprozessor
- 64
- Datenbussteuergerät
- 65
- Transceiver
- 66
- Datenbus
- 67
- Funkempfänger
- 70
- Umsetzanordnung
- 71
- A/D-Umsetzer
- 80
- Umsetzanordnung
- 81
- Fahrzeugachse
- 82
- Schraube
- 83
- Schraube
- 84
- Sensor
- 85
- Sensor
- 86
- Sensor
- 87
- Sensor
- 88
- Sensor