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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen des Reifendrucks
eines Fahrzeuges, sowie eine Anordnung zur Durchführung eines solchen
Verfahrens.
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Derartige
Verfahren und Anordnungen finden in der Fahrzeugtechnik Anwendung,
um Reifen eines Fahrzeuges, beispielsweise eines Personenkraftwagens,
hinsichtlich ihrer Parameter wie Reifendruck, Temperatur etc. zu überwachen.
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Herkömmliche
Reifendrucküberwachungssysteme
werden von den Herstellern individuell für die jeweiligen Fahrzeugtypen
entwickelt, um eine möglichst
hohe Funktionalität
zu ermöglichen.
Für bestehende
Fahrzeugarchitekturen wird üblicherweise
ein möglichst
geeignetes System aus einer Reihe von unterschiedlichen Systemen
ausgewählt,
wobei diese Auswahl von den Kundenanforderungen und der Kostenfrage
abhängt.
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Nachteiligerweise
ist jedoch ein Wechsel oder eine (nachträgliche) Erweiterung eines derart ausgewählten Systems,
zumindest ohne einen wesentlichen kostenintensiven Eingriff, nicht
möglich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Überwachen des
Reifendrucks eines Fahrzeuges sowie eine Anordnung zur Durchführung eines
solchen Verfahrens zu schaffen, welche einen nachträglichen
Systemwechsel oder eine Erweiterung des Systems bei Beibehaltung
hoher Funktionalität
auf einfache und kostengünstige
Weise ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Anordnung
mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Gemäß der Erfindung
werden Reifenparameter, wie Reifendruck, Temperatur, etc. bzw. Sensorsignale
einer Radelektronik an eine dezentrale Steuer- und/oder Auswerteeinheit,
im Weiteren Slave-Modul genannt, vorzugsweise mittels RF-Funkverbindung, übertragen
und von diesem ausgewertet bzw. nach deren Relevanz bewertet. So
kann eine Auswertung der Reifenparameter beispielsweise hinsichtlich
der Einhaltung vorbestimmter Schwellwerte für die Reifenparameter in dezentral
angeordneten Slave-Modulen vorgenommen werden und erst bei Eintreten
relevanter Ereignisse (Überschreiten
von Schwellwerten oder -bereichen) bzw. Ergebnisse der Bewertung
an ein übergeordentes
Master-Modul bzw. an eine zentrale Steuer- und/oder Auswerteeinheit übermittelt
werden, um dann mittels einer entsprechenden optischen und/oder
akustischen Ausgabeeinheit an einen Bediener ausgegeben zu werden.
Durch diese dezentrale Struktur ist es vorteilhafterweise möglich, das
vorhandene System ohne fundamentalen und damit kostenintensiven
Eingriff zu ändern
oder gar zu wechseln.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
sowie die erfindungsgemäße Anordnung
sind somit frei skalierbar und können
ohne Änderung
auf beliebige Fahrzeugtypen, wie beispielsweise Mehrachser, Zwillingsbereifung,
etc. angewendet werden. Zudem ist ein nachträglicher Wechsel nach Einbau
des Systems, wie beispielsweise das Aufziehen einer Zwillingsbereifung
statt einer Einfachbereifung oder andere Umrüstungen, mit diesem System
möglich.
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In
bevorzugter Ausgestaltung kann ein Slave-Modul, welches vorzugsweise
für mehrere
Radelektroniken zuständig
ist, über
das Master-Modul verwaltet und konfiguriert werden. Hierbei kann
in dem Master-Modul wenigstens eine der Informationen "Anzahl der erforderlichen
Slave-Module", "Position der erforderlichen
Slave-Module", "Anzahl der überwachten
Radelektroniken jedes Slave-Moduls", "anzuwendender
Reifendruck", "(Warn-)Grenzwerte
für die
Bewertung der Daten für
jedes Sla ve-Modul" beispielsweise
in einer Speichereinheit vorhanden bzw. gespeichert sein.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung können neue Radelektroniken im
Slave-Modul, beispielsweise auf Anforderung (Master-Modul) oder automatisch,
angelernt werden. Zudem kann im Slave-Modul die Sendestärke des Übertragungssignals der
Radelektronik analysiert werden.
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Im
Slave-Modul kann zudem nicht nur der anzuwendende Reifendruck (für das Auffüllen) sondern
auch der aktuelle Reifendruck und/oder die Reifentemperatur in Bezug
auf einen vorbestimmten Wert bzw. Einhaltung eines Wertebereichs
(oberer und unterer Schwellwert) überwacht werden.
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Durch
die vorgenannten Ausgestaltungen erhöht sich vorteilhafterweise
die Skalierbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anordnung
weiter, so dass eine Erweiterung oder Änderung der Anforderungen vereinfacht
wird.
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Besonders
vorteilhaft ist nach der Erfindung ein mögliches Anlernen von neuen
Reifen bzw. Rädern
mit beispielsweise im Reifen angeordneten Radelektroniken an einem
für diese
Radelektronik zuständigen
Slave-Modul. Hierbei kann die Position der Radelektronik automatisch,
beispielsweise durch eine Verknüpfung
der Informationen von Radelektronik und Beschleunigungssensor (Drehrichtung)
mit Position des Slave-Moduls (vorne oder hinten oder auch Mitte),
ermittelt werden, so dass eine sonst erforderliche manuelle Zuordnung
nicht notwendig ist.
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Selbst
ein Wechsel von einer Einfachbereifung auf eine Zwillingsbereifung
oder Mehrfachbereifung, wie beispielsweise bei Lkws üblich, kann
mit diesem System ohne einen fundamentalen und kostenintensiven
Eingriff in die Systemarchitektur, vorzugsweise automatisch, durchgeführt werden. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
insbesondere bei Pkws mit 2 Achsen, statt für jede Achse für jede Fahrzeugseite
ein Slave-Modul vorzusehen, so dass über weitere Informationen,
wie Größe der Beschleunigung
(Bremswirkung an Vorderrädern
größer als am
Hinterrad) ebenfalls eine eindeutige Position ermittelbar ist.
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Hierbei
ist die Anzahl der Achsen eines Fahrzeuges beliebig, da bei Mehrachsfahrzeugen
(mehr als 2 Achsen) beispielsweise pro Achse ein Slave-Modul vorgesehen
werden kann und das erfindungsgemäße System auch hier ohne Änderung
angewendet werden kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
abhängigen
Ansprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
erläutert.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 einen
schematischen Grundriss eines Fahrzeuges mit einer Anordnung nach
der Erfindung und
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2 eine
schematische Seitenansicht eines Rades in 1.
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Das
in 1 dargestellte Fahrzeug 1 weist in Vorwärtsfahrtrichtung
A, also in der Zeichnung oben, an seinem linken Vorderrad 2 eine
Radelektronik 11a und an seinem rechten Vorderrad 3 eine
Radelektronik 11b auf, welche die Reifenparameter, wie
insbesondere Reifendruck, aber eventuell auch andere Parameter wie
die Reifentemperatur, etc., mittels eines entsprechenden, üblichen
Sensors detektiert. Die Sensorergebnisse werden von den Radelektroniken 11a und 11b über eine
Funkstrecke, vorzugsweise eine RF-Funkstrecke, an eine dezentrale
Auswerte- und/oder Steuereinheit, ein sogenanntes Slave-Modul 17a, übertragen
und in diesem Slave-Modul ausgewertet bzw. bewertet.
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In
analoger Weise werden von der Radelektronik 11c am linken
Hinterrad 4 und von der Radelektronik 11d am rechten
Hinterrad 5 die Sensorergebnisse an ein Slave-Modul 17b überagen,
welches statt wie das Slave-Modul 17a im vorderen zentralen Bereich
des Fahrzeugs 1 in der Nähe der Vorderachse 6 im
hinteren Bereich in der Nähe
der Fahrzeugachse 7 angeordnet ist.
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Demzufolge
sind die Slave-Module 17a und 17b für jeweils
zwei Radelektroniken, nämlich 11a, 11b und 11c, 11d,
zuständig.
Um die Radelektroniken auch fehlerfrei in ihrer Position, also in
diesem Fall links oder rechts, zuordnen zu können, kann das jeweilige Slave-Modul 17a, 17b statt
zentral auch bezüglich
einer Fahrzeugmittenachse asymmetrisch angeordnet sein, so dass
die Signale der links- und rechtsseitigen Radelektroniken über deren
unterschiedliche Signalstärke
oder auch Signallaufzeit unterschieden werden können. Zudem ist es möglich, eine
solche Zuordnung auch über
in modernen Fahrzeugen vorhandene weitere Informationen, wie beispielsweise
Ergebnisse eines Beschleunigungssensors 16, eindeutig zu
bestimmen, wobei bei einem Beschleunigungssensor in Vorwärtsfahrt
an der linken und rechten Seite Ergebnisse mit unterschiedlichen
Vorzeichen gemessen werden.
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Auf
diese Weise ist dem Slave-Modul bekannt, von welcher Radelektronik 11a, 11b, 11c, 11d bzw.
deren eindeutiger Position Signale übermittelt werden, so dass
diese Signale für
jede Radelektronik eindeutig einer weiteren Bewertung unterzogen
werden können.
So können
die gesendeten Signale hinsichtlich ihrer Signalstärke analysiert
werden, der Reifendruck bezüglich
eines empfohlenen Reifendrucks überwacht
werden, wie auch neue Reifen oder gewechselte Reifen im System vorzugsweise automatisch
angelernt werden, wobei eine Fehlpositionierung vorzugsweise durch
die vorstehend erläuterte
eindeutige Zuordnung unterschieden werden kann und demzufolge eine
fehlerhafte Montage, beispielsweise von Reifen mit einer geforderten
Laufrichtung, vermieden werden kann.
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Wie
in 2 dargestellt, weisen die vorgenannten Räder 2, 3, 4, 5 eine
Reifenfelge 14 auf, auf welcher ein Reifen 15 sitzt.
In dem Reifen 15, beispielsweise in dessen Gummimischung
eingearbeitet, befindet sich die jeweilige Radelektronik 11,
welche in 1 bezüglich ihrer Position als 11a bis 11d unterschieden
wird.
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Nach Übertragung
der Reifenparameter bzw. der Sensorergebnisse an das jeweilige Slave-Modul 17a, 17b und
der erfolgten Bewertung wird je nach Relevanz das Bewertungsergebnis
an eine zentrale Steuer- und/oder Auswerteeinheit 12, ein
sogenanntes Master-Modul, übertragen.
Das Master-Modul 12, welches mit den Slave-Modulen 11a bis 11d vorzugsweise über ein
Netzwerk, beispielsweise ein LIN-Netzwerk, verbunden ist, gibt die
relevanten Ergebnisse über
eine Anzeige in akustischer oder optischer Form aus, wobei eine
solche Anzeige, wie ein akustischer Alarm und/oder ein Display,
mit dem Master-Modul 12 beispielsweise
mittels CAN-Bus vernetzt ist.
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In
dem Master-Modul 12 können
in einer Speichereinheit 13 Informationen über die
Fahrzeugarchitektur bzw. -konfiguration, wie beispielsweise Anzahl
der erforderlichen Slave-Module, Position der erforderlichen Slave-Module
(Achsposition, links, rechts), Anzahl der überwachten Radelektroniken pro
Slave-Modul, anzuwendender Reifendruck und/oder Schwellwerte bzw.
Schwellbereiche für
das Auslösen
von Warnungen für
jedes Slave-Modul gespeichert sein.
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Zur
Erhöhung
der Skalierbarkeit und Funktionalität können zudem in den Slave-Modulen 17a und 17b jeweils
eine Speichereinheit 18a und 18b angeordnet sein,
in welchen Informationen wie beispielsweise zulässiger Reifendruck, Mindestsignalstärke des
Signals der Radelektroniken, zulässige Radelektronik-IDs
(um die Zulässigkeit
von Reifentypen zu ermitteln), etc. gespeichert sein.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird auf die Anfrage des
Master-Moduls 12 durch das jeweils angeforderte Slave-Modul 17a, 17b das
automatische Anlernen von Rädern 2 bis 5 bzw.
deren Radelektroniken 11a bis 11d ermöglicht,
wobei nach dem Ende des Anlernprozesses die Slave-Module 17a, 17b die
Ergebnisse an das Master-Modul 12 übermitteln. Das Mastermodul 12 überprüft die Gesamtzahl
der Radelektroniken und deren IDs bzw. Kennungen, welche von jedem
Slave-Modul überwacht
werden, und überwacht
hierbei insbesondere Konflikte (Doppelanmeldung, etc.). Der endgültige Status
bzw. das Ergebnis wird danach an die Slave-Module 17a und 17b zurückgesendet.
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Sofern
aufgrund irgendeiner Störung
oder speziellen Anordnungsposition eines Slave-Moduls eine Radelektronikkennung
an mehr als einem Slave-Modul angelernt wurde, kann diese Fehlfunktion durch
die vorgenannte Überprüfung erkannt
und vermieden werden.
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Weiterhin
ist es denkbar, eine automatische Initialisierung der Radelektroniken
durch die Slave-Module zu veranlassen. Zudem ist es denkbar, Kennungen
der Radelektroniken direkt vom Master-Modul zum Slave-Modul zu übertragen.
Weiterhin kann an das Slave-Modul eine Anfrage bezüglich spezieller
Informationen gerichtet werden und diese an das Master-Modul übertragen
werden.
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Im
Normalfall überträgt das Slave-Modul 17a, 17b relevante
Informationen, wie den aktuellen Reifendruck oder beispielsweise
auch nur das Ereignis "Reifendruck
außerhalb
des zulässigen
Bereichs", an das
Master-Modul 12 zusammen mit der jeweiligen Kennung der
Radelektronik. Das Master-Modul 12 kombiniert diese vom
Slave-Modul 17a, 17b empfangene Information mit
der Position des jeweiligen Slave-Moduls und überträgt diese Kombination beispielsweise
mittels CAN-Bus an eine Ausgabeeinheit, mittels welcher sie dem
Fahrer oder der Bedienperson akustisch oder optisch angezeigt werden
kann.
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Nach
der Erfindung sind die Slave-Module als "intelligente" Module bezüglich der Reifenparameterüberwachung
bzw. dieser Funktionalität
ausgeführt,
jedoch unabhängig
bezüglich
der Fahrzeugarchitektur und des jeweils angewendeten Reifenüberwachungssystems
bzw. dessen Architektur ausgebildet.
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Das
Master-Modul 12 ist dagegen als "intelligentes" Modul bezüglich des Reifenüberwachungssystems
bzw. der Architektur und bezüglich
der Fahrzeugarchitektur und Fahrzeugspezifikationen ausgeführt, jedoch
unabhängig
bezüglich
der Reifenüberwachungsfunktionalität ausgebildet.
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Hierdurch
ist es möglich,
das System beliebig zu erweitern oder auf beliebige Fahrzeugtypen anzuwenden,
ohne dass ein fundamentaler Eingriff in das System oder eine Neuentwicklung
notwendig ist.
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Ein
spezielles, auf ein bestimmtes Fahrzeug angewendetes System braucht
daher nur im Master-Modul 12 konfiguriert werden, während die
Slave-Module keine Modifizierung benötigen. Die Slave-Module müssen hierbei
nur beispielsweise mittels eines LIN-Netzwerkes eingebunden werden,
so dass die Slave-Module über
das Master-Modul konfiguriert werden können. Da die komplette Reifenüberwachungsfunktionalität direkt
in den Slave-Modulen
implementiert ist, muss das Master-Modul selbst nicht die jeweilige
Anzahl der Radelektroniken steuern.
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Demzufolge
ist vorteilhafterweise das System nicht begrenzt durch die Rechenleistung
des Master-Moduls oder durch exzessive Netzwerkbuslast. Zudem kann
das erfindungsgemäße Verfahren und
die erfindungsgemäße Anordnung
auf einfachste Weise auf Fahrzeuge angewendet werden, bei welchen
eine unterschiedliche Anzahl von Radelektroniken oder eine unterschiedliche
Anzahl von Achsen, beispielsweise Lastwagen inklusive Anhänger, überwacht
werden sollen. Hierbei wird erfindungsgemäß die Skalierbarkeit bzw. Erweiterbarkeit
in Kombination mit einem minimalen Entwicklungsaufwand verbunden,
so dass das erfindungsgemäße System
für verschiedenste
Anwendungen, inklusive Lastkraftwagen mit hohen zu handhabenden
Variationsmöglichkeiten,
die kostengünstigste
Lösung
darstellt, ohne in der Funktionalität Nachteile gegenüber herkömmlichen
Systemen aufzuweisen.
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Vorderrad
links
- 3
- Vorderrad
rechts
- 4
- Hinterrad
links
- 5
- Hinterrad
rechts
- 6
- Vorderachse
- 7
- Hinterachse
- 11a
- Radelektronik
vorne links
- 11b
- Radelektronik
vorne rechts
- 11c
- Radelektronik
hinten links
- 11d
- Radelektronik
hinten rechts
- 12
- Master-Modul
(zentrale und Steuereinheit)
- 13
- Speicher
Master-Modul
- 14
- Felge
- 15
- Reifen
- 16
- Beschleunigungssensor
- 17a
- Slave-Modul
vorne (dezentrale Auswerte- und Steuereinheit)
- 17b
- Slave-Modul
hinten (dezentrale Auswerte- und Steuereinheit)
- 18a
- Speicher
des Slave-Moduls 17a
- 18b
- Speicher
des Slave-Moduls 17b
- A
- Vorwärtsfahrtrichtung