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Die
Erfindung betrifft ein Reifenkontrollsystem in oder für ein Fahrzeug
zur Ermittlung reifenspezifischer Parameter. Die Erfindung betrifft
ferner ein Verfahren zum Betreiben von intelligenten Empfangseinrichtungen
einer verteilten Busarchitektur eines erfindungsgemäßen Reifenkontrollsystems.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme zur Überwachung
oder Ermittlung reifenspezifischer Parameter, wie etwa die Reifentemperatur,
den Reifendruck, die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Reifens, die
Profildicke, etc. Solche Systeme werden allgemein als Reifendruckkontrollsysteme
bezeichnet. Die Erfindung bezieht sich allerdings auch auf Systeme,
die den Einbauort eines Reifens bezogen auf ein Kraftfahrzeug ermittelt.
Ein entsprechendes Verfahren wird allgemein auch als (Rad-)Lokalisation
und die entsprechenden Systeme als Lokalisationssysteme bezeichnet.
Die Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik wird nachfolgend
mit Bezug auf Reifendruckkontrollsysteme erläutert, jedoch ohne die Erfindung
dahingehend zu beschränken.
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Da
die Fahrzeugsicherheit und Zuverlässigkeit zentrale Faktoren
in der Automobiltechnik sind, muss allein schon aus sicherheitstechnischen
Gründen
der Reifendruck von Kraftfahrzeugen regelmäßig überprüft werden. Dies wird häufig versäumt. Moderne
Kraftfahrzeuge weisen u. a. aus diesem Grund Reifendruckkontrollsysteme
auf, die den Reifendruck automatisch messen und eine kritische Abweichung des
gemessenen Reifendrucks von einem Reifendrucksollwert frühzeitig
erkennen sollen. Dies wird dem Kraftfahrzeugführen angezeigt. Eine manuelle Überprüfung wird
so entbehrlich.
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Ein
solches Reifendruckkontrollsystem weist typischerweise zumindest
einen, einem jeweiligen Rad zugeordneten Radsensor auf. Ein solcher
Radsensor ist dazu ausgelegt, einen reifen spezifischen Parameter
eines jeweils diesem Radsensor zugeordneten Rades aufzunehmen und
eine von diesem gemessenen Wert des Parameters abgeleitete Information
auszusenden. Zum Zwecke der Messung ist der Radsensor entweder im
Bereich der Radfelge angeordnet oder im Gummimaterial des Reifens
integriert, beispielsweise ist er im Gummi des Reifens einvulkanisiert.
Für die
Vorauswertung und Weiterleitung der aufgenommenen und zu sendenden
Information enthält
der Radsensor eine eigens dafür
vorgesehene Radelektronik, die ausgangsseitig mit einer Sendeantenne
ausgestattet ist, über
die die Informationen ausgesendet werden. Für die Übertragung dieser Informationen
bedient sich die Radelektronik typischerweise einer kontaktlosen
Funkübertragung
unter Verwendung eines RF-Signalübertragungsprotokolls.
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Fahrzeugseitig
weist das Reifendruckkontrollsystem zumindest eine Empfangseinrichtung
auf, welche die von der Reifenelektronik ausgesendeten Funksignale
aufnimmt und an eine zentrale Recheneinheit, die in einem eigens
dafür vorgesehenen Steuergerät angeordnet
ist, weiterleitet.
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Ein
allgemeines Problem bei Reifendruckkontrollsystemen im Allgemeinen,
allerdings auch bei Systemen zur Radlokalisation, ergibt sich durch
die drahtlose Kommunikation zwischen radseitigem Sensor und fahrzeugseitigem
Empfänger.
Da diese Kommunikation zwischen Sensor und Empfänger zudem im Betrieb bei sich
mit mehr oder weniger großer
Geschwindigkeit bewegenden Räder
durchgeführt
wird, ist die Datenkommunikation signifikant erschwert, insbesondere
bei sehr hohen Geschwindigkeiten. Hinzu kommt, dass bei dieser Kommunikation
zwischen Sensor und Empfänger
auch andere, unerwünschte
Störsignale
das gesendete Signal überlagern
können
und somit zu einer Verfälschung
des empfangenen Signals führen
können.
Dies insbesondere dann, wenn auch andere PKWs mit solchen Reifenkontrollsystemen
ausgestattet sind und Signale aussenden von Vorteil. Auch die Karosserie
des Kraftfahrzeuges kann dazu beitragen, diese Kommunikation zu
erschweren, insbesondere wenn der Empfänger an einer solchen Stelle
der Karosserie an geordnet ist, die im Fahrzeug-Betrieb nicht oder nicht
immer in direkter datenkommunikativer Verbindung mit dem Sender
des Radsensors steht.
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Aus
diesem Grund werden bei heute verwendeten Reifendruckkontrollsystemen
die entsprechenden Empfangseinrichtungen in der Nähe eines
jeweiligen Rades und somit in unmittelbarer Nähe zu der entsprechenden Radelektronik,
die den Sender enthält,
angeordnet. Als ein besonders günstiger
Einbauort hat sich hierfür
beispielsweise im Falle eines Personenkraftfahrzeuges dessen Radkasten
gezeigt. In diesem Falle befindet sich die fahrzeugseitige Empfängereinrichtung
in unmittelbarer Nähe
zu der radseitigen Sendereinrichtung. Im Falle eines Personenkraftfahrzeuges
weist das entsprechende Reifendruckkontrollsystem somit insgesamt
vier in den Radkästen
angeordnete RF-Empfangseinrichtungen
auf, die die von dem radseitigen Sender gesendeten RF-Signale aufnehmen.
Diese Empfangseinrichtungen sind dadurch in der Lage, eine relativ sichere
Datenkommunikation mit der Radelektronik sicherzustellen.
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Die
verschiedenen Empfangseinrichtungen eines Reifendruckkontrollsystems
sind dabei über ein
Bussystem mit der zentralen Recheneinheit innerhalb des Steuergerätes verbunden.
Empfängt
nun eine Empfangseinrichtung ein sensorseitig gesendetes Signal,
dann wird dieses empfangene Signal von der Empfangseinrichtung über den
Bus der Recheneinheit zugeführt.
Problematisch dabei ist, dass beim Empfang und Weiterleiten dieser
Signale nicht unterschieden wird, ob dieses empfangene Signal von
der der jeweiligen Empfangseinrichtung zugeordneten Radelektronik
stammt oder nicht. Üblicherweise stammt
diese empfangene Signal allein schon aufgrund der räumlichen
Nähe von
dem jeweils zugeordneten Radsensor. Allerdings kann beispielsweise
bei sehr nah aneinanderliegenden Radachsen, wie dies bei Kleinst-Pkws
oder etwa auch bei LKWs vorkommt, der Fall auftreten, dass eine
Empfangseinrichtung ein gesendetes Signal einer anderen Radelektronik
aufnimmt. Dieses aufgenommene Signal wird dann sofort über den
Bus weitergeleitet. Eine Verifikation seitens der Empfangseinrichtung,
ob dieses Signal nun von der jeweils zugeordneten "richtigen" Radelektronik stammt
oder nicht, findet nicht statt. Diese Verifikation erfolgt erst
in der Recheneinheit.
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Dies
ist unerwünscht,
da die fälschlicherweise
von der Empfängereinrichtung
weitergeleiteten Signale entweder seitens der Recheneinheit nicht
benötigt
werden oder, da diese unter Umständen
zusätzlich
auch von der "richtigen" Empfangseinrichtung
aufgenommen wurden, doppelt über
den Bus übertragen
werden und in der Recheneinheit doppelt vorhanden sind. Insgesamt
führt dies
dazu, dass durch das unerwünschte
Weiterleiten des von der Empfangseinrichtung empfangenen "falschen" Signals und durch
das Weiterleiten dieses "falschen" Signals über die
Busleitung die Busauslastung ansteigt. Kommt die oben beschriebene
Konstellation sehr häufig
vor, d. h. werden sehr häufig "falsche" Signale weitergeleitet,
führt dies
zu einer signifikant erhöhten
Busauslastung.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, bei einem Reifenkontrollsystem eine bessere und insbesondere
effektivere Weiterleitung der von der Empfangseinrichtung empfangenen
Signale zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, die von der Empfangseinrichtung
empfangenen Signale bei möglichst geringer
Busauslastung weiterzuleiten.
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Erfindungsgemäß wird zumindest
eine der oben genannten Aufgaben durch ein Reifenkontrollsystem
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Verfahren
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.
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Demgemäß ist vorgesehen:
Ein
Reifenkontrollsystem in oder für
ein Fahrzeug zur Ermittlung reifenspezifischer Parameter, welches eine
verteilte Busarchitektur aufweist, mit mindestens einer intelligenten
Empfangseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, Sendesignale einer
Radelektronik aufzunehmen, wobei die Empfangseinrich tung eine Signalverarbeitungsvorrichtung
aufweist, die eine Auswertung der aufgenommenen Sendesignale und/oder
eine Auswertung von aufgenommenen Signalen anderer Teilnehmer der
Busarchitektur vornimmt.
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Ein
Verfahren zum Betreiben von intelligenten Empfangseinrichtungen
einer verteilten Busarchitektur eines erfindungsgemäßen Reifenkontrollsystems,
bei dem zumindest von einer Empfangseinrichtung aufgenommene Sendesignale
verarbeitet und/oder auswertet werden und abhängig von dieser Verarbeitung
bzw. Auswertung weitergeleitet werden.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin,
ein in seiner Funktion erweitertes, intelligentes Reifendrucksystem
in einer verteilten Busarchitektur bereitzustellen. Diese verteilte
Busarchitektur umfasst neben einem Steuergerät, welches die zentrale Recheneinheit
umfasst, mehrere so genannte "intelligente" Empfangseinrichtungen.
Diese intelligenten Empfangseinrichtungen sind erfindungsgemäß dazu ausgelegt,
empfangene Signale nicht nur aufzunehmen und ohne wesentliche Auswertung
weiterzuleiten. Vielmehr sind diese intelligenten Empfangseinrichtungen
auch dazu ausgelegt, zumindest eine Vorverarbeitung und/oder Vorauswertung
der empfangenen Sendesignale vorzunehmen. Abhängig von dieser Vorauswertung
bzw. Vorverarbeitung werden dann die empfangenen Sendesignale entsprechend
weitergeleitet oder nicht. Im Falle einer Weiterleitung werden die
empfangenen Sendesignale nicht lediglich an das Steuergerät weitergeleitet,
sondern können
auch anderen intelligenten oder auch nicht intelligenten Empfangseinrichtungen
der verteilten Busarchitektur zugeführt werden. Dies setzt eine
weitere, ebenfalls vorteilhafte Funktionalität der intelligenten Empfangseinrichtung
dergestalt voraus, dass diese erfindungsgemäß neben deren Empfangsfunktionalität auch in
der Lage sind, den Bus bzw. die über
den BUS übertragenen
Informationen zu überwachen
und auszuwerten. Diese Überwachung
erfolgt einerseits auf ein Vorhandensein eines über den BUS übertragenen
Signals und/oder auf deren Inhalt, also der in diesen Signalen enthaltenen
Informatio nen. Auf diese Weise können die
verschiedenen Empfangseinrichtungen mithin auch untereinander kommunizieren
und beispielsweise von einer anderen intelligenten Empfangseinrichtung
aufgenommene und weitergeleitete Informationen, sofern diese benötigt werden, über den
Bus abgreifen und weiter verwenden.
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Die
Vorteile dieser verteilten Busarchitektur unter Verwendung intelligenter
Empfangseinrichtungen sind die Folgenden:
Zum Einen kann dadurch,
dass lediglich diejenigen Informationen weitergeleitet werden, die
entweder von einer anderen Empfangseinrichtung und/oder dem Steuergerät benötigt werden,
die Busauslastung signifikant reduziert werden. Dadurch kann auch
vermieden werden, dass redundante, d. h. von verschiedenen Empfangseinrichtungen
doppelt empfangene Informationen, doppelt über den Bus übertragen
werden, was ebenfalls die Busauslastung absenkt.
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Daneben
ist es dadurch auch möglich,
die Rechenauslastung der Recheneinheit innerhalb des Steuergerätes je nach
Bedarf zu reduzieren, da zumindest ein Teil der Auswertung und Verarbeitung bereits
in einer jeweiligen Empfangseinrichtung durchgeführt wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den weiteren Unteransprüchen
sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren der
Zeichnung.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen
dabei:
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1 eine
schematische Draufsicht eines PKWs zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Reifendrucksystems;
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2 anhand
eines Blockschaltbildes einen beispielhaften Aufbau einer radseitigen
Radelektronik;
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3 anhand
eines Blockschaltbildes einen beispielhaften Aufbau einer fahrzeugseitigen
Empfangseinrichtung;
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4 eine
schematische Draufsicht eines Pkws zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Reifenkontrollsystems;
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5 eine
schematische Draufsicht eines Pkws zur Erläuterung eines dritten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Reifenkontrollsystems.
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In
den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente,
Merkmale und Signale, sofern nichts Anderes angegeben ist, mit denselben
Bezugszeichen versehen worden.
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1 zeigt
anhand einer schematischen Draufsicht auf ein Pkw ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Reifendrucksystems. In 1 ist
mit Bezugszeichen 1 das Fahrzeug, beispielsweise ein Personenkraftfahrzeug
(PKW) bezeichnet. Die Erfindung eignet sich allerdings selbstverständlich bei
beliebigen Fahrzeugen, so z. B. auch bei Lastkraftfahrzeugen, Bussen,
Anhängern
oder dergleichen.
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Das
Fahrzeug 10 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Räder 11a–11d auf.
Die verschiedenen Radpositionen der Räder 11a–11d sind mit
VL, VR, HL, HR gekennzeichnet. Jedes dieser Räder 11a–11d ist
in einem Radkasten 12a–12d,
der eine eigens für
das jeweilige Rad 11a–11d vorgesehene
Einbuchtung der Karosserie darstellt, angeordnet und in bekannter
Art und Weise an einer hier nicht dargestellten Achse befestigt.
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Das
Fahrzeug 10 verfügt über ein
erfindungsgemäßes Reifenkontrollsystem,
welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel
als Reifendruckkontrollsystem zur Ermittlung beispielsweise des Reifendrucks
oder eines anderen reifenspezifischen Parameters ausgelegt ist.
Darüber
hinaus soll dieses Reifendruckkontrollsystem dazu ausgelegt sein,
die so ermittelten Informationen des Reifendruckes nicht nur zu
ermitteln, sondern auch auszuwerten und gegebenenfalls anzuzeigen.
Dieses Reifendruckkontrollsystem weist radseitige elektronische
Radeinrichtungen, nachfolgend auch als Radelektroniken bezeichnet,
fahrzeugseitige Empfangseinrichtungen, einen Bus sowie ein Steuergerät auf. Diese
Elemente des Reifendruckkontrollsystems sowie deren Anordnungen
und Funktionen werden nachfolgend erläutert:
Jedem einzelnen
Rad 11a–11d ist
eine Radelelektronik 13a–13d zugeordnet. Diese
Radelektronik 13a–13d kann
in an sich bekannter Weise beispielsweise innerhalb eines jeweiligen
Reifens, also in dessen Gummimaterial, angeordnet sein und/oder
im Bereich des Ventils oder der Felge des Rades 11a–11d angeordnet
sein. Eine jeweilige Radelektronik 13a–13d umfasst typischerweise
einen Radsensor, der dazu ausgelegt ist, radspezifische Parameter,
wie z. B. den Reifendruck, die Reifentemperatur, die Umdrehungsgeschwindigkeit
eines Rades, die Profiltiefe des Reifens und gegebenenfalls auch
andere Parameter, zu ermitteln. Die Radelelektronik 13a–13d umfasst
ferner eine Schaltungsanordnung, die die so von dem Radsensor gewonnenen
Informationen vorauswertet und für
ein Weiterleiten dieser Informationen aufbereitet. Diese Aufbereitung
sieht typischerweise auch eine Modulierung und Kodierung vor. Die
von der Radelektronik 13a–13d ermittelten Informationen
werden in einem Sendesignal XA–XD aufmoduliert
bzw. aufkodiert und über
eine drahtlose Kommunikationsverbindung an das Fahrzeug 10 gesendet.
Zu diesem Zwecke umfasst jede Radelektronik 13a–13d eine
jeweilige Sendeantennen 14a–14d. Mittels dieser
Sendeantennen werden die Sendesignale XA–XD, welche beispielsweise
als RF-Funksignale ausgebildet sind, gesendet.
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2 zeigt
anhand eines schematischen Blockschaltbildes einen beispielhaften
Aufbau einer Radelektronik 13a. Diese Radelektronik 13a weist
im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
einen Drucksensor 21, eine mit dem Drucksensor 21 verbundene
Verarbeitungseinrichtung 22 und einen mit der Verarbeitungseinrichtung 22 verbundenen
Sender 23 auf, die jeweils von einer lokalen Energieversorgung 24,
beispielsweise einem Akkumulator oder einer Batterie, mit elektrischer
Energie versorgt werden. Diese Radelektronik 13a ist dafür vorgesehen, mittels
des Drucksensors 21 den aktuellen Reifendruck des jeweiligen
Rades zu messen. Die Verarbeitungseinrichtung 22 ist u.
a. dafür
vorgesehen, eine Nachricht als Sendesignal XA über den gemessenen Reifendruck
zu erzeugen und diese Nachricht anschließend mittels des Senders/Empfängers 23 drahtlos
an die Empfangseinrichtung 15a zu senden. Dieses Sendesignal
XA wird beispielsweise mittels eines Hochfrequenzträgersignals
gesendet, z. B. bei einer Frequenz von größer als 200 MHz, bevorzugt von
315 MHz oder von 433,92 MHz. Außerdem
kann im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Nachricht
eine Information zur Identifizierung der entsprechenden Radelektronik 13a,
beispielsweise in Form einer codierten und/oder modulierten Identifikation,
umfassen.
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Zum
Empfangen dieser Sendesignale XA–XD weist das Reifendruckkontrollsystem
fahrzeugseitig mehrere Empfangseinrichtungen 15a–15d,
die jeweils eine Empfangsantenne 16a–16d umfassen, auf.
Im vorliegenden Fall sind insgesamt vier Empfangseinrichtungen 15a–15d im Bereich
des Radkasten 12a–12d und
somit in unmittelbar Nähe
zu den jeweiligen Radelektroniken 13a–13d angeordnet. Diese
Empfangseinrichtungen 15a–15d nehmen über die
jeweiligen Empfangsantennen 16a–16d die gesendeten
Signale XA–XD
auf.
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3 zeigt
anhand eines Blockschaltbildes einen beispielhaften Aufbau einer
fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung 15a. Die Empfangseinrichtung 15a wird
von einer Energiequelle des Pkws 10 in nicht dargestellter
Weise mit elektrischer Energie versorgt und weist jeweils eine Empfangsantenne 16a, eine
mit der Empfangsantenne 16a verbundene Empfangsstufe 26 und
einen Mikroprozessor 27 als Beispiel einer Signalverarbeitungsvorrichtung
auf.
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Das
Steuergerät 18,
die Empfangseinrichtungen 15a–15d und die Radelektronik 13a–13d sind dafür vorgesehen,
die jeweiligen Reifendrücke
beispielsweise innerhalb bestimmter Zeitabschnitte zu messen, die
gemessenen Reifendrücke
auszuwerten und eine den Pkw steuernde und nicht näher dargestellte
Person zu informieren, wenn einer der Reifen z. B. einen zu niedrigen
Reifendruck aufweist. Diese Person kann dann z. B. mit einer in
den Figuren nicht dargestellten optischen Anzeigevorrichtung oder akustischen
Vorrichtung des Pkws geeignet informiert werden, wobei die Anzeigevorrichtung
zusätzlich
noch anzeigen kann, welcher der Reifen einen zu niedrigen Reifendruck
aufweist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Reifendruckkontrollsystem
zusätzlich
mit einer Lokalisationsfunktion ausgestattet ist, die eine Zuordnung
der empfangen Informationen zu dem jeweiligen Reifen zulässt.
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Diese
Anordnung der Empfangseinrichtungen 15a–15d in der unmittelbaren
Nähe des
jeweiligen Rades 11a–11d (Ausführungsbeispiel
in 1) hat den Vorteil, dass die Sendesignale XA auch
dann noch mit relativ großer
Sicherheit empfangen werden können,
wenn diese mit einer geringen Sendeleistung ausgesendet werden.
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Das
Reifendruckkontrollsystem umfasst ferner einen Bus 17,
beispielsweise einen Ein- oder Zweidraht-CAN-Bus (CAN = Controller
Area Network), an dem jede der Empfangseinrichtungen 15a–15d über jeweilige
Verbindungsleitungen angekoppelt ist. Ebenfalls an diesem Bus 17 angekoppelt ist
ein Steuergerät 18,
welches eine zentrale Recheneinheit 19 beinhaltet. Diese
zentrale Recheneinheit 19 kann z. B. eine programmgesteuerte
Einrichtung, wie z. B. ein Mikroprozessor oder Mikrocomputer, oder
etwa auch eine festverdrahtete Logikschaltung, wie z. B. ein FPGA
oder PLD, sein. Dieses Steuergerät 18 bzw.
die darin vorgesehene Recheneinheit 19, der Bus 17 sowie
die Empfangseinrichtungen 15a–15d bilden insgesamt ein
Bussystem. Über
dieses Bussystem können
die von den jeweiligen Empfangseinrichtungen 15a–15d aufgenommenen
Sendesignale XA–XD
unter Verwendung des Busses 17 dem Steuergerät 18 zugeführt werden.
Das Steuergerät 18 ist
darüber
hinaus auch in der Lage, die jeweiligen Empfangseinrichtungen 15a–15d zu
steuern.
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In
einer zusätzlichen,
besonders vorteilhaften Ausgestaltung können die verschiedenen Empfangseinrichtungen 15a–15d über den
Bus 17 nicht nur mit dem Steuergerät 18 kommunizieren,
sondern auch miteinander kommunizieren. Dies setzt eine gewisse "Intelligenz" der jeweiligen Empfangseinrichtungen 15a–15d voraus,
d. h. diese Empfangseinrichtungen 15a–15d müssen auch
dazu ausgelegt sein, weitergeleitete Sendesignale YA–YD anderer Empfangseinrichtungen 15a–15d aufzunehmen
und zumindest teilweise zu verarbeiten. Dies setzt die Fähigkeit
voraus, dass eine jeweilige Empfangseinrichtung 15a–15d nicht
nur Sendesignale XA–XD über den
Bus 17 sendet, sondern den Bus 17 auch auf das Vorhandensein
weitergeleiteter Sendesignale YA–YD zu überwachen.
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Darüber hinaus
kann es ebenfalls vorteilhaft sein, wenn die Empfangseinrichtungen 15a–15d eine Vorauswertung
der empfangenen Sendesignale XA–XD
sowie eine entsprechende Auswertung vornehmen. Diese zusätzliche
Funktionalität
der Empfangseinrichtungen 15a–15d wird nachfolgend
noch detailliert beschrieben.
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Durch
diese Funktionserweiterung der Empfangseinrichtungen 15a–15d ergibt
sich eine verteilte Busarchitektur, da hier die Auswertung und Verarbeitung
nicht mehr ausschließlich
im Steuergerät 18 beziehungsweise
in der darin enthaltenen Recheneinheit 19 durchgeführt wird,
sondern zum Teil oder auch vollständig durch einzelne oder mehrere
Empfangseinrichtungen 15a–15d vorgenommen wird.
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Zwischen
einer jeweiligen Radelelektronik, beispielsweise der Radelelektronik 13a,
und der ihr zugeordneten Empfangsein richtung 15a findet
eine typischerweise unidirektionale Datenkommunikation durch radseitiges
Aussenden und fahrzeugseitiges Empfangen des Sendesignals XA statt.
Denkbar wäre
allerdings auch eine bidirektionale Datenkommunikation, beispielsweise
nach einem bekannten Challenge-Response-Verfahren, bei dem die Empfangseinrichtung 15a zunächst ein
Anfragesignal (Challenge) an die Radelelektronik 13a sendet
und von der Radelektronik 13a auf diese Anfrage hin eine Antwort
(Rsponse) zurückgesendet
wird. Darüber
hinaus können
bei dieser bidirektionalen Datenkommunikation auch sonstige Daten
zwischen der Radelektronik 13a und der Empfangseinrichtung 15a ausgetauscht
werden.
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4 zeigt
anhand einer Draufsicht auf ein Pkw ein zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Reifendrucksystems.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel
in der 1 sind hier die Empfangseinrichtungen nicht in
unmittelbarer Nähe
zu dem jeweiligen Rad 11a–11d angeordnet. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind hier lediglich beispielhaft vier Empfangseinrichtungen 15e–15h vorgesehen,
die über
das Kraftfahrzeug 10 verteilt angeordnet sind, wobei deren
Anordnung nicht unbedingt der in der 4 dargestellten
Anordnung entsprechen muss, sondern diese auch auf andere Art und
Weise verteilt sein können.
Auch deren Anzahl ist nicht auf vier beschränkt. Vielmehr können auch
mehr oder auch weniger, insbesondere auch weniger als 4 Empfangseinrichtungen 15e–15h vorgesehen
sein. Jede dieser Empfangseinrichtungen 15e–15h ist
in ähnlicher
Weise wie die in 3 dargestellte Empfangseinrichtung 15a ausgebildet
und über
Verbindungsleitungen an den gemeinsamen Bus 17 angekoppelt.
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5 zeigt
anhand einer Draufsicht ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reifendrucksystems.
Im Unterschied zu den beiden Ausführungsbeispielen in den 1 und 4 enthält hier
das Reifenkontrollsystem insgesamt acht Empfangseinrichtungen 15a–15h,
wobei auch hier wiederum gilt, dass deren Anzahl beliebig erweitert oder
auch reduziert werden kann. In dem Ausführungsbeispiel der 5 sind
die beiden Varianten der Anordnung und Verteilung der Empfangseinrichtungen 15a–15h aus
den 1 und 4 miteinander kombiniert. D.
h. hier ist eine erste Gruppe Empfangseinrichtungen 15a–15d vorgesehen,
die entsprechend dem Ausführungsbeispiel
in der 1 in unmittelbarer Nähe zu dem jeweils zugeordneten Rad 11a–11d und
somit in der Nähe
des Radkastens 12a–12d angeordnet
ist. Ferner ist eine zweite Gruppe von Empfangseinrichtungen 15e–15h vorgesehen,
die mehr oder weniger frei über
das Kraftfahrzeug verteilt angeordnet sind, wie dies im Ausführungsbeispiel
in 4 dargestellt ist.
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In
den beiden Ausführungsbeispielen
in den 4 und 5 können die verschiedenen, im
Pkw 10 verteilten Empfangseinrichtungen 15e–15h jeweils
einem Rad 11a–11d zugeordnet
sein. Zusätzlich
oder alternativ wäre
hier auch denkbar, dass die verschiedenen Empfangseinrichtungen 15e–15h nicht
einem jeweiligen Rad 11a–11d zugeordnet sind, sondern
beispielsweise mehreren Rädern 11a–11d zugeordnet
sind oder dass auch keine feste Zuordnung vorliegt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist ein intelligentes Konzept eines Reifendruckkontrollsystems vorgesehen,
wie die von den Empfangseinrichtungen 15a–15h aufgenommenen
Informationen über
das Bussystem weitergeleitet und weiterverarbeitet werden. Dieses
Konzept ist, sofern erfindungsgemäße "intelligenten" Empfangseinrichtungen 15a–15h vorgesehen
sind, relativ einfach zu implementieren. Der wesentliche Bestandteil
dieses Konzept besteht darin, dass die intelligenten Empfangseinrichtungen 15a–15h nicht,
wie dies bei bekannten Empfangseinrichtungen der Fall ist, die aufgenommenen
Sendesignale lediglich auf die Busleitung 17 legen und
damit dem Steuergerät 18 zuführen. Vielmehr
erfolgt hier in den jeweiligen Empfangseinrichtungen 15a–15h eine Vorauswertung
des empfangenen Signals XA–XD. Diese
Vorauswertung kann auf verschiedene Art und Weise durchgeführt werden,
je nachdem wie das gesamte Bussystem des Reifendruckkontrollsystems ausgelegt
sein soll. Dies sei nachfolgend anhand einiger Beispiele kurz er läutert:
Bei
einer ersten Anwendung sind alle Empfangseinrichtungen 15a–15d,
wie im Ausführungsbeispiel
in 1 dargestellt, in der unmittelbaren Nähe des jeweiligen
Rades 11a–11d angeordnet.
Die Empfangseinrichtungen 15a–15d nehmen die von
der jeweils zugeordneten Radelektronik 13a–13d gesendeten Sendesignale
XA–XD
auf und leiten diese aufgenommenen Sendesignale über den Bus 17 dem
Steuergerät 18 zu.
Es kann aber auch der Fall auftreten, dass beispielsweise die Empfangseinrichtung 15a ein
Sendesignal XB einer anderen als der ihr zugeordneten Radelektronik 13a empfängt. In
diesem Falle nimmt die Empfangseinrichtung 15a eine Auswertung
dieses empfangenen Signals XB vor. Bei dieser Auswertung kann die
Empfangseinrichtung 15a beispielsweise über die in dem Sendesignal
XB enthaltene Identifikation feststellen, von welcher Radelektronik 13a–13d dieses
Sendesignal XB stammt bzw. zumindest feststellen, dass dieses Sendesignal
XB nicht von der ihr zugeordneten Radelektronik 13a stammt.
Wird dies von der Empfangseinrichtung 15a festgestellt,
dann wird dieses empfangene Sendesignal XB nicht über den
Datenbus 17 dem Steuergerät 18 zugeleitet.
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In
einer Variante könnte
auch vorgesehen sein, dass die Empfangseinrichtung 15a dieses
empfangene Sendesignal XB der entsprechend zugeordneten Empfangseinrichtung 15b zusendet.
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Zusätzlich oder
alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Empfangseinrichtung 15a dieses
aufgenommene Sendesignal XB anstelle der Empfangseinrichtung 15b an
das Steuergerät 18 sendet
zusammen mit der Information, dass dieses empfangene Sendesignal
XB eben nicht von der Radelektronik 13a, sondern von der
Radelektronik 13b stammt.
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Insgesamt
erfolgt hier also keine unmittelbare Weiterleitung der empfangenen
Sendesignale XA–XD,
sondern diese empfangenen Sendesignale XA–XD werden in der jeweiligen
Empfangseinrichtung 15a–15d vor einem Weiterleiten
zumindest da hingehend verifiziert, ob sie von der jeweils zugeordneten – Radelektronik 13a–13d stammen.
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Auf
diese Weise kann vorteilhafterweise die Busauslastung reduziert
werden, da "falsche" Informationen nicht über den
Bus 17 weitergeleitet werden, wodurch der Bus 17 zumindest
häufiger
von einer unerwünschten
Auslastung verschont bleibt.
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In
einem zweiten Anwendungsbeispiel sind die Empfangseinrichtungen über den
Pkw 10 verteilt, wie dies in dem Ausführungsbeispiel in 4 dargestellt
ist. Hier sind beispielsweise die verschiedenen Empfangseinrichtungen
eben nicht einem spezifischen Rad 11a–11d zugeordnet. Jede
der Empfangseinrichtungen 15e–15h ist dazu ausgelegt, Sendesignale
XE–XH
aufzunehmen. Diese empfangenen Sendesignale werden in Form der Signale YE–YH auf
den Bus 17 gelegt und können
so im Steuergerät 18 ausgewertet
werden. Zusätzlich
sind diese Empfangseinrichtungen 15e–15g dazu ausgelegt,
jeweilige Signale YE–YH,
welche über
den Bus 17 übertragen
werden, als solche zu erkennen. Jede der Empfangseinrichtungen 15e–15h ist
somit dazu ausgelegt, zu ermitteln, ob Empfangssignale YE–YH, die
von einer anderen Empfangseinrichtung 15e–15g aufgenommen
und weitergeleitet wurden, vorhanden sind. Ist dies der Fall, dann
kann eine jeweilige Empfangseinrichtung die für sie erforderliche Information, die
beispielsweise von einer ihr zugeordneten Radelektronik 13a–13d stammt, über den
Bus 17 aufnehmen und je nach Applikation weiterverwenden
oder weiterverarbeiten.
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Beispielsweise
kann es sich bei einer Information in dem Empfangssignal um Informationen handeln,
die zwar von einer Empfangseinrichtung 15e–15h aufgenommen
wurde, jedoch von einer anderen Empfangseinrichtung 15e–15g benötigt wird. In
diesem Falle entnimmt diejenige Empfangseinrichtung 15e–15h,
die diese Information tatsächlich
benötigt,
diese Information aus dem auf den Bus befindlichen Empfangssignal.
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Der
besondere Vorteil dieser Ausführung
besteht darin, dass die Gefahr, Informationen in dem Bussystem zu
verlieren, signifikant reduziert wird, da immer auch die Möglichkeit
besteht, dass eben diese Information von einer anderen Empfangseinrichtung bereits
aufgenommen wurde. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn eine
Empfangseinrichtung beispielsweise aufgrund einer gestörten Übertragungsstrecke
zwischen der Radelektronik und dieser Empfangseinrichtung das jeweils
gesendete Sendesignal nicht empfangen kann. Hier besteht immer auch
die Möglichkeit,
dass dieses Sendesignal über
zumindest eine andere Empfangseinrichtung, bei der eine ungestörte Übertragungsstrecke
zu der eben genannten Radelelektronik vorhanden ist, aufgenommen
wird. In diesem Falle kann dann die Empfangseinrichtung diese aufgenommene
Information an diejenige Empfangseinrichtung weiterleiten, die diese Information
benötigt.
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Es
versteht sich von selbst, dass diese Funktionalität nicht
notwendigerweise lediglich für
verteilte Empfangseinrichtungen entsprechend dem Ausführungsbeispiel
in 4, sondern auch für Empfangseinrichtungen in
unmittelbarer Nähe
zu dem Radkasten wie im Ausführungsbeispiel
der 1 und selbstverständlich auch für das Ausführungsbeispiel
der 5 angewendet werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass nicht relevante Informationen,
die beispielsweise auch von anderen Verkehrsteilnehmern, z. B. von
anderen Kraftfahrzeugen, ausgesendet und durch die jeweiligen Empfangseinrichtungen 15a–15d im
Fahrzeug 10 aufgenommen werden, als solche erkannt werden und
somit nicht weitergeleitet werden.
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Ebenfalls
nicht weitergeleitet werden in einer alternativen Ausgestaltung
solche Informationen, die nicht von dem gesamten System, d. h. von
den übrigen
Empfangseinrichtungen und/oder von dem Steuergerät 18, benötigt werden.
Somit werden lediglich solche Informationen von der jeweiligen Empfangseinrichtung 15a–15h weitergeleitet,
die zumindest von einer weiteren Empfangseinrichtung 15a–15h und/oder
dem Steuergerät 18 benötigt werden.
Auch dies erfordert, dass in diesem Falle sämtliche Empfangseinrichtungen 15a–15h dazu
ausgelegt sind, den Bus 17 zu überwachen, ob für ihn bestimmte
Informationen auf dem Bus 17 befindlich sind.
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In
einer weiteren Ausgestaltung kann es vorkommen, dass insbesondere
bei einer verteilten Busarchitektur, wie sie in den 1, 4 und 5 dargestellt
ist, ein von einer Radelektronik 13a gesendetes Sendesignal
XA von zumindest einer Empfangseinrichtungen 15a–15h aufgenommen wird.
In diesem Fall wird erfindungsgemäß vorgesehen, dass dieses empfangene
Sendesignal XA lediglich von einer der Empfangseinrichtungen 15a–15d auf
den Bus 17 gelegt wird und somit dem gesamten Bussystem
zugeführt
wird. Die übrigen
Empfangseinrichtungen würden
in diesem Falle das empfangene Sendesignal XA nicht auf den Bus 17 legen.
Auch diese Ausgestaltung erfordert, dass jede der Empfangseinrichtungen 15a–15d intelligent
ausgebildet ist und somit nicht nur zum Empfangen und Weiterleiten
der Sendesignale XA–XD
ausgelegt ist, sondern auch in der Lage ist, den Bus 17 dahingehend
zu überwachen,
ob nicht eine andere Empfangseinrichtung 15a–15d beispielsweise
ein gleiches Sendesignal XA empfangen und bereits auf den Bus 17 gelegt hat.
Die Busauslastung sinkt vor allem auch dadurch, da auf diese Weise
redundante Informationen nicht über
den Bus übertragen
werden.
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Auch
diese Konstellation reduziert die Busauslastung signifikant, insbesondere
dann, wenn eine Vielzahl solcher Empfangseinrichtungen 15a–15h in
einem Reifenkontrollsystem vorgesehen sind und/oder wenn die Sendesignale
XA–XD
mit hoher Sendeleistung gesendet werden und/oder wenn eine geringe
Störung
der Übertragungsstrecke
zwischen Radelektronik und Empfangseinrichtung vorhanden ist.
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Es
versteht sich von selbst, dass die oben angegebenen Ausführungsbeispiele
und Varianten für
das Betreiben der "intelligenten" Empfangseinrichtungen 15a–15h innerhalb
der verteilten Busarchitektur auch miteinander kombiniert werden können und
insbesondere auch in allen verschiedenen Ausführungsbeispielen der 1, 4 und 5 eingesetzt
werden können.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, sei sie nicht darauf beschränkt, sondern ist auf mannigfaltige
Art und Weise modifizierbar.
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Wenngleich
die Erfindung vorstehend anhand eines Reifendrucksensors beschrieben
wurde, sei die Erfindung nicht ausschließlich auf die Ermittlung des
Reifendruckes beschränkt.
Vielmehr kann als Radelektronik jede Einrichtung verstanden werden,
die Information ermittelt, aus welchen die am Rad möglicherweise
auftretenden Fehlerzustände oder
sonstige Radeigenschaften detektiert werden können. Der Begriff "Fehlerzustand" ist im vorliegenden
Zusammenhang weit auszulegen und umfasst alle Zustände, Eigenschaften
und Informationen eines jeweiligen Rades, die als detektionswürdig betrachtet
werden, beispielsweise auch die eingangs bereits genannten Eigenschaften
wie Reifentemperatur, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung,
Reifenprofildicke, etc.
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So
sei die Erfindung insbesondere auch nicht auf ein Reifendruckkontrollsystem
beschränkt,
sondern lässt
sich auch auf andere Reifenkontrollsysteme, wie z. B. ein System
zur Lokalisation des Einbauortes eines Rades bezogen auf das Fahrzeug,
erweitern.
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Auch
wurde die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines Reifenkontrollsystems
beschrieben, bei dem der Sender (ohne Anfrage seitens des Steuergerätes) reifenspezifische
Parameter im Sendesignal an den jeweils zugeordneten Empfänger sendet,
wobei der Empfänger
in diesem Fall nicht notwendigerweise ein Quittierungssignal zurücksendet.
Die Erfindung kann hier auch auf solche Reifendrucksysteme erweitert
werden, die in Transpondertechnologie ausgebildet sind, wobei hier
der Transponder als aktiver, passiver oder semipassiver Transpon der
ausgebildet sein kann. Die Bezeichnungen "passiv" und "aktiv" beziehen sich auf die Art der Energieversorgung
des Transponders, wobei der Transponder im ersteren Falle keine
eigene Energieversorgung aufweist und im zweiten Falle über zumindest einen
aufladbaren Akkumulator verfügt.
Hier erfolgt die Datenkommunikation zwischen Sender und Empfänger, wie
bei der Transpondertechnologie üblich, durch
ein bekanntes Challenge-Response-Verfahren, wobei der radseitige
Transponder in diesem Falle typischerweise eine Backscatter-Technologie
für das
Zurücksenden
der Sendesignale verwendet.
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Insbesondere
sei die Erfindung auch nicht auf die speziellen Zahlenangaben und
Frequenzwerte beschränkt,
sondern lässt
sich im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch bei niederfrequenten und/oder
hochfrequenten Sendesignalen mit anderen Übertragungsfrequenzen einsetzen.
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Bei
Verwendung einer erfindungsgemäßen "intelligenten" Empfangseinrichtung
ist es möglich, ein
Reifenkontrollsystem in einer verteilten Architektur zu realisieren.
Beispielsweise ist es dadurch möglich,
die Funktionalität
der Empfangseinrichtung signifikant zu erweitern, sodass beispielsweise
ein Warnalgorithmus durch die Empfangseinrichtung, die eben einen über ein
Sendesignal empfangenen Fehlerzustand aufnimmt, selbst durchgeführt wird.
Das Steuergerät
bzw. die darin angeordnete programmgesteuerte Einrichtung wird von
den jeweiligen Empfangseinrichtungen in diesem Falle lediglich mit
den erforderlichen Daten, wie z. B. Anzeigedaten, Warnstatus usw.,
aktualisiert, wodurch der Rechenaufwand dieser Recheneinheit signifikant
reduziert wird. Die Rechenleistung wird hier durch die verteilten Empfangseinrichtungen
zum Teil miterfüllt.
Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Steuergerät dazu ausgelegt
ist, auch andere Funktionen, die nicht Teil des Reifenkontrollsystems
sind, zu erfüllen. In
diesem Falle würde
das Steuergerät
nur in Ausnahmefällen
aktiviert werden und würde
somit den anderen Funktionen des Fahrzeugs zur Verfügung stehen.
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Als
Steuergerät
kann hier beispielsweise ein Steuergerät für Rückhaltemittel, Sicherheitssysteme und
dergleichen oder etwa auch ein Motorsteuergerät verwendet werden.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung
ist es möglich,
dass diese Empfangseinrichtung eine (Vor-)Verarbeitung der empfangenen Sendesignal
vornimmt, wenn dies gewünscht
ist, oder zusätzlich
oder alternativ diese empfangenen Sendesignale auch über den
Bus weiterleitet, sodass diese von beispielsweise einer anderen
intelligenten Empfangseinrichtung und/oder dem Steuergerät verarbeitet
wird.
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Die
vorstehend beschriebenen Reifenkontrollsysteme beziehen sich auf
gegenständliche
Vorrichtungen.