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Die
vorliegende Erfindung beschreibt ein Fahrzeughöhenermittlungssystem, das einfach
am Fahrzeug montiert werden kann.
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Hintergrund
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Es
sind bereits verschiedene Fahrzeughöhenermittlungssysteme, die
die Höhenlage
des Fahrzeugs aus der Position der gefederten Fahrzeug-Karosserie
relativ zum ungefederten Rad an einem Fahrzeug mit Federungsmechanismus
ermitteln, beschrieben worden. Gemäß JP10-002706A wird z.B. durch
die Umwandlung der eindimensionalen Veränderung z.B. eines Aufhängungslenkers
in einen Drehwinkel die Höhenlage
des Fahrzeugs ermittelt. Weiterhin werden – z.B. gemäß JP62-014304U – die Höhenlage
des Fahrzeugs und deren Änderung
auf Basis der relativen Positionsinformation eines inneren Zylinders
und eines Stabes ermittelt, die einen Kondensator im Stoßdämpfer ergeben.
Diese Erfassung basiert auf der Kapazität des Kondensators.
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Bei
einem Aufbau, bei dem die Höhenlage des
Fahrzeugs auf Basis einer Größe einer
eindimensionalen Veränderung
ermittelt wird, die in einen Drehwinkel umgewandelt wird, ist eine
mechanischer Verbindungsmechanismus nötig, um den Drehwinkel in Abhängigkeit
vom Betrag der Veränderung
zu erzeugen. Daher benötigt
ein solcher Aufbau, der die Höhenlage
des Fahrzeugs ermittelt, einen beträchtlichen Bauraum und Verschiebeweg
des gemessenen Verschiebebetrages. Außerdem kann der Verbindungsmechanismus
nur schwerlich am Fahrzeug montiert werden. Dies begrenzt die Möglichkeiten
der Fahrzeughöhenermittlung.
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Bei
einem Aufbau, bei dem die Höhenlage des
Fahrzeugs auf Basis einer relativen Positionsinformation eines inneren
Zylinders und eines Stabes im Stoßdämpfer ermittelt wird, muss
ein Sensor auf kleinem Raum untergebracht werden. Dies begrenzt die
Größe des Sensors.
Weil darüber
hinaus die Temperatur des Stoßdämpfers wahrscheinlich
hoch ist, müssen
beim Sensor Maßnahmen
zur Ausfallvermeidung ergriffen werden.
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Daher
besteht ein Bedarf an einem Fahrzeughöhenermittlungssystem, das einfach
am Fahrzeug montiert werden kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Mit
Bezug auf das vorstehend Beschriebene schafft die vorliegende Erfindung
ein Fahrzeughöhenermittlungssystem,
das die Höhenlage
des Fahrzeugs durch das Senden und Empfangen eines Drahtloswellensignals
zwischen dem Rad und der Karosserie eines Fahrzeugs ermittelt, wobei
das System eine Sendeeinrichtung, die entweder am Rad oder an der
Karosserie vorgesehen ist und das Drahtloswellensignal aussendet,
eine Empfangseinrichtung, die an der jeweils anderen Seite (am Rad oder
an der Karosserie) vorgesehen ist und das von der Sendeeinheit ausgesendete
Drahtloswellensignalempfängt,
und eine Fahrzeughöhenermittlungseinrichtung
aufweist, welche die Höhenlage
der Karosserie auf Basis der Zeit zwischen der Aussendung des Drahtloswellensignals
von der Sendeeinrichtung bis zu dessen Empfang an der Empfangseinrichtung und/oder
auf Basis der Intensität
des von der Empfangseinrichtung empfangen Drahtloswellensignals ermittelt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Höhenlage
eines Fahrzeugs (d.h. der Karosserie) durch Senden und Empfangen
eines vorbestimmten Drahtloswellensignals zwischen einem Rad und
der Karosserie des Fahrzeugs ermittelt. Dieser Aufbau erfordert
keinen mechanischen Verbindungsmechanismus, so dass das Fahrzeughöhenermittlungssystem
einfach am Fahrzeug montiert werden kann, zumal weder die Installation
einer speziellen Struktur am Aufhängungsmechanismus nötig ist,
wie sie bei einem im Stoßdämpfer vorgesehen
Fahrzeughöhenermittlungssystem
erforderlich ist, noch Maßnahmen
gegen den Temperatureinfluss nötig
sind.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die
vorstehend beschriebenen und weiteren Eigenschaften und Merkmale
der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch deutlicher.
Es zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, das ein Fahrzeughöhenermittlungssystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
Ansicht zur Erläuterung
einer beispielhaften Anordnung mit einem radseitigen Sendeabschnitt
und einem karosserieseitigen Empfangsabschnitt eines Fahrzeugs;
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3 eine
Ansicht zur Erläuterung
des Sende- und Empfangsvorgangs eines Drahtloswellensignals im Fahrzeughöhenermittlungssystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ein
Blockdiagramm, das ein Fahrzeughöhenermittlungssystem
gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine
Ansicht zur Erläuterung
des Sende- und Empfangsvorgangs eines Drahtloswellensignals im Fahrzeughöhenermittlungssystem
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die
Figuren erläutert.
Die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird Bezug nehmend auf die 1 bis 3 erläutert. 1 zeigt
das Fahrzeughöhenermittlungssystem 1 gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält des Fahrzeughöhenermittlungssystem
einen radseitigen Sendeabschnitt 10 (der als Sendeeinrichtung
dient), einen karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11 und
einen Steuerabschnitt 12. Wie in 2 gezeigt,
sind der radseitige Sendeabschnitt 10 und der karosserieseitige
Empfangsabschnitt 11 an einem Fahrzeug 50 mit Aufhängungsmechanismus
angeordnet.
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Der
in den 1 und 2 gezeigt radseitige Sendeabschnitt 10 ist
an jedem ungefederten Rad 51 des Fahrzeugs 50 angeordnet
und sendet z.B. ein Drahtloswellensignal aus. Als Drahtloswellensignal, das
vom radseitigen Sendeabschnitt 10 gesendet wird, kann z.B.
eine elektromagnetische Welle, einschließlich Infrarotstrahl und elektrischem
Impuls, oder eine Ultraschallwelle dienen. Unter diesen Umständen kann
der radseitige Sendeabschnitt 10 z.B. an einem Radgeschwindigkeitssensor
montiert werden, der zur Erfassung der Radgeschwindigkeit an einer
Antiblockierbremsvorrichtung zur Antiblockierbremssteuerung des
Fahrzeugs 50 an einem Rad 51 angeordnet ist. Des
weiteren kann der radseitige Sendeabschnitt 10 am Reifendrucksensor
montiert werden, der zur Erfassung des Reifendrucks am Rad 51 angeordnet
ist und zu einem Reifendrucküberwachungssystem
gehört,
das den Reifendruck des Fahrzeugs 50 überwacht. Das vom radseitigen
Sendeabschnitt 10 gesendete Drahtloswellensignal wird mit
einem vorbestimmten Radialwinkel gesendet und kann darüber hinaus
eine vorbestimmte Richtwirkung aufweisen.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält der radseitige Sendeabschnitt 10 einen
Schwingkreis 10A, der ein Drahtloswellensignal wie z.B.
eine elektromagnetische Welle oder eine Ultraschallwelle erzeugt,
und einen Ausgangssteuerkreis 10B, der die Ausgangsaktionen
des im Schwingkreis 10A erzeugten Drahtloswellensignals
steuert. Der Ausgangssteuerkreis 10B schaltet zwischen
Start und Stopp des Ausgangs des Drahtloswellensignals, das im Schwingkreis 10A auf
Basis der vom Steuerabschnitt 12 erhaltenen Sendesteuerinformation
erzeugt wurde.
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Der
in den 1 und 2 gezeigte karosserieseitige
Empfangsabschnitt 11 ist an der gefederten Karosserie 52 eines
Fahrzeugs 50 positioniert und empfängt das vom radseitigen Sendeabschnitt 10 gesendete
Drahtloswellensignal. Da dieses mit einem vorbestimmten Radialwinkel
gesendet wird, kann der karosserieseitige Empfangsabschnitt 11 das
vom radseitigen Sendeabschnitt 10 ausgesendete Drahtloswellensignalempfangen,
auch wenn sich die relative Position des ungefederten Rades 51 zur gefederten
Karosserie 52 am Fahrzeug 50 ändert. Wie in 1 gezeigt,
enthält
der karosserieseitige Empfangsabschnitt 11 einen Empfänger 11A (d.h.
er dient als Empfangseinrichtung), der das Drahtloswellensignalempfängt, und
einen Fahrzeugshöhenermittlungs-Verarbeitungskreis 11B (der
im Folgenden vereinfachend Verarbeitungskreis 11B genannt
wird und als Einrichtung zur Fahrzeughöhenermittlung und als Einrichtung
zur Datenverarbeitung dient), der die Höhe der Karosserie 52 des
Fahrzeugs 50 auf Basis des Empfangszeitverhaltens und Intensität des Drahtloswellensignals
am Empfänger 11A bestimmt. Die
ermittelte Information über
die Höhenlage
des Fahrzeugs, die die vom Verarbeitungskreis 11B bestimmte
Höhe der
Fahrzeugkarosserie anzeigt, wird zum Steuerabschnitt 12 übermittelt.
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Der
Steuerabschnitt 12 enthält
z.B. einen fahrzeugseitigen Mikrocomputer, wie z.B. eine elektronische
Steuereinheit (ECU), der die Sendesteuerinformation erzeugt, welche
zum radseitigen Sendeabschnitt 10 und zum karosserieseitigen
Empfangsabschnitt 11 geleitet werden muss, und der die
vom karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11 ermittelte Information über die
Höhenlage
des Fahrzeugs erhält.
Die vom Steuerabschnitt 12 produzierte Sendesteuerinformation
hat den Informationsgehalt der Sende-Zeitsteuerung zur periodischen
Aussendung des Drahtloswellensignals vom radseitigen Sendeabschnitt 10 zum
karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11. Der Steuerabschnitt 12 enthält im Einzelnen
z.B. einen ROM-Speicher
(Read Only Memory), der verschiedene Einstellungsdaten und ein oder mehrere
vom Computer im Voraus lesbare Programme speichert, einen RAM-Speicher (Random
Access Memory), der das oder die Programme aus dem ROM-Speicher lädt und einen
Arbeitsspeicher zur Verfügung
stellt, eine CPU (Central Processing Unit), die verschieden Prozesse
nach den Vorgaben des oder der Programme aus dem ROM-Speicher ausführt, und
eine Schnittstellenschaltung, die mit dem fahrzeuginternen Netzwerk
verbunden ist, welches z.B. ein fahrzeuginternes LAN (Local Area
Network) mit einem CAN (Car Area Network) oder einem LIN (Local
Interconnect Network) sein kann.
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Der
Steuerabschnitt 12 kann verschiedene Steuerungen durchführen, die
auf den Betrieb des Fahrzeugs 50 im Zusammenhang mit der
von der ermittelten Fahrzeughöhenlageninformation
ausgewiesenen Fahrzeughöhe
(d.h. Höhenlage
des Karosserie) bezogen sind. So kann der Steuerabschnitt 12 z.B.
Operationen von verschiedenen Federungsmechanismen, wie z.B. einer
Luftfederung oder einer hydraulischen Federung, steuern. Außerdem kann
der Steuerabschnitt 12 z.B. die Härte eines Federmechanismus
im Zusammenspiel mit der Fahrzeughöhe (d.h. Änderung der Höhenlage
der Karosserie) steuern. Weiterhin kann der Steuerabschnitt 12 die
Strahlungsrichtung der Frontscheinwerfer im Zusammenspiel mit einer Änderung
der für
jedes Rad 51 des Fahrzeugs 50 ermittelten Fahrzeughöhe (d.h.
der Höhenlage
der Karosserie) steuern.
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Im
folgenden wird eine Betriebsweise des Fahrzeughöhenermittlungssystems 1 gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Beim Aufbau des Fahrzeughöhenermittlungssystems 1 wird
die vom Steuerabschnitt 12 erzeugte Sendesteuerinformation
zum radseitigen Sendeabschnitt 10 und zum karosserieseitigen
Empfangsabschnitt 11 übermittelt.
Hierbei kann die Übermittlung der
Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 12 zum radseitigen
Sendeabschnitt 10 mittels einer von den anderen Kabeln
getrennten Verkabelung erfolgen. Alternativ hierzu kann die Übermittlung
der Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 12 zum radseitigen
Sendeabschnitt 10 auch mittels einer Verkabelung erfolgen,
die zusammen mit der Verkabelung für ein Antiblockiersystem oder
einem Reifenducküberwachungssystem
verläuft.
Oder sie kann unter Heranziehung der Verkabelung für ein Antiblockiersystem
oder einem Reifenducküberwachungssystem
an sich stattfinden.
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Wenn
z.B. der radseitige Sendeabschnitt 10 am Radgeschwindigkeitssensor
eines Antiblockiersystems des Fahrzeugs 50 montiert ist,
wird die Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 12 zum radseitigen
Sendeabschnitt 10 mittels einer Verkabelung entlang der
Verkabelung des Antiblockiersystems übertragen oder unter Benutzung
der Verkabelung des Antiblockiersystems selbst. Oder wenn der radseitige
Sendeabschnitt 10 am Reifendrucksensor eines Reifendrucküberwachungssystems
des Fahrzeugs 50 montiert ist, wird die Sendesteuerinformation
vom Steuerabschnitt 12 zum radseitigen Sendeabschnitt 10 unter
Benutzung einer Verkabelung des Reifendrucküberwachungssystems übertragen
oder durch die Verkabelung des Reifendrucküberwachungssystems selbst.
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Außerdem kann
die Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 12 zum radseitigen
Sendeabschnitt 10 mit einem Drahtloswellensignal übertragen werden,
das sich von einem vom radseitigen Sendeabschnitt 10 gesendeten
Drahtloswellensignal unterscheidet. Wenn z.B. als Drahtloswellensignal
vom radseitigen Sendeabschnitt 10 zum karosserieseitigen
Empfangsabschnitt 11 eine Ultraschallwelle verwendet wird,
kann die Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 12 zum
radseitigen Sendeabschnitt 10 als elektromagnetische Welle
in Form eines Radiosignals übermittelt
werden. Wenn als Drahtloswellensignal vom radseitigen Sendeabschnitt 10 zum karosserieseitigen
Empfangsabschnitt 11 eine elektromagnetische Welle wie
z.B. ein Radiosignal (einschließlich
Infrarotstrahl) mit vorbestimmter Frequenz genutzt wird, kann auch
die Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 12 zum radseitigen
Sendeabschnitt 10 als Radiosignal (einschließlich Infrarotstrahl)
mit einer Frequenz gesendet werden, die sich von der vorbestimmten
Frequenz des Radiosignals vom radseitigen Sendeabschnitt 10 zum
karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11 unterscheidet. Alternativ
könnte
zur Übertragung
des Radiosignals ein Zeitfenster genutzt werden, das sich vom Übertragungszeitfenster
des Signals vom radseitigen Sendeabschnitt 10 zum karosserieseitigen
Empfangsabschnitt 11 unterscheidet.
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Die Übertragung
der Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 12 zum karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11 kann
mittels einer Verkabelung stattfinden, die ausschließlich und
getrennt von anderen Verkabelungen vorgesehen ist. Statt dessen kann
die Übertragung
der Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 12 zum karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11 mit
einer allgemeinen Verkabelung stattfinden, die beim fahrzeugintern
installierten Netzwerk, wie z.B. LAN einschließlich CAN und LIN oder dergleichen,
zur Anwendung kommt.
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Am
radseitigen Sendeabschnitt 10 wird das am Schwingkreis 10A erzeugte
Drahtloswellensignal auf Basis einer Steuerung des Ausgangssteuerkreises 10B periodisch
zum karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11 gesendet, und
zwar zu einer Sendezeit, die in der Sendesteuerinformation angegeben wird.
Durch die Übertragung
des Drahtloswellensignals von dem radseitigen Sendeabschnitt 10,
wie beispielhaft in 3 gezeigt, erreicht das vom
radseitigen Sendeabschnitt 10 zu einer vorbestimmten Zeit ausgesendete
Drahtloswellensignal den karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11.
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Im
karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11 führt der
Verarbeitungskreis 11B eine Signalverarbeitung zur Spezifizierung
der Höhenlage
der Karosserie 52 des Fahrzeugs 50 aus, und zwar
auf der Basis der Empfangszeit und der Signalstärke des Drahtloswellensignals
am Empfänger 11A.
Wenn also die Einfederungsrichtung der Karosserie 52, durch
die sich die Höhenlage
des Fahrzeugs 50 ändert,
eine Komponente enthält,
die lotrecht zur Richtung der Wellenfront des vom radseitigen Sendeabschnitt 10 gesendeten
Drahtloswellensignals steht, ändert
sich der Weg des Drahtloswellensignals in Abhängigkeit von der Fahrzeughöhe (d.h.
der Höhenlage
der Karosserie). Diese Wegunterschiede des Drahtloswellensignals
verändern
die zeitliche Dauer von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals.
Entsprechend kann der Verarbeitungskreis 11B einen Prozess
ausführen,
der die Höhenlage
des Fahrzeugs 50 auf der Basis der Zeitdauer von der Aussendung
des Drahtloswellensignals vom radseitigen Sendeabschnitt 10 bis
zu dessen Empfang am karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11 ermittelt. Der
Verarbeitungskreis 11B schätzt die Intensität des Drahtloswellensignals
auf der Basis der Differenz eines Spitzenwertes des Drahtloswellensignals
und eines darauf folgenden Spitzenwertes des Drahtloswellensignals
ab.
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Z.B.
enthält
der Verarbeitungskreis 11B einen Datenspeicher (z.B. ROM,
Flash-Speicher oder dergleichen), in dem eine Zeit-/Fahrzeugniveau-Daten-Umrechnungstabelle
gespeichert ist, welche zuvor im Test spezifizierte Zuordnungen
zwischen Fahrzeughöhenlage
und Zeitdauer von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals wiedergibt.
Die Sendesteuerinformation, die die Zeit für die Aussendung des Drahtloswellensignals
am radseitigen Sendeabschnitt 10 angibt, wird vom Steuerabschnitt 12 zum
Verarbeitungskreis 11B übermittelt.
Danach spezifiziert der Verarbeitungskreis 11B die Zeitdauer
von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals auf
der Basis der Empfangszeit des Drahtloswellensignals am Empfänger 11A und
der Sendezeit, die vom Sendekontrollsignal angegeben wird. Die Fahrzeughöhenlage
(d.h. die Höhenlage
der Karosserie) kann durch Umrechnung der Dauer von der Aussendung
bis zum Empfang des Drahtloswellensignals in Fahrzeughöhendaten
(d.h. -Information) ermittelt (d.h. berechnet) werden, die der spezifizierten
Zeitdauer entsprechen. Dies geschieht mit Bezug auf die Zeit-/Fahrzeugniveau-Daten-Umrechnungstabelle,
die auf der spezifizierten Zeitdauer von der Aussendung bis zum
Empfang des Drahtloswellensignals basiert. (D.h., die Höhenlage
der Karosserie ist auf Basis der Zeitdauer von der Aussendung bis
zum Empfang des Drahtloswellensignals zu den Fahrzeughöhendaten
erhältlich.)
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Wenn
das Drahtloswellensignal einen vorbestimmten Radialwinkel aufweist, ändert sich
die Intensität
des Empfangssignals des Drahtloswellensignals an der Empfangsposition
in Abhängigkeit
von den Wegeunterschieden des Drahtloswellensignals. Wenn z.B. die
Empfangsposition des Drahtloswellensignals weiter entfernt von der
Sendestelle des Drahtloswellensignals liegt, wird das Drahtloswellensignal
durch die Streuung der Strahlung abgeschwächt, wodurch die Intensität des an
der Empfangsposition empfangenen Drahtloswellensignals abnimmt.
Zusätzlich
schwankt die Intensität
des empfangenen Drahtloswellensignals entsprechend dem Radialwinkel
an der Empfangsposition, sofern das Drahtloswellensignal eine vorbestimmte
Richtwirkung aufweist. Dementsprechend kann der Verarbeitungskreis 11B einen
Prozess zur Ermittlung der Höhenlage
des Fahrzeugs 50 auf der Basis der Intensität der am
karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11 empfangenen Drahtloswellensignal
ausführen.
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Der
Verarbeitungskreis 11B kann einen Datenspeicher haben,
in dem eine Intensität-/Fahrzeugniveau-Daten-Umrechnungstabelle
gespeichert ist, welche zuvor im Test spezifizierte Zuordnungen
zwischen der Höhenlage
des Fahrzeugs (d.h. Höhenlage
der Karosserie) und der Intensität
der empfangenen Drahtloswellensignal wiedergibt. Der Verarbeitungskreis 11B kann
die Höhenlage
des Fahrzeugs (d.h. die Höhenlage
der Karosserie) durch Umrechnung der Intensität des am Empfänger 11A empfangenen
Drahtloswellensignals in die zugeordnete Fahrzeughöhenlage
ermitteln (d.h. errechnen), indem auf die Intensität/-Fahrzeugniveau-Daten-Umrechnungstabelle
Bezug genommen wird. (D.h. die Höhenlage
der Karosserie ist auf Basis der Intensität der empfangenen Drahtloswellensignal
erhältlich.)
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Ein
Fahrzeughöhenermittlungssystem
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden erklärt. Wie
in 4 gezeigt, enthält das Fahrzeughöhenermittlungssystem 2 einen
radseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 20 (der als Sende-
und Empfangseinrichtung dient), einen karosserieseitigen Sende-
und Empfangsabschnitt 21 und einen Steuerabschnitt 22.
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Der
in 4 gezeigte radseitige Sende- und Empfangsabschnitt 20 ist
ebenso wie die Anordnung des in 2 gezeigten
radseitigen Sendeabschnitts 10 am ungefederten Rad 51 eines
Fahrzeugs 50 mit Aufhängungsmechanismus
vorgesehen (siehe 5). Der radseitige Sende- und
Empfangsabschnitt 20 kann ebenso wie der radseitige Sendeabschnitt 10 der
ersten Ausführungsform
an einem Radgeschwindigkeitssensor montiert werden, der am Rad 51 angebracht
ist, um die Radgeschwindigkeit für
ein die Antiblockierbremsung des Fahrzeugs 50 steuerndes
Antiblockiersystem zu ermitteln. Statt des vorherigen Aufbaus kann
der radseitige Sende- und Empfangsabschnitt 20 auch an
einem Reifendrucksensor montiert werden, der am Rad 51 angebracht ist,
um den Reifendruck für
ein System zur Überwachung
des Reifendrucks am Fahrzeugs 50 zu ermitteln.
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Der
radseitige Sende- und Empfangsabschnitt 20 hat einen Empfänger 20A zum
Empfang eines Drahtloswellensignals, einen Verstärkerkreis 20B (der
als Einrichtung zur Signalverstärkung dient),
der das vom Empfänger 20A empfangenen Drahtloswellensignal
verstärkt
und einen Sender 20C (der als Einrichtung zur Aussendung
eines verstärkten
Signals dient), der das vom Verstärkerkreis 20B verstärkte Drahtloswellensignal
zum karosserieseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 21 aussendet. Dabei
kann als Drahtloswellensignal, das vom Empfänger 20A empfangen
und vom Sender 20C gesendet wird, eine elektromagnetische
Welle einschließlich
Infrarotstrahl und elektrischem Impuls oder eine Ultraschallwelle
dienen. Das vom Sender 20C ausgestrahlte Drahtloswellensignal
hat einen vorbestimmten Radialwinkel und kann darüber hinaus
eine vorbestimmte Richtwirkung aufweisen.
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Der
karosserieseitige Sende- und Empfangsabschnitt 21 kann ähnlich der
Anordnung des karosserieseitigen Empfangsabschnitts 11 der
in 2 gezeigten ersten Ausführungsform an der gefederten
Karosserie 52 des Fahrzeugs 50 mit Aufhängungsmechanismus
angeordnet sein (siehe in 5). Der
karosserieseitige Sende- und Empfangsabschnitt 21 enthält einen
Schwingkreis 21A, der ein Drahtloswellensignal erzeugt,
einen Ausgangssteuerkreis 21B (d.h. er dient als karosserieseitige
Sendeeinrichtung), der die Ausgangsaktionen des vom Schwingkreis 21A erzeugten
Drahtloswellensignal steuert, einen Empfänger 21C (d.h. er
dient als Empfangseinrichtung), der das vom radseitigen Sende- und
Empfangsabschnitt 20 gesendete Drahtloswellensignalempfängt und
einen Fahrzeugshöhenermittlungs-Verarbeitungskreis 21D (der
im Folgenden vereinfachend Verarbeitungskreis 21D genannt
wird und als Einrichtung zur Fahrzeughöhenermittlung und als Einrichtung
zur Datenverarbeitung dient), der die Höhenlage des Fahrzeugs spezifiziert.
Dies geschieht auf der Basis der Empfangszeit des Drahtloswellensignals
und/oder der Intensität
des am Empfänger 21C empfangenen
Drahtloswellensignals. Der Schwingkreis 21A, der Ausgangssteuerkreis 21B, der
Empfänger 21C und
der Verarbeitungskreis 21D können ähnlich dem Schwingkreis 10A,
dem Ausgangssteuerkreis 10B, dem Empfänger 11C bzw. dem
Verarbeitungskreis 11B der ersten Ausführungsform strukturiert sein.
Das vom karosserieseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 21 gesendet
Drahtloswellensignal weist einen vorbestimmten Radialwinkel auf
und kann eine vorbestimmte Richtwirkung aufweisen.
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Der
Steuerabschnitt 22 erzeugt eine Sendesteuerinformation,
die an den karosserieseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 21 übermittelt
werden muss, und er erhält
die ermittelte Information über
die Höhenlage
des Fahrzeugs, die vom karosserieseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 21 zur Verfügung gestellt
wird. Die vom Steuerabschnitt erzeugte Sendesteuerinformation ist
diejenige Information, die die Zeiten zur regelmäßigen Aussendung des Drahtloswellensignals
vom karosserieseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 21 zum
radseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 20 angibt. Wenn
der karosserieseitige Sende- und Empfangsabschnitt 21 selbst
eine Funktion für
die regelmäßige Aussendung des
Drahtloswellensignals zum radseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 20 bereitstellt,
ist es nicht nötig,
die Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 22 zum karosserieseitigen
Sende- und Empfangsabschnitt 21 zu übermitteln. Der Steuerabschnitt 22 kann
einen Aufbau ähnlichen
dem Aufbau des Steuerabschnitts 12 der ersten Ausführungsform
aufweisen. Weiterhin kann der Steuerabschnitt 22, ähnlich dem
Steuerabschnitt 12 der ersten Ausführungsform, verschiedene Steuerungen
für Operationen
des Fahrzeugs 50 ausführen,
die im Zusammenhang mit der von der ermittelten Fahrzeughöheninformation angezeigten
Fahrzeughöhe
stehen.
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Im
Folgenden wird die Betriebsweise des Fahrzeughöhenermittlungssystems 2 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Mit dem Aufbau des Fahrzeughöhenermittlungssystems 2 wird
die vom Steuerabschnitt 22 erzeugte Sendesteuerinformation
zum karosserieseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 21 übermittelt.
Hierbei kann die Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 22 zum
karosserieseitige Sende- und Empfangsabschnitt 21 mittels
einer von den anderen Kabeln getrennten Verkabelung erfolgen. Alternativ
hierzu kann die Übertragung
der Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 22 zum karosserieseitige
Sende- und Empfangsabschnitt 21 auch unter Heranziehung
der allgemeinen Verkabelung stattfinden, die beim fahrzeuginternen
Netzwerk wie z.B. LAN einschließlich
CAN und LIN oder dergleichen im Fahrzeug installiert ist. Wenn die
Sendezeiten des Drahtloswellensignals am karosserieseitigen Sende-
und Empfangsabschnitt 21 unabhängig gesteuert werden können, ist
eine Übertragung
die Sendesteuerinformation vom Steuerabschnitt 22 zum karosserieseitigen
Sende- und Empfangsabschnitt 21 nicht
nötig.
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Das
im Schwingkreis 21A erzeugte Drahtloswellensignal wird
periodisch vom karosserieseitige Sende- und Empfangsabschnitt 21 zum
radseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 20 gesendet. Dies geschieht
zu einer vorbestimmten Sendezeit auf der Basis einer Steuerung des
Ausgangssteuerkreises 21B. Da das vom karosserieseitigen
Sende- und Empfangsabschnitt 21 gesendet Drahtloswellensignal
einen vorbestimmten Radialwinkel aufweist, kann es am radseitigen
Sende- und Empfangsabschnitt 20 empfangen werden, auch
wenn sich die relative Position des ungefederten Rades 51 zur
gefederten Karosserie 52 am Fahrzeug 50 geändert hat.
Am radseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 20 wird das Drahtloswellensignal
vom Sender 20C zum karosserieseitige Sende- und Empfangsabschnitt 21 gesendet,
nachdem das vom Empfänger 20A empfangene Drahtloswellensignal
im Verstärkerkreis 20B verstärkt wurde.
Entsprechend ist das Drahtloswellensignal nach Ablauf einer vorbestimmten
Verzögerungszeit
(d.h. der für
die Verstärkung
benötigten Zeit)
ab der Empfangszeit des Drahtloswellensignals am Empfänger 20A verstärkt – wie z.B.
in 5 mit dem dicken Pfeil gezeigt – und wird
vom Sender 20C zum karosserieseitige Sende- und Empfangsabschnitt 21 gesendet.
Der Verarbeitungskreis 21D führt am karosserieseitigen Sende-
und Empfangsabschnitt 21 eine Berechnung durch, die die
Höhenlage
der Karosserie 52 des Fahrzeugs 50 auf der Basis
der Empfangszeit des Drahtloswellensignals und der Intensität des am
Empfänger 21C empfangenen Drahtloswellensignal
spezifiziert. Dabei kann der Verarbeitungskreis einen Prozess zur
Ermittlung der Höhenlage
des Fahrzeugs 50 ausführen
und zwar auf Basis der Zeitdauer von der Aussendung des Drahtloswellensignals,
das vom karosserieseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 21 zum radseitigen Sende-
und Empfangsabschnitt 20 gesendet wurde, bis zum Empfang
des Drahtloswellensignals, das vom Sender 20C des radseitigen
Sende- und Empfangsabschnitts 20 zum
Empfänger 21C gesendet wurde.
Unter diesen Umständen
kann die Zeit von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals
die Zeit für
die Verstärkung,
die zwischen dem Empfang des Drahtloswellensignals am Empfangsabschnitt 20A und
dessen Aussendung am Sender 20C über den Verstärkungsprozess
am Verstärkerkreis 20B benötigt wird,
enthalten oder sie nicht enthalten. Die Zeitdauer für die Verstärkung kann
im Voraus durch einen Test spezifiziert werden.
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Der
Verarbeitungskreis 21D enthält beispielsweise einen Datenspeicher,
in dem eine Zeit-/Fahrzeugniveau-Daten-Umrechnungstabelle gespeichert
ist, welche zuvor im Test spezifizierte Zuordnungen zwischen Fahrzeughöhenlagen
und Zeiten von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals
wiedergibt. Der Verarbeitungskreis 21D spezifiziert die
Zeit von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals
auf der Basis des Empfangzeitpunktes des Drahtloswellensignals am
Empfänger 21C,
des vom Steuerabschnitt 22 im Sendekontrollsignal angegebenen
Sendezeitpunktes und des vom Ausgangssteuerkreis 21B oder
dgl. festgelegten Sendezeitpunktes. Dabei kann die Zeitdifferenz
zwischen Empfangszeitpunkt und Sendezeitpunkt als die Zeit von der
Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals angesetzt werden,
wenn in der für
den Signallauf benötigten
Zeit von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals
die Zeit für
die Signalverstärkung
enthalten ist. Wenn hingegen die Zeit für die Verstärkung nicht in der benötigten Zeit
von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals enthalten ist,
kann die Empfangszeit abzüglich
Sendezeit und abzüglich
Verstärkungszeit
als die Zeit von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals
angesetzt werden. Auf der Basis der entsprechend spezifizierten
Zeit von der Aussendung bis zum Empfang des Drahtloswellensignals
kann die Höhenlage
des Fahrzeugs (d.h. Höhenlage
der Karosserie) ermittelt (d.h. berechnet) werden, und zwar durch
Umwandlung der Zeit von der Aussendung bis zum Empfang in die zugehörigen Fahrzeughöhenlagen
mit Bezug auf die Zeit-/Fahrzeugniveau-Daten-Umrechnungstabelle.
(D.h., die Höhenlage
der Karosserie kann auf Basis der Zeit von der Aussendung bis zum
Empfang des Drahtloswellensignals ermittelt werden.)
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Darüber hinaus
kann im Verarbeitungskreis 21D ein Prozess zur Ermittlung
der Fahrzeug-Höhenlage
(d. h. Höhenlage
der Karosserie) am Fahrzeug 50 auf Basis der Intensität des Drahtloswellensignals ausgeführt werden,
die vom karosserieseitige Sende- und Empfangsabschnitt 21 empfangen
wird. Z.B. enthält
der Verarbeitungskreis 21D einen Datenspeicher, in dem
einen Intensität/Fahrzeugniveau-Daten-Umrechnungstabelle
gespeichert ist, welche zuvor im Test spezifizierte Zuordnungen
von Fahrzeughöhenlagen
und Intensitäten
des empfangenen Drahtloswellensignals wiedergibt. Auf der Basis
der Intensität
des am Empfänger 21C empfangenen Drahtloswellensignals
kann der Verarbeitungskreis 21D die Höhenlage ermitteln (d.h. errechnen),
indem mit Bezug auf die Intensität/Fahrzeugniveau-Daten-Umrechnungstabelle
die Intensität
des empfangenen Drahtloswellensignals in die zugehörige Fahrzeughöhenlage
umgewandelt wird. (D.h. die Höhenlage
der Karosserie kann auf der Basis der Intensität der empfangenen Drahtloswellensignal
ermittelt werden.)
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Wie
weiter oben erklärt,
kann mit einem Aufbau des Fahrzeughöhenermittlungssystems 1, 2 gemäß der ersten
und der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeughöhenlage auf der Basis der Zeit
von der Aussendung bis zum Empfang eines Drahtloswellensignals,
wie einer elektromagnetischen Welle oder einer Ultraschallwelle,
ermittelt werden, ohne dass die Anbringung eines Verbindungsmechanismus
erforderlich ist. Dementsprechend kann bei einfacher Montage am
Fahrzeug eine Vergrößerung des
vom Fahrzeughöhenermittlungssystem
beanspruchten Bauraums vermieden werden. Weil das Fahrzeughöhenermittlungssystem
an frei wählbaren
Positionen vorgesehen werden kann, an denen das Drahtloswellensignal
am Rad 51 und an der Karosserie 52 des Fahrzeugs 50 gesendet und
empfangen werden kann, gibt es außerdem keine größenbezogenen
Einschränkungen
bei der Montage des Systems, wie sie z.B. bei der Montage eines Fahrzeughöhenermittlungssystems
in einem Stoßdämpfer auftreten.
Darüber
hinaus kann das Fahrzeughöhenermittlungssystem
betriebssicher arbeiten, weil es gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung an einer Position angeordnet werden kann, an der – anders
als z.B. in einem Stoßdämpferkeine
hohen Temperaturen herrschen, so dass keine speziellen Maßnahmen
zur Vermeidung bzw. Korrektur des Einflusses von hohen Temperaturen
benötigt
werden.
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Zusätzlich kann
das Fahrzeughöhenermittlungssystem
gemäß der ersten
und zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unabhängig von
Bauarten und Variationen des Federungs- und Aufhängungsmechanismus einfach am
Fahrzeug montiert werden, weil es, im Vergleich zu dem Fall, dass
das Fahrzeughöhenermittlungssystem
im Stoßdämpfer vorgesehen
ist, nicht nötig
ist, eine spezielle Struktur am Aufhängungsmechanismus zu installieren.
Wenn der radseitige Sendeabschnitt 10 bzw. der radseitige
Sende- und Empfangsabschnitt 20 an einem Reifendrucksensor
eines Systems zur Überwachung
des Reifendrucks oder an einem Radgeschwindigkeitssensor eines Antiblockiersystems
angebracht wird, kann das Fahrzeughöhenermittlungssystem darüber hinaus
ohne Änderung
der Verkabelung und der Positionierung nur durch Modifizierung der
Sensoren einfach am Fahrzeug montiert werden.
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Gemäß der ersten
und zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das Drahtloswellensignal z.B. mit
höherer
Empfindlichkeit empfangen und die Höhenlage des Fahrzeugs mit höherer Genauigkeit
ermittelt werden, weil das Drahtloswellensignal im Vergleich zu
einem Aufbau, bei dem die Höhenlage
des Fahrzeugs (d.h. Höhenlage
der Karosserie) mittels einer auf die Straßenoberfläche gesendeten und reflektierten
Welle, wie z.B. einer Ultraschallwelle, ermittelt wird, über kürzere Strecken gesendet
und empfangen wird. Außerdem
kann im Vergleich zur Ermittlung der Höhenlage des Fahrzeugs z.B. über den
Empfang einer z.B. auf die Straßenoberfläche gesendeten
Ultraschallwelle der Einfluss von Geräuschen, wie z.B. bei einem
Wechsel der Straßenbeschaffenheit,
reduziert werden, wodurch das Fahrzeughöhenermittlungssystem die Höhenlage
des Fahrzeugs mit höherer
Genauigkeit ermitteln kann.
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Bei
einem Aufbau des Fahrzeughöhenermittlungssystems 2 gemäß der zweiten
Ausführungsform im
Vergleich zum Fahrzeughöhenermittlungssystem 1 der
ersten Ausführungsform
ist der Wegeunterschied des Drahtloswellensignals in Abhängigkeit
der Änderung
der Fahrzeughöhenlage
erhöht.
Entsprechend sind der Bereich der Zeit von der Aussendung bis zum
Empfang des Drahtloswellensignals und das Spektrum der Intensität des empfangenen
Drahtloswellensignal breiter als beim Aufbau der ersten Ausführungsform,
so dass die Fahrzeughöhenlage
mit höherer
Genauigkeit ermittelt werden kann. Beim Aufbau des Fahrzeughöhenermittlungssystem 2 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird außerdem das Spektrum der Intensität des empfangenen
Drahtloswellensignals entsprechend der Änderung der Fahrzeughöhenlage
größer, weil
das vom Empfänger 20A empfangene
Drahtloswellensignal vom Sender 20C nach einer Verstärkung im
Verstärkerkreis 20B im
radseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 20 gesendet wird.
Dadurch kann das Fahrzeughöhenermittlungssystem
die Höhenlage
des Fahrzeugs mit höherer
Genauigkeit ermitteln.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangegangenen Ausführungsformen
beschränkt
und kann variiert werden. Beispielhafterweise ist der Verarbeitungskreis 11B der
oben beschriebenen Ausführungsformen
am karosserieseitigen Empfangsabschnitt 11, und der der
Verarbeitungskreis 21D am karosserieseitigen Sende- und
Empfangsabschnitt 21 vorgesehen. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf diese Aufbauten beschränkt; vielmehr kann der Verarbeitungskreis 11B im
Steuerabschnitt 12 und der Verarbeitungskreis 21D im
Steuerabschnitt 22 vorgesehen werden.
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Weiterhin
kann eine Struktur entsprechend dem radseitigen Sendeabschnitt 10 oder
dem radseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 20 auch an
der Karosserie 52 des Fahrzeugs 50 angebracht
werden, wobei dann entsprechend der karosserieseitige Empfangsabschnitt 11 bzw.
der karosserieseitigen Sende- und Empfangsabschnitt 21 am
Rad 51 des Fahrzeugs 50 angebracht wird.
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Gemäß der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird die Höhenlage eines Fahrzeugs (d.h.
Höhenlage
der Karosserie) durch Senden und Empfangen eines vorbestimmten Drahtloswellensignals
zwischen der Radseite und der Karosserieseite des Fahrzeugs ermittelt.
Dieser Aufbau benötigt
keinen mechanischen Verbindungsmechanismus, wodurch das Fahrzeughöhenermittlungssystem einfach
am Fahrzeug montiert werden kann. Die Montage des Fahrzeughöhenermittlungssystems
am Fahrzeug wird weiter vereinfacht, weil die Installation einer
speziellen Struktur am Aufhängungs-
bzw. Federungsmechanismus, wie sie bei einem Fahrzeughöhenermittlungssystem
im Stoßdämpfer erforderlich
ist, nicht mehr nötig
ist, und weil es außerdem nicht
nötig ist,
Maßnahmen
gegen den Einfluss von hohen Temperaturen zu ergreifen.