-
Die
Erfindung betrifft ein Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung
gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren
zur Reifenüberwachung für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff
von Anspruch 10.
-
Eine
zuverlässige Überwachung des Zustandes der Reifen
der Räder eines Kraftfahrzeugs oder Kraftrades ist für
die Sicherheit des Fahrzeuges von großer Bedeutung. Es
existieren verschiedene Ansätze, wie Reifenüberwachungssysteme
realisiert werden können. Bei den sogenannten direkt messenden
Reifendrucküberwachungssystemen wird der Reifenluftdruck
direkt in den Reifen gemessen und mittels Sende- und Empfangseinrichtungen
an eine Auswerteelektronik weitergeleitet. üblicherweise wird
der Reifenluftdruck mittels eines batteriegespeisten Druckmoduls
erfasst und mittels einer Funkübertragung an eine oder
mehrere Empfangsmodule am Fahrzeug gesendet, welche mit der Auswerteelektronik
verbunden sind (Fahrzeugelektronik).
-
Ein
direkt messendes Reifenluftdrucküberwachungssystem mit
einer Zentralantenne wird in der
DE 199 15 999 A1 beschrieben. Aus der
DE 42 05 911 A1 ist
ein Kraftfahrzeug mit einem direkten Reifendruckkontrollsystem bekannt,
welches in jedem Radkasten eine Empfangsantenne zum Empfang der übertragenen
Daten besitzt.
-
Die
Schrift
DE 196 32
150 A1 beschreibt ein Verfahren zur Kontrolle des Luftdrucks
in den Reifen von Kraftfahrzeugrädern. Dabei ist in oder
an jedem Reifen eine Radelektronik angeordnet, welche den Reifendruck
misst und entsprechende Datentelegramme aussendet. Jeder Radelektronik
ist eine Empfangseinheit zugeordnet, welche in der Nähe des
entsprechenden Rades angeordnet ist. Eine Zuordnung der jeweiligen
Position des Rades zu den Datensignalen wird mittels eines bidirektionalen
Datenübertragungsverfahrens vorgenommen. Mittels eines
von einer Steuereinheit generierten Aktivierungssignals wird genau
eine Radelektronik zur Aussendung eines Datentelegramms mit einem
speziellen Identifikationssignals angeregt. Durch sukzessives Anregen
aller Radpositionen werden die Identifikationscodes der zugeordneten
Radelektroniken erfasst.
-
Die
DE 10 2007 010 781
A1 offenbart ein Betriebsdatenerfassungssystem, wobei in
den Rädern jeweils ein Modul mit einem Sensor zur Bestimmung eines
für die Latschlänge des jeweiligen Radreifens charakteristischen
Kennwerts angeordnet ist. In einer fahrzeugseitig angeordneten Auswerteeinheit
(Fahrzeugelektronik) wird anhand eines Vergleiches von mindestens
zwei der charakteristischen Kennwerte von verschiedenen Rädern
ein Diagnoseparameter für das Kraftfahrzeug ermittelt.
Dieser Diagnoseparameter kann sich z. B. auf eine Positionsbestimmung eines
Reifens am Fahrzeug (Autolocation), eine Umgebungsbedingung, wie
Aquaplaning-Erkennung, oder einen Kennwert für einen fahrdynamischen
Zustand beziehen.
-
Bei
einem System wie dem in der
DE 10 2007 010 781 A1 beschriebenen Betriebsdatenerfassungssystem
benötigt die Fahrzeugelektronik für eine eindeutige
Bestimmung des Diagnoseparameters möglichst viele Daten
von den Modulen. Jedoch ist z. B. die Kapazität der Batterie
eines Moduls begrenzt, so dass ein häufiges Senden von
Datentelegrammen zu einer Reduzierung der Lebensdauer der Modul-Batterie
führt. Weiterhin können rechtliche Regelungen
die Häufigkeit von Datentelegrammübertragungen
in Fahrzeugen beschränken.
-
Zur
Verringerung der Anzahl von ausgesendeten Datentelegrammen ist eine
bidirektionale Kommunikation zwischen Modulen und Fahrzeugelektronik
denkbar, bei welcher die Fahrzeugelektronik die Module zu bestimmten
Zeitpunkten mittels eines Triggersignals zum Senden eines Datentelegramms anregt,
wie z. B. in
DE 196
32 150 A1 beschrieben. Diese Zeitpunkte können
z. B. in konstanten Zeitabständen liegen oder die Fahrzeugelektronik,
welche aufgrund der üblicherweise hohen Vernetzung der Fahrzeugsteuersysteme
(z. B. Antiblockiersystem (ABS), elektronischen Stabilitätsprogramm
(ESP), Motorsteuerung etc.) Informationen von verschiedenen, fahrzeugseitig
angebrachten Sensoren zur Verfügung hat, entscheidet anhand
der Summe der ihr vorliegenden Informationen, ob eine interessante Fahrsituation
gegeben ist, in welcher Reifendaten angefordert werden sollten.
Durch die Verringerung der Anzahl der ausgesendeten Datentelegramme
ist entsprechend der Energieverbrauch der Module ebenfalls verringert.
-
Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine
alternative Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung bzw.
ein alternatives Verfahren zur Überwachung von Reifen in
einer Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung mit mindestens
einem Reifenmodul bereitzustellen, wel che/welches eine fahrsituationsangepasste Überwachung
ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung
nach Anspruch 1 sowie das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.
-
Erfindungsgemäß wird
unter dem Begriff „Reifenmodul" eine Einrichtung zur Erfassung
von Reifeninformationen, z. B. Latschlänge/-zeit, Reifendruck,
Reifentemperatur, etc., verstanden, welche unter anderem eine Sendeeinrichtung
zum Übertragen der Reifeninformationen aufweist. Dieses
Reifenmodul kann hierbei an der Felge oder dem Reifen eines Kraftfahrzeugrades
angeordnet sein.
-
Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass ein Reifenmodul selbständig,
anhand der ihm vorliegenden Informationen einen interessanten Fahrzustand
erkennt und dann zusätzliche Reifeninformationen erfasst
und/oder Reifeninformationen oder zusätzliche Reifeninformationen
an das Fahrzeug sendet (Selbsttriggerung). Hierzu umfasst das Reifenmodul
einen Sensor zur Bestimmung einer Kenngröße, welche
den Fahrzustand charakterisiert, und anhand dieser Kenngröße
wird erkannt, ob sich das Fahrzeug in dem vorgegebenen Fahrzustand
befindet. Ist dies der Fall, so wird eine Übertragung von Daten
oder eine Übertragung von anderen Daten oder eine veränderte Übertragung
von Daten von dem Reifenmodul zu der Fahrzeugelektronik initiiert, und/oder
ein weiterer Sensor des Reifenmoduls wird zur Erfassung oder veränderten
Erfassung von Daten veranlasst.
-
Da
der Zustand der Reifen gerade in interessanten, z. B. fahrdynamischen,
Fahrzuständen relevant ist bzw. ausgewer tet werden soll,
bedeutet eine veränderte Übertragung von Daten
oder eine veränderte Erfassung von Daten vorteilhafterweise
eine häufigere Übertragung oder Erfassung von
Daten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung
erhöht daher die Steuereinheit die Anzahl der pro Zeiteinheit übertragenen
Datensendungen, wenn der vorgegebene Fahrzustand erkannt wird.
-
Zur
Positionsbestimmung eines Reifens am Fahrzeug oder zur Bestimmung
der Fahrzeugschwerpunktshöhe werden in der Fahrzeugelektronik die
Latschlängen der Reifen bei Bremsung und/oder Beschleunigung
und/oder Kurvenfahrt ausgewertet. Daher handelt es sich bei dem/den
interessanten, vorgegebene(n) fahrdynamische(n) Fahrzustand/Fahrzustände
bevorzugt um eine Bremsung und/oder Beschleunigung und/oder eine
Kurvenfahrt.
-
Zusätzlich
oder alternativ sind bevorzugt auch Zustände wie Aquaplaning
und/oder Schnee- und/oder Eis-bedeckte Fahrbahn (geringer Fahrbahnreibwert)
interessante, vorgegebene Fahrzustände. Diese Zustände
werden besonders bevorzugt anhand der Form des Latsches erkannt,
weshalb vorteilhafterweise ein Latschsensor im Bereich des Laufstreifens
des Reifens angeordnet ist. Ganz besonders bevorzugt wird die Form
des Latsches durch Auswertung des Signals eines Beschleunigungssensors
bestimmt.
-
Die
Latschlänge und/oder die Form des Latschs (Reifenaufstandsfläche)
eines Reifens charakterisiert aufgrund der dynamischen Radlaständerungen
bei dynamischen Fahrmanövern und des charakteristischen
Reifenabrollverhaltens direkt den fahrdynamischen Fahrzustand bzw.
Fahrzustand des Fahr zeugs und/oder Reifens. Deshalb wird die Kenngröße
zur Erkennung des Fahrzustandes bevorzugt in Abhängigkeit
einer Größe gewählt, die für
die Latschlänge und/oder die Latschform des Reifens charakteristisch
ist. Besonders bevorzugt wird als Kenngröße die
Latschdurchlaufzeit herangezogen, da diese als Zeitdifferenz einfach
und direkt zu bestimmen ist. Um die Kenngrößen
verschiedener Reifenmodule mit hoher Genauigkeit miteinander vergleichen
zu können, ist es vorteilhaft eine dimensionslose Kenngröße
zu bilden. Daher wird alternativ besonders bevorzugt der Quotient
aus Latschdurchlaufzeit und Reifenumlaufzeit als Kenngröße
herangezogen.
-
Um
eine genaue Vermessung der für die Latschlänge
bzw. Latschform des Reifens charakteristischen Größe
durchführen zu können, ist das Reifenmodul bevorzugt
im Bereich des Laufstreifens des Reifens angeordnet.
-
Auch
der Reifendruck ändert sich aufgrund der dynamischen Radlaständerungen
bei dynamischen Fahrmanövern, weshalb bevorzugt der Reifendruck
als Kenngröße zur Erkennung des fahrdynamischen
Fahrzustandes herangezogen wird. Dies ist auch deshalb vorteilhaft,
da Drucksensoren zur Bestimmung des Reifendrucks ohnehin in Reifenmodulen
von Reifendrucküberwachungsvorrichtungen vorhanden sind.
Jedoch muss die Auflösung des verwendeten Drucksensors
ausreichend sein, um die geringen Druckänderungen bei Radlaständerung auflösen
zu können.
-
Um
den Energieverbrauch des Reifenmoduls möglichst gering
zu halten, erfasst bevorzugt nur der Sensor zur Bestimmung der Kenngröße
in beliebigen Fahrzuständen entsprechende Daten. Die anderen
Sensoren des Reifenmoduls erfassen nur dann Daten, wenn anhand der
Kenngröße erkannt wurde, dass sich das Fahrzeug
in dem vorgegebenen Fahrzustand befindet, ansonsten sind sie inaktiv.
-
Es
sind Drucksensoren bekannt, die einen sehr geringen Energieverbrauch
haben. Daher ist es bevorzugt, dass ein Drucksensor bzw. der Reifendruck
zur Überwachung des fahrdynamischen Fahrzustandes benutzt
wird. Folglich muss nur der Drucksensor ständig Daten erfassen,
die anderen Sensoren, wie z. B. Latschsensor oder Reifentemperatursensor
beginnen mit der Messung nur bei einem erkannten Fahrzustand, wie
z. B. einer Kurvenfahrt und/oder Bremsung/Beschleunigung. So wird
der Energieverbrauch des Reifenmoduls bezüglich der Messdatenerfassung
möglichst gering gehalten.
-
Zur
einfachen Erkennung eines interessanten Fahrzustandes wird bevorzugt
ein aktueller Wert der Kenngröße zur Erkennung
des Fahrzustandes mit einem Referenzwert verglichen, wobei der Referenzwert
einen Wert der Kenngröße darstellt, welcher einer
annährenden Geradeausfahrt ohne wesentliche Abbremsung
oder Beschleunigung und/oder einer trockenen Fahrbahnoberfläche
mit normalem Reibwert entspricht (Referenzfahrzustand). Weicht der
aktuelle Wert der Kenngröße um mehr als einen vorgegebenen
Schwellenwert von dem Referenzwert ab, so wird entschieden, dass
ein interessanter, z. B. fahrdynamischer, Zustand vorliegt. Dieser
Referenzwert kann in Abhängigkeit des verwendeten Reifentyps
und/oder Reifengröße vorgegeben sein. Bevorzugt
wird als Referenzwert ein Wert eingelernt, um so die tatsächlichen,
aktuellen Eigenschaften des Reifens, wie z. B. Verschleiß des
Reifens, Reifendruck, Reifengröße etc., zu berücksichtigen.
Hierdurch wird die Sicherheit/Zuverlässigkeit bei der Fahrzu standserkennung
erhöht. Besonders bevorzugt wird ein Mittelwert von Kenngrößen
gebildet und als Referenzwert herangezogen.
-
Bevorzugt
werden Werte der Kenngröße selbst und/oder der
Referenzwert bei Erkennen des vorgegebenen Fahrzustands zusammen
mit den anderen Reifenzustandsgrößen an die Fahrzeugelektronik übertragen,
damit die Informationen über den Fahrzustand auch in der
Fahrzeugelektronik vorliegen und bei Bedarf weiter ausgewertet werden
können.
-
Um
eine Überlagerung der Datentelegramme von allen Reifenmodulen
zu verhindern, wird bevorzugt in Abhängigkeit davon, ob
der aktuelle Wert der Kenngröße von dem Referenzwert
nach oben oder nach unten abweicht, die Aussendung eines Datentelegramms
eines Reifenmoduls sofort nach Erkennung des vorgegebenen Fahrzustandes
oder zeitlich versetzt um eine vorgegebene Zeitdauer nach Erkennung
des vorgegebenen Fahrzustandes durchgeführt. So übertragen
im Fall einer Kurvenfahrt z. B. die kurveninneren Reifenmodule ihre
Daten zeitlich versetzt zu den kurvenäußeren Reifenmodulen,
und es werden Überlagerungen von Datentelegrammen zumindest
teilweise vermieden. Ein weiterer Vorteil ist in dem beschriebenen
Beispiel auch die einfache Zuordnung von Reifenmodulen zu einer
Fahrzeugseite. Entsprechend übertragen bei einer Bremsung/Beschleunigung
hintere und vordere Reifenmodule zeitversetzt Daten, und können
so einfach räumlich zugeordnet werden.
-
Es
ist bevorzugt, dass ein Reifenmodul nach Erkennen des vorgegebenen
Fahrzustandes die Daten zunächst sammelt und erst bei Erreichen
einer vorgegebenen Datenmenge oder bei Erreichen einer vorgegebenen
Sammel-Zeitdauer an die Fahr zeugelektronik sendet. Hierdurch kann
die Anzahl der übertragenen Datentelegramme weiter reduziert
werden, in dem mehr Daten pro Datensendung übertragen werden
oder aus den gesammelten Daten bestimmte Werte, z. B. zeitlich gemittelte
Werte, übertragen werden. Besonders bevorzugt werden, um
die Menge der übertragenen Daten möglichst gering,
aber dennoch aussagekräftig zu halten, nur die Extremwerte und
der Mittelwert einer oder jeder übertragenen Reifenzustandsgröße
pro gesammelter Menge bzw. gesammeltem Intervall.
-
Ebenso
ist es bevorzugt, die Daten zunächst zu sammeln und erst
bei Beendigung des vorgegebenen Fahrzustandes zu übertragen.
Hier kann dann in dem Reifenmodul bereits eine Auswertung, z. B.
Mittelung, der einzelnen Größen stattfinden, so
dass nur noch die ausgewerteten Größen, z. B.
Mittelwerte, Extremwerte etc., übertragen werden müssen,
welche für den eben vorgelegenen Fahrzustand charakteristisch
sind. Auch dies reduziert den Energieverbrauch für die
Datenübertragung.
-
Bevorzugt
wird die Selbsttriggerung nur zu Beginn einer Fahrt durchgeführt,
bis eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist oder bis eine vorgegebene
Anzahl von Datensendungen durchgeführt ist, da gerade zu
Beginn einer Fahrt viele Reifeninformationen aus interessanten,
z. B. fahrdynamischen, Zuständen in der Fahrzeugelektronik
benötigt werden, um z. B. die Positionszuordnung der Reifenmodule oder
die Bestimmung der Schwerpunktshöhe des Fahrzeuges durchführen
zu können. Später ist unter Umständen
eine seltene Datenübertragung in festen Zeitabständen
ausreichend.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens umfasst dieses zwei oder mehr unterschiedliche Kriterien
zur Erkennung eines vorgegebenen Fahrzustands anhand der Kenngröße.
Besonders bevorzugt werden hierzu zwei oder mehr Schwellenwerte
zur Erkennung einer Abweichung der Kenngröße von
dem Referenzwert vorgegeben. Dadurch wird eine unterschiedliche Fahrzustandserkennung
in unterschiedlichen Situationen möglich. Z. B. kann zu
Beginn einer Fahrt, wenn viele Reifendaten benötigt werden,
ein kleiner Schwellenwert verwendet werden, damit bereits bei kleinen
Abweichungen von dem Referenzfahrzustand (für welchen der
Referenzwert eingelernt bzw. vorgegeben wurde), wie z. B. kleinen
Abweichungen von einer Geradeausfahrt bzw. bei schwachen Bremsungen/Beschleunigungen,
Daten an die Fahrzeugelektronik übertragen oder verändert übertragen
oder andere Daten übertragen werden und/oder weitere Daten
erfasst oder verändert erfasst werden. Nach Ablauf einer
vorgegebenen Zeitdauer oder bei Erreichen einer vorgegebene Anzahl
von Datensendungen wird dann ein größerer Schwellenwert
verwendet, so dass nur noch bei stark von dem Referenzfahrzustand
abweichenden Fahrzuständen, wie z. B. sehr dynamischen
Fahrzuständen, Daten an die Fahrzeugelektronik übertragen
oder verändert übertragen oder andere Daten übertragen
werden und/oder weitere Daten erfasst oder verändert erfasst
werden.
-
Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Übertragung von Daten, die Übertragung
von anderen Daten oder die veränderte Übertragung
von Daten und/oder die Erfassung oder veränderte Erfassung
von Daten in Abhängigkeit von bereits gesendeten Daten
und/oder einer verstrichenen Fahrzeit durchgeführt. Hierdurch
ist eine Berücksichtigung der unterschiedlichen Anforderungen über
den Verlauf einer Fahrt des Fahrzeuges möglich. Z. B. können
zu Beginn einer Fahrt, wenn viele Reifendaten benötigt werden,
bei Erkennung eines vorgegebenen Fahrzustands alle im Reifenmodul
vorhandenen Sensoren Daten erfassen und alle aufgenommenen Daten,
insbesondere in kurzen Zeitabständen, an die Fahrzeugelektronik übertragen
werden. Nach einer gewissen Fahrzeit oder nachdem eine gewisse übertragene Datenmenge
erreicht ist, werden bei Erkennung eines vorgegebenen Fahrzustands
z. B. nur noch der Reifendruck und die Reifentemperatur erfasst
und nur zeitliche Mittelwerte an die Fahrzeugelektronik übertragen.
Hierdurch wird wieder der Energieverbrauch im Reifenmodul verringert
ohne auf die Erfassung und Übertragung von relevanten Informationen zu
verzichten.
-
Ein
Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Energieverbrauch des
Reifenmoduls zur Datenerfassung und/oder Datenübertragung
gering ist, da nur in interessanten, z. B. fahrdynamischen, Zuständen Daten
erfasst und/oder übertragen werden. Befindet sich das Fahrzeug
in einem weniger interessanten Fahrzustand, so findet keine oder
eine eingeschränkte Datenerfassung und/oder Datenübertragung
statt, wodurch die Energieversorgung des Reifenmoduls geschont wird.
Wird zur Energieversorgung des Reifenmoduls eine Batterie verwendet,
führt dies zu einer Verlängerung der Lebensdauer
der Batterie und damit zu geringeren Betriebskosten. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung ist es, dass Abfrage-Pulse (Triggerimpulse) von der
Fahrzeugelektronik an das/die Reifenmodule) entfallen, da das Reifenmodul
interessante Fahrzustände selbständig erkennt.
Auch dies führt zu einem geringeren Energieverbrauch, diesmal
auf Seite der Fahrzeugelektronik.
-
Weitere
bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung sowie des erfindungsgemäßen
Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Figuren.
-
Es
zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Reifenüberwachungssystems,
und
-
2 ein
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Reifenüberwachung.
-
1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Reifenzustandsüberwachungssystems.
Entsprechend 1a) ist an Kraftfahrzeug 1 Empfangseinheit
(Receiver) 2 angeordnet. In jedem Reifen 3 des
Fahrzeugs 1 ist ein Reifenmodul 4 angebracht.
Jedes Reifenmodul 4 umfasst eine Sendeeinrichtung 6,
mit welcher es Daten (z. B. Reifenzustandsinformationen) an Empfangseinheit 2 senden
kann.
-
Empfangseinheit 2 umfasst
beispielsgemäß auch eine Auswerteeinheit oder
ist mit einer Auswerteeinheit verbunden, in welcher die empfangenen Daten
ausgewertet und aufbereitet werden. Empfangseinheit 2 ist
außerdem beispielsgemäß an einen Fahrzeugdatenbus
(CAN) angebunden (nicht dargestellt in 1a)),
um die empfangenen Daten oder ausgewerteten/aufbereiteten Daten
anderen Fahrzeugsystemen, wie einem Antiblockiersystem (ABS), einem
elektronischen Stabilitätssystem (ESP) etc., zur Verfügung
zu stellen, um Regelprozesse in Abhängigkeit der erhaltenen
Reifeninformationen zu beeinflussen. Die Reifeninformationen können
auch dem Fahrzeugführer angezeigt werden, oder es kann eine
Warnung an den Fahrzeugführer ausgegeben werden, wenn beispielsweise
der Reifenluftdruck p eines Reifens 3 einen kritischen
Wert unterschreitet.
-
Reifenmodul 4 umfasst
ein oder mehrere Sensoren 5, 9 zur Erfassung von
Reifenzustandgrößen, wie z. B. Reifenluftdruck
p, Latschlänge/-zeit L und/oder Reifentemperatur T. Gemäß des
in 1b) dargestellten Ausführungsbeispiels
umfasst Reifenmodul 4 einen Drucksensor 9 zur
Bestimmung des Reifenluftdrucks p sowie einen Beschleunigungssensor 5.
Des Weiteren umfasst Reifenmodul 4 eine Auswerteeinheit 7,
in welcher die Signale des Beschleunigungssensors 5 ausgewertet
werden. Aus den Signalen des Beschleunigungssensors 5 wird eine
Kenngröße A bestimmt, welche von der Latschdurchlaufzeit
L abhängig ist. Z. B. ist Kenngröße A die
Latschzeit L selbst oder die Latschlänge oder eine Größe,
die eine der beiden Größen widerspiegelt, z. B.
ein Quotient aus der Latschzeit L und der Umlaufzeit U des Reifens.
Kenngröße A wird in Auswerteeinheit 7 außerdem
ausgewertet, um einen interessanten, z. B. fahrdynamischen, Fahrzustand
Z zu erkennen. Reifenmodul 4 umfasst noch eine Steuereinheit 8.
Diese ist mit Sendeeinrichtung 6 und mit Drucksensor 9 verbunden,
um Sendeeinrichtung 6 und Drucksensor 9 ansteuern
zu können.
-
Wenn
in Auswerteeinheit 7 anhand der Kenngröße
A erkannt wird, dass sich Fahrzeug 1 in dem vorgegebenen
interessanten Fahrzustand Z befindet, so steuert Auswerteeinheit 7 Drucksensor 9 an,
damit Drucksensor 9 Messdaten aufnimmt, falls Drucksensor 9 bisher
zur Energieeinsparung keine Messdaten aufgenommen hat, oder damit
Drucksensor 9 z. B.
-
häufiger
Messdaten erfasst, da es sich um einen relevanten Fahrzustand handelt.
Alternativ oder zusätzlich steuert Auswerteeinheit 7 Sendeeinrichtung 6 an,
damit diese eine Übertragung von Daten zu Empfangseinheit 2 durchführt,
falls in der letzten Zeit keine Datentelegramme gesendet wurden, oder
damit diese eine veränderte Übertragung von Daten,
z. B. häufigere Übertragung von Datentelegrammen
oder zusätzliche Übertragung der Latschzeit L
in den Datentelegrammen, wenn die Latschzeit L in den letzten Datentelegramme
nicht enthalten war, durchführt.
-
Reifenmodul
4 kann
noch weitere Sensoren und/oder elektronische Bauteile umfassen (nicht
dargestellt in
1b)). Üblicherweise
ist in Reifenmodul
4 eine Energieversorgung angeordnet,
wobei es sich um eine Batterie und/oder um einen Energiewandler (Mikrogenerator)
handeln kann, welcher z. B. Bewegungsenergie in elektrische Energie
umwandelt. Solche Mikrogeneratoren werden z. B. in der
DE 10 2005 000 996 A1 und
der
DE 10 2007
010 782 A1 beschrieben. Üblicherweise umfasst
Reifenmodul
4 auch mindestens einen Datenspeicher. Zur
Bestimmung der Reifentemperatur T umfasst Reifenmodul
4 oftmals
einen Temperatursensor.
-
Die
Datenübertragung von Reifenmodul 4 zu Empfangseinheit 2 erfolgt
beispielsgemäß im Hochfrequenzbereich, insbesondere
in den freigegebenen ISM-Frequenzen (z. B. 13,56 MHz, 315 MHz, 433,92 MHz,
868 MHz, 2,45 GHz).
-
Die
von Sendeeinrichtung 6 an Empfangseinheit 2 übertragenen
Datensendungen (Datentelegramme) können neben den Reifenzustandsinformationen
(Reifenzustandsgrößen) auch charakteristische
Reifendaten (wie Herstellungsdatum, Reifengröße,
Reifentyp etc.) und/oder eine Identifikations nummer (ID) enthalten.
Die charakteristischen Reifendaten können z. B. in einem
Datenspeicher des Reifenmoduls abgelegt sein.
-
Die
Latschlänge bzw. Latschzeit (Zeit des Latschdurchlaufs)
L oder auch die Form des Latsches kann anstelle eines Beschleunigungssensors
5 auch
mit einem Verformungssensor bestimmt werden, welcher im Bereich
des Laufstreifens innen im Reifen
3 angebracht ist. Die
Beschleunigungsänderung bei Latscheintritt und Latschaustritt
bzw. die Verformung des Reifens
3 bei Latschdurchlauf wird nachgewiesen
und wird zur Bestimmung der Latschlänge oder Latschzeit
L, oder auch der Latschform, sowie der Reifenumlaufzeit U ausgewertet. Diese
Größen können direkt weiterverwendet
werden, oder es kann aus ihnen eine andere Kenngröße, wie
z. B. der Quotient von Latschzeit L zu Umlaufzeit U, bestimmt und
dann weiterverwendet werden. Eine Bestimmung der Latschlänge/-zeit
sowie ihre vielseitige Nutzung in einem Kraftfahrzeug ist z. B.
in der
DE 103 29 700
A1 , der
DE
10 2007 010 782 A1 und der
DE 10 2007 010 781 A1 beschrieben.
-
Mit
einem Latsch-Sensor 5 werden grundsätzlich Umlauf
und Latsch vermessen. Zur Verbesserung der Genauigkeit der Latschgrößenbestimmung
werden ein oder mehrere Latsch-Umlauf-Paare gemessen. Zur weiteren
Verbesserung der Genauigkeit wird z. B. Latsch – Umlauf – Latsch
(oder Umlauf – Latsch – Umlauf) gemessen und ausgewertet,
da so eine Änderung der Geschwindigkeit während
eines Umlaufs (Radumdrehung) berücksichtigt werden kann.
Es ist auch möglich noch längere Sequenzen zu
messen und genauer auszuwerten.
-
2 zeigt
schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Reifenüberwachung. In Block 20 wird
anhand einer Kenngröße A, welche den fahrdynamischen
Fahrzustand des Kraftfahrzeugs 1 widerspiegelt and mit
Hilfe eines Sensors 5 bestimmt wurde, überprüft,
ob sich Fahrzeug 1 in einem vorgegebenen, interessanten
fahrdynamischem Zustand Z befindet. Wenn dies gegeben ist (Abzweig
JA in Block 20), wird in Block 21 mindestens einer
der beiden im Folgenden beschriebenen Schritte S, M durchgeführt:
-
Schritt M:
-
Mindestens
ein weiterer in Reifenmodul 4 angeordneter Sensor 9,
der zuvor, z. B. um den Energieverbrauch zu verringern, keine Daten
erfasst hat, beginnt bei Erkennen eines interessanten Fahrzustandes
Z, Messdaten zu erfassen. Ebenso ist es möglich, dass bei
Erkennen eines interessanten Fahrzustandes Z ein Sensor 9,
der zuvor, z. B. um den Energieverbrauch zu verringern, nur selten
Daten erfasst hat, beginnt, Messdaten häufiger zu erfassen.
Diese Messdatenerfassung bzw. veränderte Messdatenerfassung
endet beispielsgemäß wieder, wenn in Block 20 erkannt
wird, dass der interessante Fahrzustand Z nicht mehr vorliegt (Abzweig
NEIN in Block 20). Alternativ kann die Messdatenerfassung bzw.
veränderte Messdatenerfassung auch für eine fest
vorgegebene Zeitdauer durchgeführt werden.
-
Schritt S:
-
Wenn
Sendeeinrichtung 6 zuvor, um Energie zu sparen, keine Datentelegramme
an Empfangseinheit 2 gesendet hat, so überträgt
Sendeeinrichtung 6 bei Erkennen eines interessanten Fahrzustandes
Z nun Daten an Empfangseinheit 2. Dies kann sofort bei
Erkennen des Zustandes Z geschehen oder auch zeitversetzt. Es ist
aber auch möglich, dass bei Erkennen eines interessanten
Fahrzustandes Z andere Daten als zuvor an Empfangseinheit 2 gesendet
werden. Z. B. kann die Latschzeit L in dynamischen Fahrzuständen
eine relevante Größe sein, so dass diese nur bei
Vorliegen eines solchen Fahrzustandes an Fahrzeug 1 übertragen
wird, sonst aber nicht Teil des Datentelegramms ist. Es ist auch
denkbar, dass die Datentelegramme in dynamischen Fahrzuständen,
bei denen sich z. B. die Latschlänge oder der Reifendruck
p schnell ändern, häufiger übertragen werden
sollen, um diese Änderungen beobachten zu können.
Daher werden bei Erkennen eines interessanten Fahrzustandes Z die
Daten dann verändert, insbesondere häufiger, übertragen.
-
Interessante
fahrdynamische Fahrzustände sind z. B. (starke) Kurvenfahrt,
(starke) Bremsung oder (starke) Beschleunigung.
-
Beispielsgemäß hängt
die Kenngröße A von der Latschzeit L ab, welche
z. B. mit Hilfe eines Beschleunigungssensors 5 bestimmt
werden kann. Z. B. durch Vergleich von eingelernter und aktueller Latschzeit
wird in Block 20 entschieden, ob es sich um einen interessanten
fahrdynamischen Zustand handelt oder nicht.
-
Die
Erfindung betrifft eine Selbsttriggerung des Reifenmoduls 4 auf
fahrdynamisch interessante Situationen Z. Dies sind z. B. Fahrsituationen,
in welchen die Radlast um einen vorgegebenen Schwellenwert nach
oben oder nach unten von einem Wert, der im Wesentlichen einer Geradeausfahrt
ohne Beschleunigung oder Bremsung entspricht. Diese kann das Modul 4 z.
B. anhand von im Reifen auftretenden Längs- und/oder Querbeschleunigungen
und/oder Reifendruckänderungen erkennen.
-
Ein
Ausführungsbeispiel für eine Erkennung eines interessanten
Fahrzustandes Z (Block 20) durch das Modul 4 ist
im Folgenden beschrieben. In Modul 4 wird die Latschzeit
L und die Reifenumlaufzeit U in kurzen Abständen gemessen
und daraus mindestens eine Kenngröße A bestimmt.
Es wird dann ein mittlerer Wert  der Kenngröße
A ermittelt (über eine gewisse Anzahl von Messdaten) und
als Referenzwert (Vergleichswert) Aref verwendet.
Der aktuelle Wert Aakt der Kenngröße
A wird mit dem Mittelwert  verglichen. Liegen ein oder
mehrere aktuelle Werte Aakt außerhalb
eines Toleranzbereichs ΔA um den ermittelten Mittelwert Â,
so wird Reifenmodul 4 zu einer bestimmten Funktion (Block 21)
angeregt.
-
Anstelle
des Einlernens eines Mittelwertes  als Referenzwert (Vergleichswert)
Aref kann auch ein Referenzwert (Vergleichswert)
Aref fest vorgegeben werden.
-
Erkennt
Modul 4 einen interessanten Fahrzustand Z (JA in Block 20),
z. B. durch einen vom Referenzwert Aref abweichenden
aktuellen Wert Aakt, kann Modul 4 verschiedene
Aktionen ausführen. Z. B. können ab diesem Zeitpunkt
Daten gesammelt werden und dann nach Beendigung des interessanten
fahrdynamischen Zustandes Z oder nach einer vorgegebenen Zeit der
Datensammlung oder nach einer vorgegebenen Menge von gesammelten
Daten zur Fahrzeugelektronik (Empfangseinheit 2) gesendet
werden.
-
Beispielsgemäß führt
Modul 4 unterschiedliche Aktionen aus, je nachdem ob der
aktuelle Wert Aakt über oder unter
dem Referenzwert (Mittelwert) Aref liegt.
Z. B. kann Modul 4 beim Überschreiten eines Grenzwerts
Aoben (Aoben > Aref)
sofort anfangen, Daten zu senden, wohingegen die Daten beim Unter schreiten
eines anderen Grenzwerts Aunten (Aunten< Aref) erst zeitverzögert gesendet
werden.
-
Auf
diese im vorherigen Absatz beschriebene Art und Weise werden HF-Kollisionen
(HF: Hochfrequenz) verhindert, und es erfolgt eine einfache Links-Rechts-Zuordnung
der Module 4 bei Kurvenfahrt bzw. eine Vorne-Hinten-Zuordnung
beim Beschleunigen oder Bremsen. So senden beispielsgemäß bei
einer Kurvenfahrt die kurveninneren Räder, deren Latschlänge
größer wird (aktueller Wert Aakt größer
als Referenzwert Aref, welcher einer Geradeausfahrt
ohne Beschleunigung entspricht), direkt ein oder mehrere Datentelegramme,
wohingegen die kurvenäußeren Räder, deren
Latschlänge verglichen mit einer Geradeausfahrt ohne Bremsung
kleiner werden, erst zeitverzögert ein oder mehrere Datentelegramme
senden. Da der Lenkwinkel üblicherweise in einem Fahrzeugsteuersystem
bekannt ist bzw. auf dem Fahrzeugdatenbus (CAN) abgegriffen werden kann,
kann (z. B. in der Auswerteeinheit der Empfangseinheit 2)
eine Zuordnung der Reifenmodule 4 nach rechten und linken
Rädern 3 vorgenommen werden. Entsprechend ist
eine Zuordnung nach hinteren oder vorderen Reifenmodulen 4 bei
Bremsung oder Beschleunigung möglich (z. B. Bremsung: Latschlänge
der vorderen Räder wird kleiner, Latschlänge der
hinteren Räder wird größer), wenn die
Informationen des Bremssystems bzw. des Antriebsstranges mitberücksichtigt
werden.
-
Weiterhin
kann Reifenmodul 4 bei Erkennen einer interessanten Fahrsituation
auch den Referenzwert Aref selbst oder/und
mehrere Werte um den Referenzwert Aref herum
(entspricht Geradeausfahrt, keine Beschleunigung) an die Fahrzeugelektronik senden.
-
Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels verändert Reifenmodul 4 seine
Datenerfassung (Schritt M) und/oder sein Sendeverhalten (Schritt
S) beispielsgemäß in Abhängigkeit von
bereits gesendeten Daten und/oder der Fahrzeit. Modul 4 kann
z. B. in einem „Start-Mode" bleiben, in welchem z. B. alle
verfügbaren Daten pro Datentelegramm übermittelt
werden, bis eine vorgegebene Anzahl (z. B. 200) von Telegrammen
an die Fahrzeugelektronik gesendet worden sind und danach in einen
anderen Mode wechseln, in welchem z. B. nur Reifendruck p und Reifentemperatur
T pro Datentelegramm übermittelt werden. In einem weiteren
Ausführungsbeispiel beliebt Modul 4 eine vorgegebene
Zeitdauer, z. B. zehn Minuten, in dem „Start-Mode" und
wird dabei (durch Kenngröße A) ereignisgetriggert
(auf die vorgegebenen fahrdynamischen Zustände).
-
Des
Weiteren lässt sich durch die Beobachtung der Latschwerte
L (bzw. der Kenngröße A in Abhängigkeit
der Latschzeit L) eine Redundanz zum Drucksensor 9 schaffen.
Verändern sich z. B. die aktuellen Werte Aakt schleichend
gegenüber dem Referenzwert Aref,
so ist von einem Reifendruck-Gradienten (z. B. schleichender Druckverlust)
auszugehen. Modul 4 kann in einen speziellen Mode wechseln
und z. B. häufiger Datentelegramme an die Empfangseinheit 2 absetzen
und/oder zusätzlich den Reifendruck p, welcher durch Drucksensor 9 bestimmt
wird, im Datentelegramm übertragen, um der Fahrzeugelektronik
genauere Daten über den Reifendruck-Gradienten zukommen
zu lassen.
-
Gemäß eines
anderen Ausführungsbeispiels (nicht dargestellt) wird zur
Erkennung des vorgegebenen fahrdynamischen Fahrzustand Z das Signal eines
Drucksensors 9 herangezogen, d. h. als Kenngröße
A wird der Reifendruck p ausgewertet.
-
Hierzu
wird das Signal des Drucksensors 9 hoch auflösend
(in einer Auswerteeinheit 7) ausgewertet. Der Reifeninnendruck
p ist in geringem Maße abhängig von der Radlast.
Bei steigender Radlast (z. B. kurvenäußere Räder
bei Kurvenfahrt oder Vorderräder bei Bremsung) steigt auch
der Reifeninnendruck p. Modul 4 kann also anhand des Reifendrucks p
erkennen, ob das Rad temporär belastet oder entlastet wird
und entsprechend (über eine Steuereinheit 8) die
Aussendung von Daten (siehe oben Schritt S, Block 21, Sendeeinrichtung 6)
und/oder die Erfassung von Daten (siehe oben Schritt M, Block 21),
z. B. durch Beschleunigungssensor 5, veranlassen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19915999
A1 [0003]
- - DE 4205911 A1 [0003]
- - DE 19632150 A1 [0004, 0007]
- - DE 102007010781 A1 [0005, 0006, 0041]
- - DE 102005000996 A1 [0038]
- - DE 102007010782 A1 [0038, 0041]
- - DE 10329700 A1 [0041]