-
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Unterscheiden zwischen rechten und linken Rädern eines Fahrzeugs mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein solches Verfahren ist aus der
EP 1 269 202 B1 bekannt.
-
Zur Überwachung des Reifendrucks von Fahrzeugen werden Überwachungseinrichtungen verwendet, die an den einzelnen Rädern montiert sind und mit einem Sender Reifendruckdaten an einer Zentraleinheit melden. Ein Problem, das sich bei solchen Reifendrucküberwachungssystemen stellt, ist die eindeutige Zuordnung der Sender zu der Position ihres Rades am Fahrzeug. Druckdaten werden typischerweise zusammen mit einem Identifikationssignal gesendet, das eine eindeutige Zuordnung des Drucksignals zu einer Überwachungseinheit ermöglicht. Da Fahrzeugräder ausgetauscht werden können, muss bei jedem Fahrtbeginn von neuem eine Zuordnung der Identifikationssignale zu den einzelnen Rädern erfolgen und dabei zwischen rechten und linken sowie vorderen und hinteren Rädern unterschieden werden. Eine Unterscheidung zwischen vorderen und hinteren Rädern kann beispielsweise anhand der Feldstärke des empfangenen Funksignals erfolgen, indem ein Empfänger verwendet wird, der an der Vorder- oder an der Hinterachse eines Fahrzeugs angeordnet ist, so dass Überwachungseinrichtungen von Vorderrädern einen deutlich anderen Abstand zu der Empfangseinrichtung als Überwachungseinrichtungen von Hinterrädern haben.
-
Bei dem aus der
EP 1 269 202 B1 bekannten Verfahren wird zum Unterscheiden zwischen rechten und linken Rädern eines Fahrzeugs das Produkt aus dem Vorzeichen der Tangentialbeschleunigung und dem Vorzeichen der Drehzahländerung eines Rades gebildet. Die Drehzahl wird dabei aus einem Wechselanteil des Tangentialbeschleunigungssignals ermittelt, der auf dem Einfluss der Erdbeschleunigung beruht. Unabhängig von dem Beschleunigungszustand eines Fahrzeugs hat das Vorzeichen dieses Produkts für eine montierte Reifendrucküberwachungseinrichtung stets denselben Wert. Da Reifendrucküberwachungseinrichtungen an den der Rädern eines Fahrzeuges stets in gleicher Orientierung montiert sind, kann das Vorzeichen des Produkts deshalb zur Unterscheidung zwischen rechten und linken Rädern verwendet werden.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie auf einfache Weise zuverlässig zwischen rechten und linken Rädern unterschieden werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
-
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren werden sowohl die Tangentialbeschleunigung als auch die Zentrifugalbeschleunigung gemessen. Das Tangentialbeschleunigungssignal enthält einen ersten Anteil, der auf der Erdbeschleunigung beruht und sich deshalb periodisch gemäß der Drehfrequenz des Rades ändert, und einen zweiten Anteil, der die Änderung der Drehfrequenz des Rades charakterisiert. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird dieser zweite Anteil verwendet, der beispielsweise durch Filterung von dem ersten Anteil abgetrennt werden kann oder sich durch eine numerische Auswertung des Tangentialbeschleunigungssignals ermitteln lässt.
-
Dieser zweite Anteil hat bei einer Erhöhung der Drehfrequenz, also einer Beschleunigung des Fahrzeugs, entgegengesetztes Vorzeichen wie bei einer Verringerung der Drehfrequenz, also beim Bremsen des Fahrzeugs.
-
Das Zentrifugalbeschleunigungssignal enthält einen ersten Anteil, der auf der Erdbeschleunigung beruht und sich deshalb periodisch gemäß der Drehfrequenz des Rades ändert, und einen zweiten Anteil, welcher der Drehfrequenz des Rades proportional ist. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird der zweite Anteil verwendet, der beispielsweise durch Filterung aus dem Zentrifugalbeschleunigungssignal isoliert werden kann oder sich durch eine numerische Auswertung des Zentrifugalbeschleunigungssignals ermitteln lässt. Erhöht sich die Drehfrequenz des Rades, so erhöht sich auch der zweite Anteil des Zentrifugalbeschleunigungssignals und der zweite Anteil hat folglich positives Vorzeichen. Bei abnehmender Drehfrequenz des Rades, also bei bremsendem Fahrzeug, nehmen die Zentrifugalbeschleunigung und der zweite Anteil des Zentrifugalbeschleunigungssignals ab, so dass der zweite Anteil negatives Vorzeichen hat.
-
Das Produkt dieser beiden Vorzeichen ist für linke und rechte Räder eines Fahrzeugs von dem Beschleunigungszustand des Fahrzeugs unabhängig. Indem die Überwachungseinrichtungen an den Rädern jeweils in gleicher Orientierung, insbesondere in gleicher Einbaulage, montiert sind, sind die Überwachungseinrichtungen an linken und rechten Rädern in Bezug auf das Fahrzeug entgegengesetzt orientiert. Ein Rad mit einem auf eine Felge montierten Reifen hat nämlich eine Außenseite, die im montierten Zustand von dem Fahrzeug abgewandt ist. Die Richtung von einer dem Fahrzeug zugewandten Innenseite eines Rades zu seiner vom Fahrzeug abgewandten Außenseite ist die Orientierung des Rades. Diese Orientierung ist für rechte und linke Räder ebenso wie für an den Rädern in gleicher Weise montierten Überwachungseinrichtungen entgegengesetzt.
-
Das Produkt hat deshalb für linke und rechte Räder entgegengesetztes Vorzeichen und kann folglich zur Unterscheidung zwischen rechten und linken Rädern verwendet werden.
-
Im Unterschied zu dem aus der
EP 1 269 202 B1 bekannten Verfahren kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren darauf verzichtet werden, die Drehfrequenz eines Rades zu bestimmen. Dies ist ein wichtiger Vorteil, da die Bestimmung der Frequenz aus einem sich periodisch ändernden Signalanteil störanfällig ist und zudem relativ langsam, da eine größere Zahl von Perioden erfasst werden muss.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Rades mit einer darin montierten Reifendrucküberwachungseinrichtung;
-
2 das in 1 dargestellte Rad nach einer Drehung um 29°;
-
3 das in 1 dargestellte Rad nach einer Drehung um 121°;
-
4 ein Beispiel eines Tangentialbeschleunigungssignals und eines Zentrifugalbeschleunigungssignals bei beschleunigtem Fahrzeug;
-
5 ein Beispiel eines Tangentialbeschleunigungssignals und eines Zentrifugalbeschleunigungssignals bei konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit; und
-
6 ein Beispiel eines Tangentialbeschleunigungssignals und eines Zentrifugalbeschleunigungssignals bei bremsendem Fahrzeug.
-
In den 1 bis 3 ist schematisch ein Rad 1 mit einer darin befestigten Überwachungseinrichtung 2 dargestellt. Auf die Überwachungseinrichtung 2 wirken bei drehendem Rad eine Zentrifugalbeschleunigung in Richtung des Pfeils Z und eine Tangentialbeschleunigung in Richtung des Pfeils X. Die Tangentialbeschleunigung kann mit einem Beschleunigungssensor ebenso wie die Zentrifugalbeschleunigung gemessen werden. Dabei können zur Messung der Tangentialbeschleunigung und der Zentrifugalbeschleunigung zwei verschiedene Beschleunigungssensoren verwendet werden. Prinzipiell ist es aber auch möglich, sowohl die Tangentialbeschleunigung als auch die Zentrifugalbeschleunigung mit einem einzigen Beschleunigungssensor zu messen, der in geeigneter Weise orientiert ist.
-
4 zeigt für eine an einem Rad montierte Überwachungseinrichtung beispielhaft den Verlauf eines bei beschleunigtem Fahrzeug gemessenen Tangentialbeschleunigungssignals A sowie eines Zentrifugalbeschleunigungssignals B in willkürlichen Einheiten über der Zeit t. 5 zeigt für diese Überwachungseinrichtung entsprechend ein Beispiel für den Verlauf des Tangentialbeschleunigungssignals A und des Zentrifugalbeschleunigungssignals B bei gleichbleibender Fahrzeuggeschwindigkeit. 6 zeigt für diese Überwachungseinrichtung ein Beispiel für den Verlauf des Tangentialbeschleunigungssignals A und des Zentrifugalbeschleunigungssignals B bei bremsendem Fahrzeug.
-
Ersichtlich enthalten sowohl das Tangentialbeschleunigungssignal als auch das Zentrifugalbeschleunigungssignal jeweils einen ersten Anteil, der sich periodisch gemäß der Drehfrequenz des Rades ändert. Dieser erste Anteil beruht darauf, dass sich die Erdbeschleunigung je nach Drehwinkelstellung des Rades zu der auf den Sensor wirkenden Zentrifugal- bzw. Tangentialbeschleunigung addiert bzw. subtrahiert.
-
Das Tangentialbeschleunigungssignal A schwankt bei gleichbleibender Drehfrequenz des Rades periodisch um Null. Dieser Fall tritt bei einem mit konstanter Geschwindigkeit vorhandenen Fahrzeug auf und führt zu dem in 5 dargestellten Signalverlauf. Wenn sich die Fahrtgeschwindigkeit erhöht, also das Fahrzeug beschleunigt, oder verringert, d. h. bei bremsendem Fahrzeug, führt dies zu einem Offset des Tangentialbeschleunigungssignals A. Bei einer Geschwindigkeitsänderung wird das Tangentialbeschleunigungssignal also in Richtung der Ordinate verschoben. Ersichtlich ist in 4 das Tangentialbeschleunigungssignal gegenüber dem in 5 dargestellten Fall zu negativen Werten verschoben. In entsprechender Weise ist das Tangentialbeschleunigungssignal in 6 zu positiven Werten hin verschoben.
-
Das Tangentialbeschleunigungssignal A enthält also einen zweiten Anteil, der die Änderung der Drehfrequenz des Rades charakterisiert. Der erste und der zweite Anteil des Tangentialbeschleunigungssignals sind additiv überlagert. Indem man den ersten Anteil von dem Tangentialbeschleunigungssignal abtrennt, erhält man den zweiten Anteil. Dieser zweite Anteil ist ein von der Beschleunigung abhängender Wert, der zu dem ersten Anteil hinzuaddiert wird. Das Vorzeichen dieses Wertes gibt an, ob das Fahrzeug beschleunigt oder bremst.
-
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der zweite Anteil der Tangentialbeschleunigung bei beschleunigendem Fahrzeug ein negatives Vorzeichen. Entsprechend hat der zweite Anteil gemäß 6 bei bremsendem Fahrzeug positives Vorzeichen. Würde man den Beschleunigungssensor mit umgekehrter Orientierung an dem Rad befestigen oder das Rad an der anderen Fahrzeugseite montieren, würde sich das Vorzeichen des zweiten Anteils des Tangentialbeschleunigungssignals umkehren.
-
Der zweite Anteil des Tangentialbeschleunigungssignals kann beispielsweise durch Filtern abgetrennt werden. Der zweite Anteil oder der Vorzeichen des zweiten Anteils des Tangentialbeschleunigungssignals können auch durch eine numerische Auswertung des Tangentialbeschleunigungssignals ermittelt werden. Beispielsweise indem der Mittelwert bestimmt wird, um den das Tangentialbeschleunigungssignal oszilliert. Zur Bestimmung des Vorzeichens kann des zweiten Anteils kann es bereits genügen die Beträge aufeinander folgender Maxima und Minima des Tangentialbeschleunigungssignals miteinander zu vergleichen. Ist der Betrag eines Maximums größer als der Betrag eines benachbarten Minimums, ist das Vorzeichen des zweiten Anteils positiv. Ist Betrag eines Maximums kleiner als der Betrag eines benachbarten Minimums, ist das Vorzeichen des zweiten Anteils negativ.
-
Das Zentrifugalbeschleunigungssignal enthält neben dem ersten Anteil, der sich periodisch gemäß der Drehfrequenz des Rades ändert, einen zweiten Anteil, welcher der Drehfrequenz des Rades proportional ist. Dieser zweite Anteil nimmt bei beschleunigendem Fahrzeug, d. h. sich erhöhender Fahrzeuggeschwindigkeit, zu. Seine Änderung hat dann also positives Vorzeichen. Bei dem in 4 dargestellten Fall hat der zweite Anteil deshalb eine positive Steigung. In entsprechender Weise ist der zweite Anteil bei dem in 5 dargestellten Fall eines sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegenden Fahrzeugs konstant. Bei dem in 6 dargestellten Fall eines bremsenden Fahrzeugs nimmt der zweite Anteil des Zentrifugalbeschleunigungssignals ab, hat also negative Steigung.
-
Um zwischen rechten und linken Rändern eines Fahrzeugs zu unterscheiden, wird als erstes Vorzeichen das Vorzeichen des zweiten Anteils des Tangentialbeschleunigungssignals ermittelt. Dieses Vorzeichen ist bei dem vorstehend erläuterten Beispiel negativ bei dem in 4 dargestellten Fall eines bescheunigenden Fahrzeugs und positiv bei dem in 6 dargestellten Fall eines bremsenden Fahrzeugs. Als zweites Vorzeichen wird das Vorzeichen einer Änderung des zweiten Anteils des Zentrifugalbeschleunigungsanteils ermittelt. Bei dem in 4 dargestellten Fall hat der zweite Anteil positive Steigung. Die Änderung des zweiten Anteils also positives Vorzeichen. In entsprechender Weise hat die Änderung des zweiten Anteils der Zentrifugalbeschleunigung bei dem in 6 dargestellten Fall negatives Vorzeichen.
-
Das Produkt aus dem ersten und dem zweiten Vorzeichen ergibt also bei dem in 4 dargestellten Fall ein negatives Vorzeichen, da das erste Vorzeichen negativ und das zweite Vorzeichen positiv sind. Bei dem in 6 dargestellten Fall ist das Produkt der beiden Vorzeichen ebenfalls negativ, da das erste Vorzeichen positiv ist und das zweite Vorzeichen negativ ist. Das Vorzeichen des Produkts ist also unabhängig davon, ob das Fahrzeug beschleunigt oder bremst.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 bis 6 bewirkt eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit eine negative Tangentialbeschleunigung, so dass der zweite Anteil des Tangentialbeschleunigungssignals ein negatives Vorzeichen hat. Dieselbe Richtung der Tangentialbeschleunigung wie beim Beschleunigen eines vorwärts fahrenden Fahrzeugs tritt auch beim Bremsen eines rückwärts fahrenden Fahrzeugs auf. Auch in diesem Fall wäre bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das Tangentialbeschleunigungssignal A also wie bei 4 zu negativen Werten verschoben und der zweite Anteil des Tangentialbeschleunigungssignals hätte ein negatives Vorzeichen. Allerdings nimmt bei gebremster Rückwärtsfahrt die Zentrifugalbeschleunigung ab. Der zweite Anteil des Zentrifugalbeschleunigungssignals wäre dann also negativ.
-
Für den Fall einer gebremsten Rückwärtsfahrt hätte das Produkt aus den Vorzeichen des zweiten Anteils des Zentrifugalbeschleunigungssignals und des zweiten Anteils des Zentrifugalbeschleunigungssignals also positives Vorzeichen, da sowohl der zweite Anteil des Tangentialbeschleunigungssignals als auch der zweite Anteil des Zentrifugalbeschleunigungssignals negatives Vorzeichen hätten. Da Fahrzeuge nur für sehr kurze Zeit rückwärts fahren, hat dieser Fall jedoch keine praktische Bedeutung.
-
In Bezug auf die Fahrtrichtung gesehen wird aus einem bei Vorwärtsfahrt linken Rad jedoch bei Rückwärtsfahrt ein rechtes Rad. Dies zeigt, dass sich bei in gleicher Einbaulage an Fahrzeugrädern montierten Überwachungseinrichtungen für rechte und linke Räder stets entgegen gesetzte Vorzeichen des Produkts aus dem Vorzeichen des zweiten Anteils der Zentrifugalbeschleunigung und dem Vorzeichen des zweiten Anteils der Zentrifugalbeschleunigung ergeben. Das Vorzeichen dieses Produktes kann deshalb zur Unterscheidung von linken und rechten Rädern verwendet werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rad
- 2
- Überwachungseinrichtung
- A
- Tangentialbeschleunigungssignal
- B
- Zentrifugalbeschleunigungssignal
-
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
-
- EP 1269202 B1 [0001, 0003, 0011]
