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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuordnen von Kennungen, die in Signalen enthalten sind, welche von Baugruppen eines Reifendrucküberwachungssystems eines Fahrzeuges ausgesandt werden, die an Rädern angebracht sind, die an dem Fahrzeug montiert sind, zu den Positionen der Räder an dem Fahrzeug. Die an den Rädern des Fahrzeuges angebrachten Baugruppen werden nachfolgend als Radelektroniken bezeichnet. Jede Radelektronik enthält einen Drucksensor, welcher auf den Reifendruck des Rades anspricht, einen Bewegungssensor, insbesondere einen Beschleunigungssensor, welcher eine Information über die Drehzahl des Rades liefert, einen Speicher, in welchem eine individuelle Kennung der Radelektronik gespeichert ist, und einen Sender, welcher Signale, die nicht nur die individuelle Kennung, sondern auch eine Information über die Drehzahl des jeweiligen Rades enthalten, an einen Empfänger überträgt, der mit einer an der Karosserie des Fahrzeugs vorgesehenen Antenne sowie mit einer Auswerteeinrichtung versehen oder verbunden ist. Die Antenne ist üblicherweise an der Unterseite der Karosserie angebracht. Sie kann mit dem Empfänger, der die empfangenen Signale dekodiert und gegebenenfalls verstärkt und/oder auf andere Weise aufbereitet, mittels eines Kabels verbunden sein oder mit der Antenne ganz oder teilweise zu einer Baugruppe zusammengefasst sein. Die Auswerteeinrichtung ist im Allgemeinen in einiger Entfernung von der Antenne im Motorraum oder im Innenraum des Fahrzeugs, z. B. hinter dem Armaturenbrett, angeordnet. Der Empfänger kann mit der Auswerteeinrichtung zu einer Baugruppe zusammengefasst oder getrennt davon verwirklicht sein. Schließlich kann der Empfänger auch aufgeteilt sein in einen der Antenne zugeordneten Teil und einen der Auswerteeinrichtung zugeordneten Teil.
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Die Auswerteeinrichtung, manchmal auch als Zentraleinheit des Reifendrucküberwachungssystems bezeichnet, wertet die von den Radelektroniken übertragenen Signale aus und zeigt dem Fahrer Anomalien des Reifendrucks an, wozu die Auswerteeinrichtung im Allgemeinen mit einer im Armaturenbrett des Fahrzeugs vorgesehenen Anzeigeeinrichtung verbunden ist. Die Verbindungen zwischen der Auswerteeinrichtung und der Anzeigeeinrichtung und gegebenenfalls zum Empfänger erfolgen üblicherweise über Kabel, z. B. über ein im Fahrzeug vorgesehenes BUS-System.
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Damit die Auswerteeinrichtung anzeigen kann, an welchem Rad eine Anomalie des Reifendrucks auftritt, muss sie wissen, an welchem Rad sich eine Radelektronik befindet, welche die Anomalie des Reifendrucks signalisiert. Zu diesem Zweck übertragen die Radelektroniken in ihren Signalen zusammen mit einer Information über den Reifendruck auch eine individuelle Kennung, bei der es sich üblicherweise um eine Ziffernfolge handelt, welche die individuelle Radelektronik eindeutig kennzeichnet. Damit die Auswerteeinrichtung eine ihr übermittelte Ziffernfolge einem bestimmten Rad bzw. einer bestimmten Radposition zuordnen kann, müssen ihr vorab die Kennungen der im Fahrzeug verbauten Radelektroniken und deren Zuordnung zu den Radpositionen mitgeteilt und in der Auswerteeinrichtung oder in einem mit der Auswerteeinrichtung verbundenen Speicher gespeichert werden. Dazu sind Zuordnungsverfahren bekannt.
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Aus der
EP 0 806 306 B1 ist es bekannt, in der Radelektronik einen Bewegungssensor, nämlich einen Beschleunigungssensor, vorzusehen, der auf am Rad auftretende radiale Beschleunigungen und/oder tangentiale Beschleunigungen anspricht. Ein solcher Beschleunigungssensor erlaubt nicht nur, zwischen einem ruhenden Fahrzeug und einem stehenden Fahrzeug zu unterscheiden, sondern er liefert auch eine Information über die Drehzahl des Rades. Der Radialbeschleunigung und der Tangentialbeschleunigung eines Rades ist nämlich die Gravitationsbeschleunigung überlagert, deren Einfluss bei jeder Umdrehung des Rades zweimal sein Vorzeichen wechselt. Der Kehrwert der Zeitspanne zwischen je zwei Vorzeichenwechseln der von der Gravitationsbeschleunigung verursachten Überlagerung des Beschleunigungssignals ist der Drehzahl des Rades proportional.
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Das aus der
EP 0 806 306 B1 bekannte Verfahren vergleicht die vom Beschleunigungssensor in der Radelektronik gewonnene Drehzahl mit den Drehzahlen, welche für denselben Zeitraum von ABS-Sensoren an den Rädern des Fahrzeuges geliefert worden sind. Wird eine Übereinstimmung der von der Radelektronik stammenden Drehzahlmessung mit einer von einem ABS-Sensor stammenden Drehzahlmessung festgestellt, dann wird angenommen, dass der ABS-Sensor und die betreffende Radelektronik derselben Radposition, z. B. am Fahrzeug vorne links, zugeordnet sind. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die von der Radelektronik stammende Drehzahlmessung mit der Drehzahlmessung von nur einem der ABS-Sensoren übereinstimmt. Die Kennung wird dann unter der Position des ABS-Sensors gespeichert, von welcher das übereinstimmende Drehzahlsignal kam. Bei künftigen Signalen, die dieselbe Kennung enthalten, weiß die Auswerteeinrichtung dann, von welchem Rad bzw. von welcher Radposition, z. B. vorne links, das Signal stammt.
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Das bekannte Zuordnungsverfahren setzt voraus, dass die Räder beim Drehzahlvergleich Unterschiede in den Drehzahlen aufweisen. Diese Unterschiede können unterschiedliche Ursachen haben, z. B. Schlupf zwischen Rad und Fahrbahn, unterschiedliche Rollradien infolge unterschiedlicher Reifengrößen oder infolge unterschiedlicher Belastungen oder infolge unterschiedlicher Reifendrücke und insbesondere infolge von Kurvenfahrt. Räder auf der Kurvenaußenseite legen stets einen größeren Weg zurück als Räder auf der Kurveninnenseite und drehen sich deshalb schneller als die Räder auf der Kurveninnenseite. Die Drehzahlunterschiede zwischen den Rädern eines Fahrzeuges können gering sein, bei Geradeausfahrt sogar verschwindend gering. Die
EP 0 806 306 B1 fordert deshalb, dass zwei Drehzahlwerte, von denen einer mit Hilfe des Beschleunigungssensors in einer Radelektronik und einer mit Hilfe eines ABS-Sensors gemessen wurde, nur dann als übereinstimmend gewertet werden, wenn sie bis auf messtechnisch nicht zu vermeidende Ungleichheiten übereinstimmen. Nur wenn eine solche hochgradige Übereinstimmung ein einziges Mal für nur einen der ABS-Sensoren festgestellt wird, wird die Kennung der Radelektronik genau dem ABS-Sensor zugeordnet, der das übereinstimmende Drehzahlsignal geliefert hat. Das hat den Nachteil, dass es sehr lange dauern kann, bis die Auswerteeinrichtung alle Kennungen, die sie empfängt, jeweils einem bestimmten ABS-Sensor und damit einer bestimmten Radposition zugeordnet hat. Außerdem ist das bekannte Verfahren anfällig für fehlerhafte Zuordnungen. Solange die Kennungen der am Fahrzeug verbauten Radelektroniken aber nicht zutreffend den Radpositionen zugeordnet sind, ist eine zuverlässige Reifendruckkontrolle nicht möglich. Das aus der
EP 0 806 306 B1 bekannte Verfahren hat daher keinen Eingang in die Praxis gefunden.
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Aus der
DE 198 56 861 B4 ist ein automatisches Zuordnungsverfahren bekannt, welches über die Auswertung einer Drehrichtungsinformation, welche von einem Beschleunigungssensor in der jeweiligen Radelektronik geliefert wird, und aus den empfangenen Signalpegeln innerhalb kurzer Zeit eine eindeutige Zuordnung der Kennungen zu den Radpositionen ermöglicht. Das erfordert jedoch die Anordnung der Empfangsantenne an einer außermittig gelegenen Stelle des Karosseriebodens als Voraussetzung dafür, dass die Signale, die von den Radelektroniken mit gleicher Leistung gesendet werden, von der Empfangsantenne mit unterschiedlichen Signalpegeln empfangen werden. Diese an sich gute Möglichkeit, ein Zuordnungsverfahren rasch und zuverlässig durchzuführen, verbietet sich jedoch, wenn für die Empfangsantenne eine zentrale Position gewünscht wird, an welcher sie Signale aus allen Richtungen möglichst gleich gut empfangen kann, z. B. auch die Signale eines Funkschlüssels, welche aus beliebiger Richtung auf die Empfangsantenne treffen können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, ein Zuordnungsverfahren zu schaffen, welches zuverlässiger und/oder schneller zum Erfolg führt als das aus der
EP 0 806 306 B1 bekannte Verfahren.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine abgemagerte Version des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 12.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ordnet Kennungen, welche von nachfolgend als Radelektroniken bezeichneten Baugruppen eines Reifendrucküberwachungssystems eines Fahrzeugs ausgesandt werden, den Positionen der am Fahrzeug montierten Räder zu, auf welchen das Fahrzeug fährt.
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Das Verfahren nutzt Radelektroniken, welche mehrere Sensoren aufweisen, von denen einer auf den Reifendruck des Rades anspricht, einer eine Information über die Drehrichtung des Rades liefert und einer auf Stöße anspricht, die am Rad auftreten. Die Radelektroniken können weitere Sensoren aufweisen, z. B. einen Sensor, der die Temperatur im Reifen misst. Die Radelektroniken haben einen Speicher, in welchem die individuelle Kennung der jeweiligen Radelektronik gespeichert ist. Die Kennung besteht üblicherweise aus einer Ziffernfolge, die eine Unterscheidung der Radelektroniken ermöglichen soll, was umso besser gelingt, je mehr Ziffern die Ziffernfolge hat. Die Radelektroniken haben einen Sender, welcher Funksignale aussendet, die eine Information über die Drehrichtung des betreffenden Rades und über das Auftreten eines Stoßes an demselben Rad enthalten. Fallweise sendet der Sender auch Signale mit Informationen über den Reifendruck, insbesondere dann, wenn der Reifendruck außerhalb eines normalen Druckbereichs liegt oder ungewöhnlich schnell abfällt. Die vom Sender ausgesandten Signale enthalten auch die individuelle Kennung der betreffenden Radelektronik, damit festgestellt werden kann, von welchem Rad die Signale kommen.
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Die Signale werden an einen Empfänger übertragen, der vom Fahrzeug mitgeführt wird und mit einer Antenne für den Empfang der Signale sowie mit einer Auswerteeinrichtung versehen oder verbunden ist.
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Die Auswerteeinrichtung erfasst die in den empfangenen Signalen enthaltenen Kennungen und Drehrichtungsinformationen,
unterscheidet auf der Grundlage der erfassten Drehrichtungsinformationen zwischen Kennungen, die zu Radelektroniken an Rädern auf der linken Fahrzeugseite gehören, und Kennungen, die zu Radelektroniken an Rädern auf der rechten Fahrzeugseite gehören,
unterscheidet Stöße, die ihr von Radelektroniken auf der linken Fahrzeugseite gemeldet wurden, von Stößen, die ihr von Radelektroniken auf der rechten Fahrzeugseite gemeldet wurden,
misst die Zeitspanne zwischen Stoßsignalen, die aufeinanderfolgend von Radelektroniken auf der linken Fahrzeugseite bzw. von Radelektroniken auf der rechten Fahrzeugseite gemeldet wurden,
multipliziert die gemessene Zeitspanne mit einer in derselben Zeitspanne gemessenen und der Auswerteeinrichtung gemeldeten Geschwindigkeit des Fahrzeugs,
überprüft, ob die durch diese Multiplikation gebildete Länge innerhalb einer vorgegebenen Toleranz mit einem gegebenen Achsabstand des Fahrzeuges übereinstimmt, ordnet im Falle der Übereinstimmung die Kennung, die in dem Signal enthalten war, welches die Information über den ersten von zwei auf der linken oder von zwei auf der rechten Fahrzeugseite aufeinanderfolgend erfassten Stößen enthielt, bei Vorwärtsfahrt dem linken bzw. rechten Rad auf einer vorderen der beiden Achsen zu und ordnet die Kennung, die in dem Signal enthalten war, welches die Information über den zweiten der beiden aufeinanderfolgend erfassten Stöße enthielt, auf der hinteren der beiden Achsen dem Rad auf derselben Fahrzeugseite zu wie auf der vorderen Achse.
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Eine Unterscheidung zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt ist auf unterschiedliche Weise möglich; eine Möglichkeit besteht darin, die Schaltstellung des Getriebes des Fahrzeuges abzufragen; eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Tachometersignal auszuwerten, welches bei Umkehr der Fahrtrichtung sein Vorzeichen umkehrt. Für das erfindungsgemäße Verfahren genügt es, nur Signale zu berücksichtigen, die entweder bei Vorwärtsfahrt oder bei Rückwärtsfahrt auftreten. Vorzugsweise werden jedenfalls die bei Vorwärtsfahrt auftretenden Signale ausgewertet, weil die Vorwärtsfahrt die Rückwärtsfahrt im allgemeinen überwiegt und deshalb zu einer schnelleren Zuordnung führt. Es ist aber auch möglich, sowohl die bei Vorwärtsfahrt als auch die bei Rückwärtsfahrt auftretenden Signale auszuwerten.
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Treten zwei Stöße gleichzeitig an zwei Rädern mit unterschiedlicher Drehrichtung auf, dann kann man davon ausgehen, dass sie von einem rechten Rad und einem linken Rad auf einer gemeinsamen Achse stammen. Derartige Ereignisse können ihre Ursache in Änderungen der Fahrbahnbeschaffenheit haben, die sich über die gesamte Breite der Fahrspur erstrecken, wie z. B. Änderungen des Fahrbahnbelags oder Dehnungsfugen oder Stufen in der Fahrbahn. Gleichzeitiges Auftreten ist hier nicht im strengen mathematischen Sinn von „gleichzeitig” zu verstehen, sondern in einem praktischen Sinn als Auftreten in einer Zeitspanne, die von der Fahrgeschwindigkeit abhängt und z. B. gewonnen wird, indem man einen Weg, welcher klein gegen den Achsabstand im Fahrzeug ist, durch die Fahrgeschwindigkeit teilt, sodass die Zeitspanne, in welcher ein Auftreten von zwei Stößen als gleichzeitig aufgefasst wird, jedenfalls wesentlich kürzer ist als der zeitliche Abstand, in welchem die Fahrbahnunebenheit zwei gleichzeitige Stöße in zwei Rädern auslöst, welche sich auf einer nachfolgenden bezüglich der Fahrtrichtung gemeinsamen Achse befinden.
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Die Fahrbahnunebenheit, welche gleichzeitig Stöße in zwei Rädern auf einer ersten Achse bewirkt, wird auch in den – bezogen auf die Fahrtrichtung – nachfolgenden Rädern gleichzeitige Stöße bewirkt, sodass die mit den gleichzeitig auftretenden Stoßsignalen übertragenen Kennungen eindeutig den aufeinander folgenden Achsen zugeordnet werden können. Durch das Berücksichtigen von gleichzeitig auftretenden Stößen an Rädern mit unterschiedlicher Drehrichtung kann das Zuordnungsverfahren infolgedessen schneller beendet werden.
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Zum Bestimmen der Drehrichtung des Rades wird vorzugsweise ein Beschleunigungssensor verwendet, insbesondere ein Beschleunigungssensor, der auf Tangentialbeschleunigungen des Rades anspricht. Als Tangentialbeschleunigung wird hier die beim Beschleunigen oder beim Verzögern des Fahrzeuges in Umfangsrichtung des Rades auftretende Beschleunigungskomponente bezeichnet. Wenn die Radelektroniken in übereinstimmender Einbaulage an den Rädern des Fahrzeuges montiert sind, dann erlaubt das Vorzeichen des Beschleunigungssignals eine Unterscheidung zwischen rechten und linken Rädern. Ein Beschleunigungssensor an einem Rad auf der rechten Seite des Fahrzeuges und ein Beschleunigungssensor an einem Rad auf der linken Seite des Fahrzeuges liefern bei beschleunigtem oder verzögertem Fahrzeug Beschleunigungssignale mit entgegengesetzten Vorzeichen.
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Die Drehrichtung eines Rades kann aber auch durch die Auswertung der Signale von zwei Beschleunigungssensoren erfolgen, welche in unterschiedlicher Ausrichtung am Rad angebracht sind, insbesondere ein auf Radialbeschleunigungen ansprechender Sensor und ein rechtwinklig dazu angeordneter Sensor, welcher auf Tangentialbeschleunigungen anspricht. Die Beschleunigungssensoren können zugleich als Stoßsensoren verwendet werden.
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Da der Start des Fahrzeuges mit einer Beschleunigungsphase beginnt, empfiehlt es sich, in der anfänglichen Beschleunigungsphase festzustellen, welche der von der Auswerteeinrichtung empfangenen Kennungen zu Rädern auf der linken Seite des Fahrzeuges und welche zu Rädern auf der rechten Seite des Fahrzeuges gehören. Danach muss nur noch bestimmt werden, auf welcher Achse ein Rad angeordnet ist, welches eine bestimmte Kennung aussendet, um diese Kennung einer bestimmten Radposition zuordnen zu können.
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Zu diesem Zweck macht es sich die Erfindung zu Nutze, dass Unebenheiten der Fahrbahn, über die das Fahrzeug hinweg fährt, häufig nur von den Rädern auf der rechten Fahrzeugseite oder von den Rädern auf der linken Fahrzeugseite gespürt werden, weil nur die Räder auf der rechten Fahrzeugseite oder die Räder auf der linken Fahrzeugseite über die Unebenheiten hinweg fahren. Die Radelektroniken haben deshalb erfindungsgemäß einen Sensor, der auf Stöße anspricht, die am jeweiligen Rad auftreten. Als Sensor, der auf Stöße anspricht, eignet sich besonders ein Beschleunigungssensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor, der auf radiale Beschleunigungen des Rades anspricht. Wenn z. B. ein linkes Vorderrad eines Fahrzeuges durch Überfahren einer Unebenheit der Fahrbahn einen Stoß erhält, der vom Stoßsensor in der Radelektronik des linken Vorderrades erfasst und gemeldet wird, dann wird höchstwahrscheinlich das linke Hinterrad des Fahrzeuges kurz darauf ebenfalls über dieselbe Unebenheit der Fahrbahn hinwegrollen und einen Stoß erhalten, den der Stoßsensor der am hinteren linken Rad vorgesehenen Radelektronik erfasst und meldet. Die Zeitspanne zwischen dem Auftreten der Stöße am vorderen und am hinteren Rad ist durch den Achsabstand zwischen dem vorderen Rad und dem hinteren Rad und durch die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt: Die Zeitspanne ergibt sich aus dem Achsabstand, indem dieser durch die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs dividiert wird. Misst man die momentane Geschwindigkeit und die Zeitspanne zwischen dem Auftreten eines Stoßsignals, welches von der Radelektronik des vorderen Rades gemeldet wird, und dem Auftreten eines Stoßsignales, welches von der Radelektronik des hinteren Rades gemeldet wird und ergibt das Produkt aus dieser Zeitspanne und aus der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges gerade den gegebenen Achsabstand des Fahrzeugs, dann wird erfindungsgemäß daraus geschlossen, dass die beiden auf derselben Fahrzeugseite hintereinander angeordneten Räder über dieselbe Unebenheit der Fahrbahn hinweggerollt sind. Daraus folgt, dass die erste der beiden aufeinanderfolgend übermittelten Kennungen, die bekanntermaßen von Rädern auf ein-und-derselben Fahrzeugseite stammen, einer vorderen Achse zuzuordnen ist, während die am Ende der Zeitspanne empfangene zweite Kennung, welche von einem Rad auf derselben Fahrzeugseite stammt, der im bekannten Achsabstand dahinter angeordneten Achse zuzuordnen ist. Damit sind die Radpositionen, die zu den beiden empfangenen und ausgewerteten Kennungen gehören, eindeutig bestimmt, denn die Zuordnung zu einer bestimmten Seite des Fahrzeugs war schon bestimmt.
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Auf entsprechende Weise können den Radpositionen auf der anderen Fahrzeugseite die Kennungen der auf dieser anderen Seite verbauten Radelektroniken eindeutig zugeordnet werden.
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Wie weiter oben schon erläutert wurde, können mir Vorteil aber auch Stöße ausgewertet werden, welche gleichzeitig an zwei Rädern mit unterschiedlicher Drehrichtung auf einer gemeinsamen Achse auftreten und z. B. von Dehnungsfugen oder über die gesamte Fahrbahnbreite sich erstreckenden Änderungen des Fahrbahnbelages bewirkt werden und eine schnellere Zuordnung der Kennungen zu den einzelnen Radpositionen erlauben.
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Das Zuordnungsverfahren eignet sich auch für Fahrzeuge mit mehr als zwei Achsen, denn auch in diesem Fall haben je zwei Achsen einen bekannten Achsabstand, mit dessen Hilfe aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und aus der Zeitspanne zwischen zwei auf derselben Fahrzeugseite aufgetretenen Stoßsignalen die Zuordnung der Kennungen zu den Radpositionen wie bei einem zweiachsigen Fahrzeug eindeutig erfolgen kann.
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Soweit auf einer Achse des Fahrzeuges zwei Paare von Zwillingsrädern angeordnet sind, kann die Zuordnung der Kennungen zu den Radpositionen ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen, denn für die Unterscheidung von Rädern auf der rechten Seite und Rädern auf der linken Seite des Fahrzeuges gilt in diesem Fall nichts anderes. Für das Auswerten der von den Stoßsensoren gelieferten Stoßsignale kann man davon ausgehen, dass Stoßsignale, die von einer an einem vorderen Rad angebrachten Radelektronik stammen, bei den beiden auf derselben Seite des Fahrzeugs im Achsabstand dahinter angeordneten Zwillingsrädern mit unterschiedlicher Häufigkeit zu Stoßsignalen führen. Von den beiden Zwillingsrädern wird jenes Rad, welches in der Spur des vordern Rades angeordnet ist – und das ist im Normalfall das äußere der beiden Räder – von derselben Unebenheit der Fahrbahn, welche dem vorderen Rad einen Stoß versetzt hat, mit größerer Wahrscheinlichkeit einen Stoß erhalten als das weiter innen angeordnete zweite Rad des Zwillings. Auf dieser Grundlage kann aus der Häufigkeit des Auftretens der Stoßsignale zwischen den beiden Zwillingsrädern unterschieden werden, die auf derselben Fahrzeugseite angeordnet sind.
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Bei der Prüfung, ob die Länge, die durch Multiplikation der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Zeitspanne zwischen Stoßsignalen, die aufeinanderfolgend von Radelektroniken auf der linken Fahrzeugseite bzw. von Radelektroniken auf der rechten Fahrzeugseite gemeldet wurden, erhalten wird, mit einem gegebenen Achsabstand des Fahrzeuges übereinstimmt, wird zweckmäßigerweise nicht geprüft, ob die ermittelte Länge mit dem gegebenen Achsabstand genau übereinstimmt. Stattdessen wird überprüft, ob die ermittelte Länge innerhalb einer vorgegebenen Toleranz mit einem gegebenen Achsabstand des Fahrzeuges übereinstimmt. Welche Abweichung der ermittelten Länge von dem gegebenen Achsabstand tolerierbar ist, kann durch Versuche ermittelt werden. Wird die Toleranz zu klein gewählt, werden in vielen Fällen die aus Stoßsignalen, die auf einer gemeinsamen Fahrzeugseite an hintereinander angeordneten Rädern gewonnen werden, ermittelten Längen nicht mit dem eng tolerierten Achsabstand übereinstimmen, so dass das Zuordnungsverfahren unnötig lange dauern wird. Wird die Toleranz zu groß gewählt, dann kann es zu einer fehlerhaften Zuordnung kommen, wenn Stoßsignale, die tatsächlich nicht miteinander korreliert sind, die Zuordnung bestimmen.
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Die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Zuordnungsverfahren kann erhöht werden, wenn die Zuordnungen wiederholt gebildet und statistisch ausgewertet werden, indem jene Zuordnungen, die am häufigsten auftreten, ausgewählt und in einem Speicher, welcher in der Auswerteeinrichtung oder in Verbindung mit der Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, gespeichert werden. Je mehr Stoßsignale ausgewertet werden, desto deutlicher werden sich die richtigen Zuordnungen gegenüber den fehlerhaften Zuordnungen durchsetzen.
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Mathematisch kann man die statistische Auswertung so durchführen, dass in der Auswerteeinrichtung eine Matrix gebildet wird, in welcher für jedes mögliche Paar aus einer Radposition und einer Kennung ein Feld vorgesehen ist, auf welchem eine für das jeweilige Paar ermittelte Zuordnung als Treffer mit dem Wert „1” eingetragen und mit jedem weiteren Treffer um „1” erhöht wird. Sobald Zuordnungen einer Kennung zu einer bestimmten Radposition deutlich häufiger als Zuordnungen derselben Kennung zu den anderen Radpositionen auftreten, z. B. fünfmal häufiger als die andere Zuordnungen, dann wird die am häufigsten aufgetretene Zuordnung gespeichert. Sind auf diese Weise alle Kennungen einer Radposition zugeordnet, dann wird das Zuordnungsverfahren beendet. Signale, die danach von Radelektroniken ausgesandt werden, werden derjenigen Radposition zugeordnet, welche unter der im Signal enthaltenen Kennung gespeichert ist. Diese Zuordnung bleibt erhalten, bis sie durch eine geänderte Zuordnung ersetzt wird. Es ist zweckmäßig, jedes Mal dann, wenn das Fahrzeug neu gestartet wird, das erfindungsgemäße Zuordnungsverfahren erneut durchzuführen. Erst dann, wenn das erneute Zuordnungsverfahren zu einer abweichenden Zuordnung geführt hat, werden die abweichenden Zuordnungen anstelle der bisher gespeicherten Zuordnungen abgespeichert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat wesentliche Vorteile:
- • Das Verfahren erlaubt eine automatische und zuverlässige Zuordnung der Radelektroniken zu den jeweiligen Radpositionen.
- • Das Verfahren lässt sich ohne besonderen technischen Aufwand durchführen. Radelektroniken sind schon heute meistens mit Beschleunigungssensoren ausgestattet, die auf eine Tangentialbeschleunigung und/oder auf eine Radialbeschleunigung des Rades ansprechen. Es kann sich dabei um getrennte Sensoren handeln, aber auch um einen sogenannten mehrachsigen Beschleunigungssensor, der sowohl Tangentialbeschleunigungen als auch Radialbeschleunigungen feststellen kann.
- • Die für die Auswertung der Stoßsignale erforderliche Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit ist in einem Straßenfahrzeug stets verfügbar. Heutige Tachometer liefern ein elektrisches Geschwindigkeitssignal, welches z. B. über ein BUS-System der erfindungsgemäß vorgesehenen Auswerteeinrichtung zugeführt werden kann.
- • Die auftretenden Stoßsignale sind verhältnismäßig langsame Signale. Sie können nach ihrem Empfang ohne weiteres über ein preiswertes, auf langsame Signale ausgelegtes BUS-System übertragen werden, welches in heutigen Fahrzeugen weitgehend üblich ist.
- • Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert keine besondere Position der Antenne, mit welcher die von den Radelektroniken ausgesandten Signale empfangen werden. Es kann deshalb eine Antenne verwendet werden, die gleichzeitig für ein anderes Funksystem benutzt wird, z. B. eine zentral am Unterboden des Fahrzeugs angeordnete Antenne, die von einem Funkschlüssel des Fahrzeugs ausgesandte Funksignale empfangen kann.
- • Ein aufwendiger Abgleich der für das Zuordnungsverfahren benutzten Signale mit den Signalen eines ABS-Systems, welcher bei dem in der EP 0 806 306 B1 vorgeschlagenen Zuordnungsverfahren nötig ist, wird erfindungsgemäß nicht benötigt.
- • Für das erfindungsgemäße Verfahren wird kein gesondertes Auswertegerät benötigt, vielmehr kann die Auswertung in einem im Fahrzeug ohnehin vorhandenen Bordcomputer oder Steuergerät durchgeführt werden, welches eine Recheneinheit, z. B. einen Mikroprozessor, aufweist.
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Die Prüfung, ob die Länge, welche sich durch Multiplikation der Geschwindigkeit des Fahrzeuges mit der Zeitspanne zwischen Stößen ergibt, die aufeinanderfolgend von Radelektroniken auf ein und derselben Fahrzeugseite gemeldet wurden, innerhalb einer vorgegebenen Toleranz mit einem gegebenen Achsabstand der Fahrzeuges übereinstimmt, kann z. B. so erfolgen: Jedes Mal dann, wenn die Auswerteeinrichtung ein Stoßsignal erfasst, wird von der Auswerteeinrichtung ein Zeitfenster geöffnet, dessen Beginn und Ende unter Berücksichtigung der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit so festgelegt werden, dass die Kennung in einem nachfolgenden Signal, welches von einem Rad auf derselben Fahrzeugseite stammt und in dem geöffneten Zeitfenster auftritt, einem Rad bzw. einer Radposition zugeordnet wird, welche auf derselben Fahrzeugseite in dem gegebenen Achsabstand von einem weiter vorn angeordneten Rad angeordnet ist. Der Position des weiter vorn angeordneten Rades, von welchem das vorherige Stoßsignal kam, wird die in diesem vorherigen Stoßsignal enthaltene Kennung zugeordnet. Die Breite des Zeitfensters entspricht in dieser Ausgestaltung des Zuordnungsverfahrens der Toleranz, innerhalb welcher die durch Multiplikation der Zeitspanne, die die Breite des Zeitfensters angibt, mit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges gebildete Länge mit dem gegebenen Achsabstand des Fahrzeuges übereinstimmen würde.
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Der Auswerteeinrichtung wird während der Fahrt zweckmäßigerweise ständig das Ausgangssignal eines elektrischen oder elektronischen Tachometers zugeführt, welcher ohnehin im Fahrzeug vorhanden ist. Vorzugsweise wird der Auswerteeinrichtung unmittelbar ein digitales Ausgangssignal des Tachometers zugeführt. Die Auswerteeinrichtung kann jederzeit nach Bedarf auf das Ausgangssignal des Tachometers zugreifen.
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Vorzugsweise wird das Verfahren so durchgeführt, dass in der Radelektronik geprüft wird, ob die Amplitude eines Stoßsignals, welches vom Stoßsensor als Antwort auf einen Stoß gebildet wird, einen gegebenen Schwellenwert übersteigt. Wenn – wie bevorzugt – als Stoßsensor ein Beschleunigungssensor verwendet wird, wird geprüft, ob die gemessene Beschleunigung einen gegebenen Schwellenwert übersteigt. Nur wenn die Amplitude des Stoßsignals, im Falle eines Beschleunigungssensors die Amplitude eines Beschleunigungssignals, den gegebenen Schwellenwert übersteigt und das Zuordnungsverfahren noch nicht beendet ist, wird der Sender in der Radelektronik zum sofortigen Aussenden eines Signals veranlasst, welches die erforderliche Information über den Stoß, die Drehrichtung und die Kennung enthält. Auf diese Weise kann die Empfindlichkeit des Stoßsensors automatisch den Fahrbahngegebenheiten angepasst werden, indem die Schwelle bei einer holperigen Fahrbahn höher als bei einer glatten Fahrbahn gesetzt wird. Das hat den Vorteil, dass unnötige Sendevorgänge, die auf Kosten der Lebensdauer einer in der Radelektronik vorgesehenen Batterie gehen, vermieden werden und dass das Zuordnungsverfahren besonders zuverlässig abläuft, weil es sich in erster Linie auf die Auswertung von deutlich auftretenden Stößen konzentriert, die paarweise korreliert sind. Die Entscheidung, wann Signale ausgesendet werden, die einen anomalen Reifendruck signalisieren, soll unabhängig von der Entscheidung fallen, welche der in der Radelektronik erfassten Stoßsignale übertragen werden sollen und welche nicht. Die Entscheidung, wann und wie anomale Drücke signalisiert werden, wird, wie an sich bekannt, nach anderen Kriterien gefällt, z. B. das Unterschreiten oder Überschreiten vorgegebener Druckschwellen und das Überschreiten vorgegebener Grenzwerte der Geschwindigkeit, mit welcher sich ein Druck ändert.
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Der Schwellenwert der Stärke eines Stoßsignals, bei dessen Überschreiten in der Radelektronik ein Sendevorgang ausgelöst werden soll, muss nicht starr vorgegeben werden, sondern ist vorzugsweise veränderlich. Werden längere Zeit keine Stoßsignale übertragen, kann das als Hinweis gewertet werden, dass der Schwellenwert zu hoch gewählt war. Werden Stoßsignale jedoch zu häufig gesendet und lassen sie sich zu häufig nicht mit einem im Fahrzeug gegebenen Achsabstand korrelieren, z. B. weil die Stoßsignale verrauscht sind, so ist das ein Zeichen dafür, dass der Schwellenwert zu niedrig gewählt war. In beiden Fällen gibt das Anlass, den Schwellenwert anzupassen.
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Bei Verwendung eines Beschleunigungssensors als Stoßsensor wird als Schwellenwert vorzugsweise ein Wert in dem Bereich von 2 g bis 4 g (g steht für die Erdbeschleunigung) verwendet. Dadurch lässt sich sicherstellen, dass schwache Stöße, die zu verrauschten Signalen führen würden, unberücksichtigt bleiben und dass hinreichend viele Stoßsignale übertragen werden, die sich gut auswerten lassen. Wenn in Zeiträumen von einigen Minuten keine gut verwertbaren Stoßsignale auftreten, gibt das Anlass, den eingestellten Schwellenwert zu verändern.
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Wenn auch bei niedrig eingestellter Schwelle längere Zeit, z. B. für einige Minuten, keine Stoßsignale übertragen werden, kann das ein Anzeichen dafür sein, dass die Fahrbahn zu glatt ist, um auswertbare Stöße zu liefern. In dem Fall ist es vorteilhaft, den Stoßsensor für einige Zeit abzuschalten, um Strom zu sparen, bis sich das Fahrzeug wieder auf einer Fahrbahn mit größeren Unebenheiten bewegt. Das Abschalten kann für bestimmte Zeitabschnitte erfolgen, z. B. für jeweils eine Minute, um danach erneut zu prüfen, ob verwertbare Stoßsignale erhalten werden können.
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Weitere Stoßsensoren können an Stoßdämpfern oder an Radaufhängungen oder an Federn des Fahrzeugs, z. B. an Stahlfedern, an Luftfedern oder sonstigen Fahrzeugfederungen angeordnet werden. Das ermöglicht es, nur solche Stoßsignale auszuwerten, welche gleichzeitig von einem der weiteren Stoßsensoren vorzugsweise leitungsgebunden und von einer Radelektronik drahtlos übertragen werden. Dadurch kann in verstärktem Maße sichergestellt werden, dass nur Stöße ausgewertet werden, die auch tatsächlich einen Beitrag zur Zuordnung der Radelektroniken zu einer Radposition leisten können. Wenn der Auswerteeinrichtung darüber hinaus mitgeteilt wird, von welchem Stoßdämpfer oder von welcher Radaufhängung des Fahrzeugs ein erhaltenes Stoßsignal stammt, sei es, weil es mit einer entsprechender Kennung versehen ist oder sei es, weil es jeweils über einen eigenen Eingang, welcher eine bestimmte Radposition repräsentiert, in die Auswerteeinrichtung gelangt, dann kann sogar auf die Drehrichtungserkennung und auf die Auswertung der Fahrzeuggeschwindigkeit verzichtet werden.
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In einer abgemagerten Version, die Gegenstand des Anspruchs 12 ist, wird auf die Auswertung der Drehrichtung verzichtet. Mit dem abgemagerten Verfahren kann erkannt werden, auf welcher Achse eine Radelektronik mit einer bestimmten Kennung angeordnet ist. Der Vorteil der abgemagerten Version des Verfahrens liegt darin, dass ein Sensor zur Erkennung der Drehrichtung nicht benötigt wird. Falls ein Beschleunigungssensor verwendet wird, muss dieser nur eine einzige empfindliche Achse haben, insbesondere auf Radialbeschleunigungen ansprechen. Ein solcher Sensor ist preiswerter als ein zweiachsiger Sensor, der zusätzlich noch auf eine Tangentialbeschleunigung anspricht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0806306 B1 [0004, 0005, 0006, 0006, 0008, 0028]
- DE 19856861 B4 [0007]