DE102015101429B4

DE102015101429B4 - Reifendrucküberwachungsgerät mit Positionsidentifizierung, Überwachungssystem und Verfahren hierzu

Info

Publication number: DE102015101429B4
Application number: DE102015101429.7A
Authority: DE
Inventors: Hung-Chih Yu; Ping-Cheng Tsai
Original assignee: Orange Electronic Co Ltd
Current assignee: Orange Electronic Co Ltd
Priority date: 2015-01-31
Filing date: 2015-01-31
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2035-02-01
Also published as: DE102015101429A1

Abstract

Verfahren zur Positionsbestimmung eines Reifendruckkontrollgeräts (100), das an einem Reifen eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Verfahren von einem Kontroller (30) durchgeführt wird und folgende Schritte umfasst:Ermittlung einer Radialbeschleunigung (az) und einer Tangentialbeschleunigung (ax) des Reifens,Berechnung eines Radial-gegen-Schwerkraft - Wertes basierend auf der Radialbeschleunigung (az) und einer Schwerkraftbeschleunigung (g),Berechnung eines Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes basierend auf der Tangentialbeschleunigung (ax) und der Schwerkraftbeschleunigung (g),Bestimmung von mehreren Betriebszuständen entsprechend der Zunahme oder Abnahme des Radial-gegen-Schwerkraft-Wertes und des Tangential-gegen-Schwerkraft-Wertes,Ermittlung, ob einer der mehreren Betriebszustände in einen anderen Betriebszustand gewechselt hat, undBestimmung einer Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) anhand einer Änderungssequenz der Betriebszustände, wenn sich der Betriebszustand geändert hat.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reifendrucküberwachung mit Positionsidentifizierung, ein Überwachungssystem und ein zugehöriges Verfahren.
Beschreibung des Standes der Technik
Der Reifendruck eines Fahrzeugs stellt einen sehr wichtigen Faktor zur Gewährleistung der Verkehrssicherheit dar. Wenn einer der Reifen einen nicht ausreichenden Reifendruck aufweist, wird die Kontaktfläche zwischen dem Reifen und dem Untergrund größer, sodass sich die Reibung erhöht, wodurch der Kraftstoffverbrauch und die Belastung des Motors zunehmen. Außerdem steigt die Lufttemperatur im Inneren des Reifens ebenfalls an, wodurch das Luftvolumen in dem Reifen zunimmt. Wenn der Reifen in einem schlechten Zustand ist, kann der Reifen Luft verlieren oder platzen. Damit der Fahrer den Reifendruck der Reifen überwachen kann, sind drahtlose Reifendruckkontrollgeräte in den Reifen des Fahrzeugs installiert. Die drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte ermitteln den jeweiligen Reifendruck und übermitteln das Messergebnis an ein Empfangsgerät, das an einem Armaturenbrett befestigt ist. Dadurch kann der Fahrer die Reifendrücke, welche von dem Empfangsgerät angezeigt werden, zu jedem Zeitpunkt kontrollieren. Wenn der Fahrer während des Fahrens bemerkt, dass der Reifendruck vom normalen Wert abweicht, kann der Fahrer langsamer fahren und das Fahrzeug am Straßenrand abstellen, um einen Verkehrsunfall zu vermeiden.
Nimmt man ein vierrädriges Fahrzeug als Beispiel, so ist jeder Reifen mit einem drahtlosen Reifendruckkontrollgerät ausgestattet. Die vier drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte können in zwei Vordere und zwei Hintere oder zwei Linke und zwei Rechte unterteilt werden. Die Erkennung der vorderen drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte und der hinteren drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte ist sehr einfach. Beispielsweise sind die vorderen drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte näher am Motor als die hinteren drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte. Demgemäß sind die Temperaturen der vorderen drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte höher als jene der hinteren drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte. Somit stellt die Temperatur eine Bezugsgröße zur Identifizierung eines vorderen oder eines hinteren drahtlosen Reifendruckkontrollgeräts dar.
Jedoch weisen die linken und die rechten drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte die gleichen Temperatureigenschaften auf, sodass die Temperatur nicht die einzige Bezugsgröße sein kann, die zur Identifikation der linken oder der rechten drahtlosen Reifendruckkontrollgeräte geeignet ist.
Aus der DE 000019856861 B4 ist bereits ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Reifens eines Fahrzeugs bekannt. Das dort vorgeschlagene Verfahren umfasst die Schritte: (i) Ermittlung einer Zentrifugalbeschleunigung und einer Bahnbeschleunigung des Reifens, die senkrecht zueinander wirken, und (ii) gemeinsames Auswerten des Vorzeichens der zeitlichen Änderung (dz/dt) der Zentrifugalbeschleunigung und des Vorzeichens der Bahnbeschleunigung zur Bestimmung der Position (links/rechts) des Reifens.
Weitere Gestaltungen sind aus der DE 102010007009 A1 , aus der DE 102005018107 B3 , aus der DE 102004042191 B3 , aus der DE 102012105030 A1 , aus der US 020050156722 A1 , aus der DE 102012109307 A1 sowie aus der DE 10 2014 100 134 A1 bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein weiteres Verfahren zur Positionsbestimmung eines Reifendruckkontrollgeräts, das an einem Reifen eines Fahrzeugs angeordnet ist, bereitzustellen, sowie ein weiteres Reifendruckkontrollgerät.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Reifendruckkontrollgeräts gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Ein erfindungsgemäßes Reifendruckkontrollgerät ist Gegenstand des Anspruchs 6. Ein erfindungsgemäßes Reifendruckkontrollgerät mit Positionserkennungssystem ist Gegenstand des Anspruchs 11. Weiterbildungen der genannten Gestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Verfahren von einem Kontroller durchgeführt wird und umfasst:

die Ermittlung einer Radialbeschleunigung und einer Tangentialbeschleunigung des Reifens,
die Berechnung eines Radial-gegen-Schwerkraft - Wertes und eines Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes basierend auf der Radialbeschleunigung, der Tangentialbeschleunigung und einer Schwerkraftbeschleunigung,
die Bestimmung eines Betriebszustands anhand der Zunahme oder Abnahme des Radial-gegen-Schwerkraft - Wertes und des Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes,
die Bestimmung, ob der Betriebszustand in einen anderen wechselt, und
die Bestimmung einer Position des Reifendruckkontrollgeräts gemäß einer Änderungssequenz der Betriebszustände, wenn sich der Betriebszustand ändert.

Das Reifendruckkontrollgerät umfasst einen Beschleunigungssensor, ein drahtloses Sendemodul und einen Kontroller. Der Beschleunigungssensor ermittelt eine Radialbeschleunigung und eine Tangentialbeschleunigung des Reifens. Der Kontroller ist elektrisch mit dem Beschleunigungssensor und dem drahtlosen Sendemodul verbunden. Der Kontroller berechnet einen Radial-gegen-Schwerkraft - Wert und einen Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert basierend auf der Radialbeschleunigung, der Tangentialbeschleunigung und einer Schwerkraftbeschleunigung und bestimmt dann den Betriebszustand entsprechend einer Zunahme oder Abnahme des Radial-gegen-Schwerkraft - Wertes und des Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes. Wenn der Kontroller feststellt, dass der Betriebszustand in einen anderen gewechselt hat, ermittelt der Kontroller eine Position des Reifendruckkontrollgeräts entsprechend einer Änderungssequenz der Betriebszustände und versendet über das drahtlose Sendemodul eine Lageinformation.
Eine weitere Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Reifendruckkontrollgerät mit Positionserkennungssystem bereitzustellen, das mehrere Reifendruckkontrollgeräte und ein Empfangsgerät umfasst. Die Mehrzahl an Reifendruckkontrollgeräten angepasst, um die Reifen eines Fahrzeugs jeweils damit zu bestücken. Jedes Reifendruckkontrollgerät beinhaltet ein drahtloses Sendemodul und einen Beschleunigungssensor. Der Beschleunigungssensor dient zur Ermittlung einer Radialbeschleunigung und einer Tangentialbeschleunigung des Reifens, wobei über das drahtlose Sendemodul die Radialbeschleunigung und die Tangentialbeschleunigung übermittelt werden. Das Empfangsgerät kann in einem Fahrzeug angebracht werden und ist mit den Reifendruckkontrollgeräten verbunden, um die Radialbeschleunigung und die Tangentialbeschleunigung zu empfangen. Das Empfangsgerät berechnet einen Radial-gegen-Schwerkraft - Wert und einen Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert basierend auf der Radialbeschleunigung, der Tangentialbeschleunigung und einer Schwerkraftbeschleunigung und bestimmt daraus dann einen Betriebszustand entsprechend einer Zunahme oder Abnahme des Radial-gegen-Schwerkraft - Wertes und des Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes. Wenn das Empfangsgerät ermittelt, dass sich der Betriebszustand verändert hat, bestimmt das Empfangsgerät anhand einer Änderungssequenz der Betriebszustände eine Position des Reifendruckkontrollgeräts.
Die Radialbeschleunigung, die Tangentialbeschleunigung, die Schwerkraftbeschleunigung und die Änderungssequenz der Betriebszustände sind Referenzwerte, um zu bestimmen, ob das Reifendruckkontrollgerät links oder rechts positioniert ist. Wenn das Identifikationsergebnis bezüglich links oder rechts mit dem Identifikationsergebnis bezüglich vorne oder hinten gemäß der Offenbarung des Stands der Technik kombiniert wird, kann die Position des Reifendruckkontrollgeräts eindeutig bestimmt werden als vorne-links, vorne-rechts, hinten-links oder hinten-rechts. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein Reifendruckkontrollgerät mit Positionserkennung gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt ein schematisches Betriebsdiagramm des Beschleunigungssensors des erfindungsgemäßen Reifendruckkontrollgeräts,
3 zeigt eine schematische Ansicht des Beschleunigungssensors des Reifendruckkontrollgeräts, der sich in einem rollenden Reifen mitbewegt,
4 zeigt eine schematische Ansicht der linken Reifendruckkontrollgeräte, die an den linken Reifen eines Fahrzeugs angeordnet sind,
5 zeigt ein schematisches Diagramm der vier Reifendruckkontrollgeräte, welche jeweils an den vier Reifen angeordnet sind, und eines Empfangsgeräts, das in dem Fahrzeug angeordnet ist,
6A zeigt eine schematische Ansicht des Beschleunigungssensors, der einen ersten Punkt P1 durchläuft,
6B zeigt eine schematische Ansicht des Beschleunigungssensors, der einen zweiten Punkt P2 durchläuft,
6C zeigt eine schematische Ansicht des Beschleunigungssensors, der einen dritten Punkt P3 durchläuft,
6D zeigt eine schematische Ansicht des Beschleunigungssensors, der einen vierten Punkt P4 durchläuft,
7 zeigt ein Wellenformdiagramm für den Zusammenhang zwischen den Betriebszuständen, dem Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert und dem Radial-gegen-Schwerkraft - Wert für einen linken Reifen,
8A zeigt eine schematische Ansicht des Beschleunigungssensors, der einen ersten Punkt Q1 durchläuft,
8B zeigt eine schematische Ansicht des Beschleunigungssensors, der einen zweiten Punkt Q2 durchläuft,
8C zeigt eine schematische Ansicht des Beschleunigungssensors, der einen dritten Punkt Q3 durchläuft,
8D zeigt eine schematische Ansicht des Beschleunigungssensors, der einen vierten Punkt Q4 durchläuft, und
9 zeigt ein Wellenformdiagramm für den Zusammenhang zwischen den Betriebszuständen, dem Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert und dem Radial-gegen-Schwerkraft - Wert für einen rechten Reifen.

Ein Reifendruckkontrollgerät mit Positionserkennung gemäß der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um einen Reifen eines Fahrzeugs damit zu bestücken. Gemäß 1 umfasst das erfindungsgemäße Reifendruckkontrollgerät 100 einen Beschleunigungssensor 10, ein drahtloses Sendemodul 20 und einen Kontroller 30.
Der Beschleunigungssensor 10 kann ein Schwerkraftsensor (G-Sensor) sein, der eine Leiterplatte und eine integrierte Schaltung (IC), die an der Leiterplatte angeordnet ist, umfasst. Die IC dient zur Erkennung der Beschleunigung entlang mehrerer Achsen. In diesem Ausführungsbeispiel beinhalten die besagten Achsen gemäß 2 die x-Achse, y-Achse und z-Achse in einem dreidimensionalen Raum. Beispielsweise kann die y-Achse eine Drehachse des Reifens sein. Wenn der Beschleunigungssensor 10 bewegt wird, misst der Beschleunigungssensor 10 dementsprechend eine Radialbeschleunigung und eine Tangentialbeschleunigung des sich bewegenden Reifens. Gemäß 3 ist der Beschleunigungssensor 10 an dem Reifen 40 angeordnet. Wenn sich der Reifen 40 dreht, bewegt sich der Beschleunigungssensor 10 entlang einer geschlossenen Bahn 41. Somit wird während der Zeitdauer, in der sich der Beschleunigungssensor 10 entlang der geschlossenen Bahn 41 bewegt, die Beschleunigung entlang der x-Achse als die Tangentialbeschleunigung (ax) definiert und die Beschleunigung entlang der z-Achse wird als Radialbeschleunigung (az) definiert.

Der Kontroller 30 ist elektrisch mit dem Beschleunigungssensor 10 und dem drahtlosen Sendemodul 20 verbunden. Der Kontroller 30 speichert die Schwerkraftbeschleunigung (g) als Standardwert. Wenn der Kontroller 30 die Tangentialbeschleunigung (ax) und die Radialbeschleunigung (az) von dem Beschleunigungssensor 10 empfängt, berechnet der Kontroller 30 einen Radial-gegen-Schwerkraft - Wert und einen Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert basierend auf der Tangentialbeschleunigung (ax), der Radialbeschleunigung (az) und der Schwerkraftbeschleunigung (g). Darüber hinaus bestimmt der Kontroller 30 gemäß den Änderungen des Radial-gegen-Schwerkraft - Wertes und des Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes einen Betriebszustand und bestimmt dann, ob der Betriebszustand in einen anderen Betriebszustand gewechselt hat. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Kontroller 30 mehrere Betriebszustände erkennen, welche der Reihe nach einen ersten Betriebszustand, einen zweiten Betriebszustand, einen dritten Betriebszustand und einen vierten Betriebszustand einschließen. Der Zusammenhang zwischen den vier Betriebszuständen, dem Radial-gegen-Schwerkraft (Fallbeschleunigung) - Wert und dem Tangential-gegen-Schwerkraft (Fallbeschleunigung) - Wert wird in der nachfolgenden Tabelle offengelegt:

	Radial-gegen-Schwerkraft - Wert	Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert
Erster Betriebszustand	Zunahme	Zunahme
Zweiter Betriebszustand	Zunahme	Abnahme
Dritter Betriebszustand	Abnahme	Abnahme
Vierter Betriebszustand	Abnahme	Zunahme

Nimmt man einen 15 - Inch - Reifen als Beispiel, so rollt der Reifen näherungsweise 1,9 Meter über den Boden, wenn der Reifen eine vollständige Umdrehung durchführt. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 30 Kilometer/Stunde oder 8,3 Meter/Sekunde beträgt, würde der Reifen 228 ms benötigen, um eine komplette Umdrehung abzuschließen. Folglich, erfasst der Beschleunigungssensor 10 bei einer Abtastfrequenz von 125 Hz oder einem Abtastzeitraum von 8 ms aufeinanderfolgend 28 Radialbeschleunigungen (ax) und 28 Tangentialbeschleunigungen (az). Die Tangentialbeschleunigung (ax) und die Radialbeschleunigung (az), die durch den Beschleunigungssensor 10 erfasst werden, werden an den Kontroller 10 weitergeleitet, der den Radial-gegen-Schwerkraft - Wert und den Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert berechnet. Anschließend vergleicht der Kontroller 30 einen vorhergehenden Radial-gegen-Schwerkraft - Wert mit dem Nachfolgenden, und außerdem gleicht der Kontroller 30 auch einen vorhergehenden Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert mit dem Nachfolgenden ab. Je nachdem, ob der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert zunehmen oder abnehmen, ermittelt der Kontroller 30, wie vorab beschrieben, den Betriebszustand.
Wenn der Kontroller 30 ermittelt, dass sich der Betriebszustand in einen anderen Betriebszustand ändert, bestimmt der Kontroller 30 eine Position des Reifendruckkontrollgeräts anhand einer Änderungssequenz der Betriebszustände. Wenn sich die Betriebszustände vorwärts ändern, wird die Position des Reifendruckkontrollgeräts einer ersten Position zugeordnet. Wenn sich die Betriebszustände rückwärts ändern, wird die Position des Reifendruckkontrollgeräts einer zweiten Position zugeordnet, die der ersten Position gegenüberliegt. Wenn sich die erste Position beispielsweise an einem linken Reifen des Fahrzeugs befindet, ist die zweite Position an einem rechten Reifen des Fahrzeugs angeordnet. Umgekehrt gilt, dass die zweite Position an einem linken Reifen des Fahrzeugs angeordnet ist, wenn sich die erste Position an einem rechten Reifen des Fahrzeugs befindet.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Betriebszustände so festgelegt, dass sie sich vorwärts ändern, wenn der erste Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt, der zweite Betriebszustand in den dritten Betriebszustand wechselt, der dritte Betriebszustand in den vierten Betriebszustand wechselt oder der vierte Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt. Darüber hinaus ist festgelegt, dass sich die Betriebszustände rückwärts ändern, wenn der erste Betriebszustand in den vierten Betriebszustand wechselt, der vierte Betriebszustand in den dritten Betriebszustand wechselt, der dritte Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt oder der zweite Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt.
Bezugnehmend auf 4 und 5 entspricht die erste Position dem linken Reifen und die zweite Position entspricht dem rechten Reifen. Im Allgemeinen sind die Montagerichtungen der linken Reifendruckkontrollgeräte 101 entgegengesetzt zu denjenigen der rechten Reifendruckkontrollgeräte 102. Wenn das Fahrzeug 60 vorwärts gefahren wird, bewegen sich die linken Reifendruckkontrollgeräte 101 und die rechten Reifendruckkontrollgeräte 102 entlang ihrer jeweiligen geschlossenen Bahn. Hierbei gilt es zu beachten, dass die Position der linken Reifendruckkontrollgeräte 101, wie sie in 5 gezeigt ist, der ersten Position P1 aus 6A entspricht, und dass die Position der rechten Reifendruckkontrollgeräte 102, wie sie in 5 gezeigt ist, der ersten Position Q1 aus 8A entspricht.
Hinsichtlich der Drehung der linken Reifendruckkontrollgeräte 101 umfasst die geschlossene Bahn zur Vereinfachung der Beschreibung einen ersten Punkt P1, einen zweiten Punkt P2, einen dritten Punkt P3 und einen vierten Punkt P4, die in 6A-6D gezeigt sind. 6A-6D zeigen Seitenansichten des linken Reifens 51. Wenn der Beschleunigungssensor 11 gemäß 6A den ersten Punkt P1 (als Oberseite des Reifens) passiert, ist die Richtung des Vektors der Radialbeschleunigung (az) derjenigen für die Schwerkraftbeschleunigung (g) entgegengesetzt. Der Kontroller 30 subtrahiert die Radialbeschleunigung (az) von der Schwerkraftbeschleunigung (g), um den Radial-gegen-Schwerkraft - Wert (g-az) zu erhalten. Wenn der Beschleunigungssensor 11 gemäß 6B den zweiten Punkt P2 durchläuft, hat der Vektor der Radialbeschleunigung (az) eine Null-Komponente entlang der z-Achse, sodass der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert gleich der Schwerkraftbeschleunigung (g) ist. Wenn der Beschleunigungssensor 11 gemäß 6C den dritten Punkt P3 durchläuft, entspricht die Richtung des Vektors der Radialbeschleunigung (az) derjenigen der Schwerkraftbeschleunigung (g). Der Kontroller 30 addiert die Radialbeschleunigung (az) zur Schwerkraftbeschleunigung (g), um den Radial-gegen-Schwerkraft - Wert (g+az) zu erhalten. Wenn der Beschleunigungssensor 11 gemäß 6D den vierten Punkt P4 durchläuft, hat der Vektor der Radialbeschleunigung (az) eine Null-Komponente entlang der z-Achse, sodass der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert gleich der Schwerkraftbeschleunigung (g) ist.
Wenn der linke Reifen 51 eine komplette Umdrehung vollendet, durchläuft das linke Reifendruckkontrollgerät 101 nacheinander den ersten Punkt P1, den zweiten Punkt P2, den dritten Punkt P3, den vierten Punkt P4 und den ersten Punkt P1. Bezugnehmend auf 7 steigt der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert demgemäß erst von g-az auf g, steigt dann von g auf g+az, nimmt dann von g+az auf g ab und sinkt dann von g auf g-az.
Betrachtet man den Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert, so hat der Vektor der Tangentialbeschleunigung (ax) gemäß 6A eine Null-Komponente entlang der z-Achse, wenn der Beschleunigungssensor 11 den ersten Punkt P1 durchläuft, sodass der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert gleich der Schwerkraftbeschleunigung (g) ist. Gemäß 6B ist die Richtung des Vektors der Tangentialbeschleunigung (ax) mit derjenigen der Schwerkraftbeschleunigung (g) gleichgerichtet, wenn der Beschleunigungssensor 11 den zweiten Punkt P2 durchläuft. Der Kontroller 30 addiert die Tangentialbeschleunigung (ax) zur Schwerkraftbeschleunigung (g), um den Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert (g+ax) zu erhalten. Gemäß 6C hat der Vektor der Tangentialbeschleunigung (ax) eine Null-Komponente entlang der z-Achse, wenn der Beschleunigungssensor 11 den dritten Punkt P3 durchläuft, sodass der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert gleich der Schwerkraftbeschleunigung (g) ist. Gemäß 6D ist die Richtung des Vektors der Tangentialbeschleunigung (ax) derjenigen der Schwerkraftbeschleunigung (g) entgegengesetzt, wenn der Beschleunigungssensor 11 den vierten Punkt P4 durchläuft. Der Kontroller 30 subtrahiert die Tangentialbeschleunigung (ax) von der Schwerkraftbeschleunigung (g), um den Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert (g-ax) zu erhalten.
Wenn der linke Reifen 51 eine vollständige Umdrehung abschließt, durchläuft das linke Reifendruckkontrollgerät 101 nacheinander den ersten Punkt P1, den zweiten Punkt P2, den dritten Punkt P3, den vierten Punkt P4 und den ersten Punkt P1. Bezugnehmend auf 7 steigt der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert demgemäß erst von g auf g+ax, nimmt dann von g+ax auf g ab, nimmt dann von g auf g-ax ab und steigt dann von g-ax auf g.
Gemäß 7 steigen der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert während der Zeitdauer, in der sich der Beschleunigungssensor 11 von dem ersten Punkt P1 zum zweiten Punkt P2 bewegt, simultan an, sodass der erste Betriebszustand dann vorliegt, wenn sowohl der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert als auch der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert ansteigen. In gleicher Weise steigt der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert während der Zeitdauer, in der sich der Beschleunigungssensor 11 von dem zweiten Punkt P2 zum dritten Punkt P3 bewegt, wohingegen der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert abnimmt, sodass der zweite Betriebszustand dann vorliegt, wenn der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert ansteigt und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert abnimmt. Während der Zeitdauer, in der sich der Beschleunigungssensor 11 von dem dritten Punkt P3 zum vierten Punkt P4 bewegt, nehmen der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert simultan ab, sodass der dritte Betriebszustand dann vorliegt, wenn sowohl der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert als auch der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert abnehmen. Während der Zeitdauer, in der sich der Beschleunigungssensor 11 von dem vierten Punkt P4 zum ersten Punkt P1 bewegt, nimmt der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert ab, wohingegen der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert ansteigt, sodass der vierte Betriebszustand dann vorliegt, wenn der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert abnimmt und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert ansteigt.
Wenn der Kontroller 30 feststellt, dass der erste Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt, der zweite Betriebszustand in den dritten Betriebszustand wechselt, der dritte Betriebszustand in den vierten Betriebszustand wechselt oder der vierte Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt, ordnet der Kontroller 30 den Beschleunigungssensor 11 folglich einem linken Reifendruckkontrollgerät 101 zu, mit welchem ein linker Reifen 51 bestückt ist.
Die Berechnung des Radial-gegen-Schwerkraft - Wertes für das rechte Reifendruckkontrollgerät 102 kann von der für das linke Reifendruckkontrollgerät 101 abgeleitet werden, und wird daher an dieser Stelle nicht wiederholt. 8A-8D zeigen Seitenansichten des rechten Reifens 52. Gemäß 8A-8D durchläuft das rechte Reifendruckkontrollgerät 102 nacheinander den ersten Punkt Q1, den zweiten Punkt Q2, den dritten Punkt Q3, den vierten Punkt Q4 und den ersten Punkt Q1, wenn der rechte Reifen 52 eine vollständige Umdrehung abschließt. Bezugnehmend auf 9 steigt der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert demgemäß nacheinander von g-az auf g, steigt dann von g auf g+az, sinkt dann von g+az auf g und sinkt dann von g auf g-az.
Hinsichtlich des Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes des rechten Reifendruckkontrollgeräts 102 ist die Montagerichtung des rechten Reifendruckkontrollgeräts 102 entgegengesetzt zu der des linken Reifendruckkontrollgeräts 101. Gemäß 8A hat der Vektor der Tangentialbeschleunigung (ax) eine Null-Komponente entlang der z-Achse, wenn der Beschleunigungssensor 11 den ersten Punkt Q1 durchläuft, sodass der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert gleich der Schwerkraftbeschleunigung (g) ist. Gemäß 8B ist die Richtung des Vektors der Tangentialbeschleunigung (ax) entgegengesetzt zu derjenigen der Schwerkraftbeschleunigung (g), wenn der Beschleunigungssensor 11 den zweiten Punkt Q2 durchläuft. Der Kontroller 30 subtrahiert die Tangentialbeschleunigung (ax) von der Schwerkraftbeschleunigung (g), um den Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert (g-ax) zu erhalten. Gemäß 8C hat der Vektor der Tangentialbeschleunigung (ax) eine Null-Komponente entlang der z-Achse, wenn der Beschleunigungssensor 11 den dritten Punkt Q3 durchläuft, sodass der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert gleich der Schwerkraftbeschleunigung (g) ist. Gemäß 8D ist die Richtung des Vektors der Tangentialbeschleunigung (ax) derjenigen der Schwerkraftbeschleunigung (g) gleichgerichtet, wenn der Beschleunigungssensor 11 den vierten Punkt Q4 durchläuft. Der Kontroller 30 addiert die Tangentialbeschleunigung (ax) zur Schwerkraftbeschleunigung (g), um den Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert (g+ax) zu erhalten.
Wenn der rechte Reifen 52 eine vollständige Umdrehung durchführt, nimmt der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert gemäß 9 nacheinander von g auf g-ax ab, steigt dann von g-ax auf g, steigt dann von g auf g+ax und sinkt dann von g+ax auf g. Somit steigt der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert während der Zeitdauer, in der sich der Beschleunigungssensor 11 von dem ersten Punkt Q1 zum zweiten Punkt Q2 bewegt, wohingegen der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes abnimmt, was gemäß der oben stehenden Tabelle dem zweiten Betriebszustand entspricht. In gleicher Weise steigen der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert während der Zeitdauer, in der sich der Beschleunigungssensor 11 von dem zweiten Punkt Q2 zum dritten Punkt Q3 bewegt, simultan an, was dem ersten Betriebszustand entspricht. Während der Zeitdauer, in der sich der Beschleunigungssensor 11 von dem dritten Punkt Q3 zum vierten Punkt Q4 bewegt, nimmt der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert ab wohingegen der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert zunimmt, was dem vierten Betriebszustand entspricht. Während der Zeitdauer, in der sich der Beschleunigungssensor 11 von dem vierten Punkt Q4 zum ersten Punkt Q1 bewegt, nehmen der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert simultan ab, was dem dritten Betriebszustand entspricht.
Wenn der Kontroller 30 erfasst, dass der erste Betriebszustand in den vierten Betriebszustand übergeht, der vierte Betriebszustand in den dritten Betriebszustand übergeht, der dritte Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand übergeht oder der zweite Betriebszustand in den ersten Betriebszustand übergeht, bestimmt der Kontroller 30 demzufolge, dass der Beschleunigungssensor 11 zu dem rechten Reifendruckkontrollgerät 102 gehört, mit dem ein rechter Reifen 52 bestückt ist.
Bezugnehmend auf 1 und 5 besteht eine Hauptfunktion des Reifendruckkontrollgeräts 100 darin, die Reifendruckinformation der Reifen damit zu erfassen. Wenn der Kontroller 30 die Reifendruckinformation erfasst hat, kombiniert der Kontroller 30 die Reifendruckinformation und die Lageinformation, um verknüpfte Daten zu erhalten, und überträgt dann die verknüpften Daten mittels des drahtlosen Sendemoduls 20 an ein Empfangsgerät 200, das an dem Fahrzeug 60 angebracht ist. Dadurch kann das Empfangsgerät 200 den Reifendruck des linken Reifens 51 und des rechten Reifens 52 anhand der Lageinformation unterscheiden.
Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung ein Reifendruckkontrollgerät mit Positionserkennungssystem bereit. Nimmt man 5 als Beispiel, so beinhaltet das Kontrollsystem mehrere Reifendruckkontrollgeräte 101, 102 und ein Empfangsgerät 200. Jedes Reifendruckkontrollgerät umfasst einen Beschleunigungssensor 10 und das drahtlose Sendemodul 20, wie in 1 gezeigt ist. Wie oben dargelegt ist, wird der Beschleunigungssensor 10 verwendet, um die Tangentialbeschleunigung (ax) und die Radialbeschleunigung (az) eines sich drehenden Reifens zu bestimmen. Das drahtlose Sendemodul 20 dient dazu, die Tangentialbeschleunigung (ax) und die Radialbeschleunigung (az) an das Empfangsgerät 200 zu übermitteln. Wenn das Empfangsgerät 200 die Tangentialbeschleunigung (ax) und die Radialbeschleunigung (az) von der Mehrzahl an Reifendruckkontrollgeräten 101, 102 empfängt, ermittelt das Empfangsgerät 200, wie vorab beschrieben, deren Lagedaten gemäß der Änderungssequenz der Betriebszustände.

Claims

Verfahren zur Positionsbestimmung eines Reifendruckkontrollgeräts (100), das an einem Reifen eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Verfahren von einem Kontroller (30) durchgeführt wird und folgende Schritte umfasst: Ermittlung einer Radialbeschleunigung (az) und einer Tangentialbeschleunigung (ax) des Reifens, Berechnung eines Radial-gegen-Schwerkraft - Wertes basierend auf der Radialbeschleunigung (az) und einer Schwerkraftbeschleunigung (g), Berechnung eines Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes basierend auf der Tangentialbeschleunigung (ax) und der Schwerkraftbeschleunigung (g), Bestimmung von mehreren Betriebszuständen entsprechend der Zunahme oder Abnahme des Radial-gegen-Schwerkraft-Wertes und des Tangential-gegen-Schwerkraft-Wertes, Ermittlung, ob einer der mehreren Betriebszustände in einen anderen Betriebszustand gewechselt hat, und Bestimmung einer Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) anhand einer Änderungssequenz der Betriebszustände, wenn sich der Betriebszustand geändert hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) als eine erste Position identifiziert wird, wenn sich die Betriebszustände vorwärts ändern, und die Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) als eine zweite Position identifiziert wird, die der ersten Position gegenüberliegt, wenn sich die Betriebszustände rückwärts ändern.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Betriebszustände aufeinander folgend einen ersten Betriebszustand, einen zweiten Betriebszustand, einen dritten Betriebszustand und einen vierten Betriebszustand umfassen, eine Vorwärts-Änderung der Betriebszustände identifiziert wird, wenn der erste Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt, der zweite Betriebszustand in den dritten Betriebszustand wechselt, der dritte Betriebszustand in den vierten Betriebszustand wechselt oder der vierte Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt, und eine Rückwärts-Änderung der Betriebszustände identifiziert wird, wenn der erste Betriebszustand in den vierten Betriebszustand wechselt, der vierte Betriebszustand in den dritten Betriebszustand wechselt, der dritte Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt oder der zweite Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei in dem Schritt zur Bestimmung eines Betriebszustands, der erste Betriebszustand identifiziert wird, wenn sowohl der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert als auch der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert zunehmen, der zweite Betriebszustand identifiziert wird, wenn der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert zunimmt und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert abnimmt, der dritte Betriebszustand identifiziert wird, wenn sowohl der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert als auch der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert abnehmen, und der vierte Betriebszustand identifiziert wird, wenn der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert abnimmt und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei sich die zweite Position an einem rechten Reifen (52) des Fahrzeugs (60) befindet, wenn die erste Position an einem linken Reifen (51) eines Fahrzeugs (60) angeordnet ist, und sich die zweite Position an einem linken Reifen (51) des Fahrzeugs (60) befindet, wenn die erste Position an einem rechten Reifen (52) eines Fahrzeugs (60) ist.
Reifendruckkontrollgerät mit Positionserkennung zur Bestückung eines Reifens eines Fahrzeugs, wobei das Reifendruckkontrollgerät (100): einen Beschleunigungssensor (10) zur Erfassung einer Radialbeschleunigung (az) und einer Tangentialbeschleunigung (ax) des Reifens, ein drahtloses Sendemodul (20), und einen Kontroller (30), der elektrisch mit dem Beschleunigungssensor (10) und dem drahtlosen Sendemodul (20) verbunden ist, umfasst, wobei der Kontroller (30) einen Radial-gegen-Schwerkraft - Wert basierend auf der Radialbeschleunigung (az) und einer Schwerkraftbeschleunigung (g) und einen Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert basierend auf der Tangentialbeschleunigung (ax) und der Schwerkraftbeschleunigung (g) berechnet, und anschließend mehrere Betriebszustände entsprechend der Zunahme oder Abnahme des Radial-gegen-Schwerkraft-Wertes und des Tangential-gegen-Schwerkraft-Wertes ermittelt, und wobei der Kontroller (30) eine Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) gemäß einer Änderungssequenz der Betriebszustände ermittelt, wenn der Kontroller (30) eine Änderung eines der mehreren Betriebszuständ in einen anderen der mehreren Betriebszustände erfasst, und eine Lageinformation über das drahtlose Sendemodul (20) sendet.
Reifendruckkontrollgerät nach Anspruch 6, wobei die Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) als eine erste Position identifiziert wird, wenn sich die Betriebszustände vorwärts ändern, und die Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) als eine zweite Position identifiziert wird, die der ersten Position gegenüberliegt, wenn sich die Betriebszustände rückwärts ändern.
Reifendruckkontrollgerät nach Anspruch 7, wobei die Betriebszustände der Reihe nach einen ersten Betriebszustand, einen zweiten Betriebszustand, einen dritten Betriebszustand und einen vierten Betriebszustand umfassen, eine Vorwärts-Änderung der Betriebszustände identifiziert wird, wenn der erste Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt, der zweite Betriebszustand in den dritten Betriebszustand wechselt, der dritte Betriebszustand in den vierten Betriebszustand wechselt oder der vierte Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt, und eine Rückwärts-Änderung der Betriebszustände identifiziert wird, wenn der erste Betriebszustand in den vierten Betriebszustand wechselt, der vierte Betriebszustand in den dritten Betriebszustand wechselt, der dritte Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt oder der zweite Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt.
Reifendruckkontrollgerät nach Anspruch 8, wobei in dem Schritt zur Bestimmung eines Betriebszustands, der erste Betriebszustand identifiziert wird, wenn sowohl der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert als auch der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert zunehmen, der zweite Betriebszustand identifiziert wird, wenn der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert zunimmt und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert abnimmt, der dritte Betriebszustand identifiziert wird, wenn sowohl der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert als auch der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert abnehmen, und der vierte Betriebszustand identifiziert wird, wenn der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert abnimmt und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert zunimmt.
Reifendruckkontrollgerät nach Anspruch 9, wobei sich die zweite Position an einem rechten Reifen (52) des Fahrzeugs (60) befindet, wenn die erste Position an einem linken Reifen (51) eines Fahrzeugs (60) ist, und sich die zweite Position an einem linken Reifen (51) des Fahrzeugs (60) befindet, wenn die erste Position an einem rechten Reifen (52) eines Fahrzeugs (60) ist.
Reifendruckkontrollgerät mit Positionserkennungssystem, umfassend: eine Mehrzahl an Reifendruckkontrollgeräten (100) mit denen jeweils die Reifen eines Fahrzeugs bestückt werden können, wobei jedes Reifendruckkontrollgerät (100) ein drahtloses Sendemodul (20), und einen Beschleunigungssensor (10) zur Erfassung einer Radialbeschleunigung (az) und einer Tangentialbeschleunigung (ax) des Reifens, der die Radialbeschleunigung (az) und die Tangentialbeschleunigung (ax) über das drahtlose Sendemodul (20) versenden kann, und ein Empfangsgerät (200) umfasst, das in dem Fahrzeug (60) angeordnet werden kann und mit den Reifendruckkontrollgeräten (100) in Verbindung steht, um die Radialbeschleunigung (az) und die Tangentialbeschleunigung (ax) zu empfangen, wobei das Empfangsgerät (200) einen Radial-gegen-Schwerkraft - Wert unter Verwendung der Radialbeschleunigung (az) und einer Schwerkraftbeschleunigung (g) und einen Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert unter Verwendung der Tangentialbeschleunigung (ax) und der Schwerkraftbeschleunigung (g) berechnet, und anschließend mehrere Betriebszustände entsprechend der Zunahme oder Abnahme des Radial-gegen-Schwerkraft - Wertes und des Tangential-gegen-Schwerkraft - Wertes bestimmt, und das Empfangsgerät eine Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) gemäß einer Änderungssequenz der Betriebszustände bestimmt, wenn das Empfangsgerät eine Änderung eines der mehreren Betriebszustände in einen anderen der mehreren Betriebszustände ermittelt.
System nach Anspruch 11, wobei die Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) als eine erste Position identifiziert wird, wenn sich die Betriebszustände vorwärts ändern, und die Position des Reifendruckkontrollgeräts (100) als eine zweite Position identifiziert wird, die der ersten Position gegenüberliegt, wenn sich die Betriebszustände rückwärts ändern.
System nach Anspruch 12, wobei die Betriebszustände der Reihe nach einen ersten Betriebszustand, einen zweiten Betriebszustand, einen dritten Betriebszustand und einen vierten Betriebszustand umfassen, eine Vorwärts-Änderung der Betriebszustände identifiziert wird, wenn der erste Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt, der zweite Betriebszustand in den dritten Betriebszustand wechselt, der dritte Betriebszustand in den vierten Betriebszustand wechselt oder der vierte Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt, und eine Rückwärts-Änderung der Betriebszustände identifiziert wird, wenn der erste Betriebszustand in den vierten Betriebszustand wechselt, der vierte Betriebszustand in den dritten Betriebszustand wechselt, der dritte Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt oder der zweite Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt.
System nach Anspruch 13, wobei in dem Schritt zur Bestimmung eines Betriebszustands, der erste Betriebszustand identifiziert wird, wenn sowohl der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert als auch der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert zunehmen, der zweite Betriebszustand identifiziert wird, wenn der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert zunimmt und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert abnimmt, der dritte Betriebszustand identifiziert wird, wenn sowohl der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert als auch der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert abnehmen, und der vierte Betriebszustand identifiziert wird, wenn der Radial-gegen-Schwerkraft - Wert abnimmt und der Tangential-gegen-Schwerkraft - Wert zunimmt.
System nach Anspruch 13 oder 14, wobei sich die zweite Position an einem rechten Reifen (52) des Fahrzeugs (60) befindet, wenn die erste Position an einem linken Reifen (51) eines Fahrzeugs (60) ist, und sich die zweite Position an einem linken Reifen (51) des Fahrzeugs (60) befindet, wenn die erste Position an einem rechten Reifen (52) eines Fahrzeugs (60) ist.