-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
-
Derartige Verfahren und Vorrichtungen zum Lokalisieren der Verbaupositionen von an den Fahrzeugrädern eines Fahrzeuges angeordneten elektronischen Radeinheiten sind beispielsweise aus der
DE 10 2009 059 788 B1 und der
WO 2014/044355 A1 bekannt.
-
Beispielsweise bei modernen Kraftfahrzeugen sind jeweils an einem der Fahrzeugräder angeordnete elektronische Radeinheiten vorgesehen, mittels welchen vorbestimmte Betriebsparameter, insbesondere z. B. der Reifendruck, des jeweiligen Fahrzeugrades vorteilhaft überwacht werden können, wobei z. B. entsprechende Daten an eine Fahrzeugelektronik bereitgestellt werden können und/oder z. B. ein Fahrer des Fahrzeuges im Falle einer Abnormalität (z. B. zu niedriger Reifendruck) informiert werden kann.
-
Als elektronische Radeinheiten weitverbreitet sind z. B. an einer Innenseite einer Reifenlauffläche austauschbar angebrachte Sensormodule mit einem oder mehreren Sensoren zum Messen des oder der aufzunehmenden Betriebsparameter sowie mit einem Sender zur Funkübertragung von Signalen, welche für die gemessenen Werte der Betriebsparameter repräsentative Daten beinhalten.
-
Die von den einzelnen Fahrzeugrädern bzw. den darin oder daran verbauten elektronischen Radeinheiten gesendeten Signale können von einer in dem Fahrzeug angeordneten zentralen Einheit empfangen werden und stehen dann für eine weitere Verwendung der darin enthaltenden Daten zur Verfügung.
-
Wenngleich die von jeder elektronischen Radeinheit übertragenen Signale üblicherweise auch einen Identifikationscode der jeweiligen Radeinheit beinhalten, so besteht ein praktisches Problem darin, dass die tatsächlich vorliegende Zuordnung zwischen einerseits Radeinheit bzw. Identifikationscode und andererseits zugehöriger Verbauposition z. B. durch ein Austauschen bzw. Ummontieren von Reifen oder ganzen Fahrzeugrädern (z. B. durch Werkstattpersonal oder einen Benutzer des Fahrzeuges) geändert werden kann. Daher wird in der Regel, gewissermaßen als eine Subfunktionalität der eigentlichen Überwachungsfunktionalität, eine "Lokalisierung" durchgeführt, deren Ziel darin besteht, jede Radeinheit der jeweils korrekten Verbauposition zuzuordnen, d.h. der Verbauposition desjenigen Fahrzeugrades, an welchem die Radeinheit tatsächlich angeordnet bzw. verbaut ist.
-
Durch das an sich bekannte Lokalisierungsverfahren, wie z. B. in der
DE 10 2009 059 788 B1 und der
WO 2014/044355 A1 beschrieben, lässt sich eine derartige Zuordnung zwischen den elektronischen Radeinheiten und den Verbaupositionen der Fahrzeugräder vornehmen bzw. bedarfsweise aktualisieren.
-
Damit dies gelingt, beinhalten die elektronischen Radeinheiten Mittel, nachfolgend als "mobile Messmittel" bezeichnet, zum Messen eines vorbestimmten, als Lokalisierungsparameter dienenden Betriebsparameters (z. B. Drehwinkelposition des betreffenden Fahrzeugrades), und umfasst das Fahrzeug jeweils einer Verbauposition der Fahrzeugräder zugeordnete und in dem Fahrzeug angeordnete "feste Messmittel" zum Messen des Lokalisierungsparameters des jeweiligen Fahrzeugrades.
-
Wenn nun der zentralen Einheit sowohl die "radseitig" von den elektronischen Radeinheiten bzw. deren mobilen Messmitteln stammenden Signale als auch "fahrzeugseitig" mittels der festen Messmittel gemessenen Werte des Lokalisierungsparameters bereitgestellt werden, so kann beispielsweise durch die zentrale Einheit (z. B. mit geeigneter Software gesteuert) das Lokalisierungsverfahren durchgeführt werden, indem die mittels der festen Messmittel gemessenen Werte des Lokalisierungsparameters mit den mittels der mobilen Messmittel gemessenen Werten des Lokalisierungsparameters verglichen werden, um eine Korrelation zwischen diesen Werten zu ermitteln und durch ein Analysieren dieser Korrelation die Zuordnung zwischen den elektronischen Radeinheiten und den Verbaupositionen der Fahrzeugräder vorzunehmen.
-
Für eine ordnungsgemäße Funktion eines derartigen Lokalisierungsverfahrens, wie es aus der
DE 10 2009 059 788 B1 und der
WO 2014/044355 A1 bekannt ist und bei welchem als Lokalisierungsparameter ein die jeweilige Fahrzeugraddrehung charakterisierender Parameter verwendet wird, ist von essentieller Bedeutung, dass im Fahrbetrieb des Fahrzeuges die Drehbewegungen der einzelnen Fahrzeugräder sich zumindest geringfügig voneinander unterscheiden.
-
In der Praxis ist dieses Erfordernis zumeist erfüllt, beispielsweise weil bei Kurvenfahrten kurvenäußere Fahrzeugräder sich schneller drehen als kurveninnere Fahrzeugräder, weil bei Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgängen für die einzelnen Fahrzeugräder oftmals unterschiedlicher Schlupf auftritt (z. B. bedingt durch ungleichmäßige Antriebs/Bremskraftverteilung und/oder ungleichmäßige Reifenhaftung), oder weil insbesondere luftbereifte Räder unterschiedliche dynamische Raddurchmesser aufweisen können, z. B. bedingt durch Fertigungstoleranzen oder eine ungleichmäßige Abnutzung (z. B. ungleichmäßige "Reifenprofiltiefen"), so dass die einzelnen Fahrzeugräder sich selbst bei einer Geradeausfahrt mit konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit unterschiedlich schnell drehen können.
-
Dennoch kann es vorkommen, dass aufgrund einer "zu gleichförmigen" Drehbewegung mehrerer der Fahrzeugräder entweder nachteiligerweise über einen längeren Zeitraum Werte des Lokalisierungsparameters aufgenommen und zwecks Zuordnung zwischen Radeinheiten und Verbaupositionen ausgewertet werden müssen oder nachteiligerweise eine eindeutige Zuordnung (mit einer vorgegeben geringen statistischen Unsicherheit) gänzlich scheitert.
-
Der Begriff "eindeutige Zuordnung" kann hierbei so ausgelegt werden, dass bei einem Fahrzeug mit einer Anzahl "n" an Fahrzeugrädern und dementsprechend "n" elektronischen Radeinheiten es für eine eindeutige Zuordnung bereits genügt, wenn die Analyse der Korrelation zwischen den Werten des Lokalisierungsparameters ergibt, dass anhand der eingesetzten (statistischen) Methode zumindest "n – 1" eindeutige Korrespondenzen zwischen jeweils einer bestimmten Radeinheit und einer bestimmten Verbauposition (mit einer vorgegeben geringen statistischen Unsicherheit) existieren. In diesem Fall kann nämlich die "letzte verbleibende" Radeinheit logischerweise der "letzten verbleibenden" Verbauposition zugeordnet werden. Problematischer ist in diesem Beispiel der Fall, in welchem lediglich "n – 2" oder noch weniger "statistisch eindeutige" Korrespondenzen existieren.
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Weg für eine Lokalisierung der Verbaupositionen von an Fahrzeugrädern eines Fahrzeuges angeordneten elektronischen Radeinheiten aufzuzeigen, mit welchem insbesondere in ungünstigen Situationen relativ rasch ein Lokalisierungsergebnis erzielt werden kann und/oder ein Abbruch des Lokalisierungsverfahrens aufgrund einer zu großen statistischen Unsicherheit vermieden werden kann.
-
Das erfindungsgemäße Lokalisierungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer die tatsächliche Zuordnung zwischen elektronischen Radeinheiten und Verbaupositionen nicht eindeutig mit einer vorgegeben geringen statistischen Unsicherheit widerspiegelnder Korrelation vorgesehen ist, jede elektronische Radeinheit zumindest einer bestimmten, mehr als eine der Verbaupositionen umfassenden Teilmenge der Verbaupositionen der Fahrzeugräder zuzuordnen.
-
Vorteilhaft kann mit dem erfindungsgemäßen Lokalisierungsverfahren somit zumindest ein "partielles Ergebnis" in solchen Fällen erzielt werden, in denen die herkömmlichen Lokalisierungsverfahren scheitern.
-
Darüber hinaus kann ein solches partielles Ergebnis, bei welchem also wenigstens eine Radeinheit existiert, die nicht eindeutig genau einer Verbauposition zugeordnet wird, gewissermaßen als ein rasch zu erlangendes "Zwischenergebnis" auch in solchen Fällen vorteilhaft sein, in denen nach einer weiteren Messung und Auswertung weiterer Werte des Lokalisierungsparameters letztlich doch noch eine statistisch eindeutige Zuordnung sämtlicher Radeinheiten gelingt.
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fahrzeug ferner Kopplungsmittel zum permanenten oder wenigstens zeitweise aktivierbaren mechanischen Koppeln von wenigstens zwei vorbestimmten der Fahrzeugräder umfasst und die Verbaupositionen dieser gekoppelten Fahrzeugräder die bei der Zuordnung vorgesehene Teilmenge bilden.
-
Ein Beispiel hierfür ist ein Fahrzeug, bei welchem an einer Fahrzeugachse mehrere Fahrzeugräder angeordnet und drehfest miteinander verbunden sind. Ein weiteres Beispiel ist ein Fahrzeug mit einem so genannten Sperrdifferential zwischen Fahrzeugrädern einer Achse (Quersperre). Auch eine Anordnung eines Sperrdifferentials zwischen verschiedenen Fahrzeugachsen, z. B. an einer längsverlaufenden so genannten Kardanwelle eines Fahrzeuges mit Allradantrieb (Längssperre) kann zu einer mechanischen Kopplung mehrerer Fahrzeugräder beitragen, bzw. diese bewirken, so dass die ordnungsgemäße Funktion herkömmlicher Lokalisierungsverfahren beeinträchtigt wird.
-
Im Falle einer derartigen mechanischen Kopplung bzw. Koppelbarkeit ist klar, dass die Verbaupositionen der gekoppelten Fahrzeugräder eine beim Lokalisierungsverfahren zweckmäßigerweise vorbestimmte Teilmenge bilden.
-
Das erfindungsgemäße Lokalisierungsverfahren setzt jedoch keineswegs zwingend voraus, dass eine mechanische Kopplung mehrerer Fahrzeugräder vorab bekannt ist und deren Verbaupositionen als eine bei der Durchführung des Verfahrens vorgegebene Teilmenge verwendet werden. Vielmehr können eine oder mehrere solche Teilmengen auch anhand des Ergebnisses der Analyse der Korrelation festgelegt werden. Dies deshalb, weil sich jede mechanische Kopplung von Fahrzeugrädern zwangsläufig in der Korrelation zwischen den für diese Fahrzeugräder gemessenen Werten des Lokalisierungsparameters widerspiegeln wird.
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für das Analysieren der Korrelation für jede elektronische Radeinheit jeweils Varianzen der mittels der mobilen Messmittel der jeweiligen elektronischen Radeinheit gemessenen Werte bezüglich der mittels der festen Messmittel für die verschiedenen Verbaupositionen gemessenen Werte berechnet werden. Als Varianz kann hierbei irgendein die Verteilungsbreite bzw. die Streuung der betreffenden Werte quantifizierendes Maß verwendet werden.
-
Damit kann für jede elektronische Radeinheit gewissermaßen deren "Präferenz" einer Zugehörigkeit zu einer bestimmten Verbauposition quantifiziert werden. Somit kann insbesondere für jede elektronische Radeinheit deren "bevorzugte Verbauposition" als diejenige Verbauposition bestimmt werden, bezüglich der sich die kleinste Varianz (verglichen mit den Varianzen bezüglich der anderen Verbaupositionen) ergibt.
-
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass für das Analysieren der Korrelation für jede Verbauposition der Fahrzeugräder jeweils Varianzen der mittels der festen Messmittel an der jeweiligen Verbauposition gemessenen Werte bezüglich der mittels der mobilen Messmittel für die verschiedenen elektronischen Radeinheiten gemessenen Werte berechnet werden.
-
Damit kann für jede Verbauposition deren "Präferenz" einer Zugehörigkeit zu einer bestimmten elektronischen Radeinheit quantifiziert werden. Somit kann insbesondere für jede Verbauposition deren "bevorzugte elektronische Radeinheit" als diejenige Radeinheit bestimmt werden, bezüglich der sich die kleinste Varianz (verglichen mit den Varianzen bezüglich der anderen Radeinheiten) ergibt.
-
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass für die Zuordnung einer elektronischen Radeinheit zu der Teilmenge der Verbaupositionen analysiert wird, ob die für diese elektronische Radeinheit berechneten Varianzen bezüglich der Werte für die Verbaupositionen dieser Teilmenge allesamt unterhalb eines ersten Schwellwertes liegen, wohingegen jede für diese elektronische Radeinheit berechnete Varianz bezüglich der Werte für die nicht zu der Teilmenge gehörenden Verbaupositionen überhalb eines vorbestimmten zweiten Schwellwertes liegt, wobei der zweite Schwellwert größer als der erste Schwellwert ist.
-
Dass der zweite Schwellwert größer als der erste Schwellwert gewählt ist, besitzt hier die Bedeutung, dass eine gewisse (vorgebbare) Differenz zwischen den "guten" (kleinen) Varianzen (unterhalb des ersten Schwellwertes) und den "schlechten" (großen) Varianzen (überhalb des zweiten Schwellwertes) gegeben sein muss. In einer Ausführungsform wird diese Differenz vorgegeben, indem der zweite Schwellwert in Abhängigkeit von dem ersten Schwellwert berechnet wird. In einer Ausführungsform sind beide Schwellwerte fest vorgegeben.
-
Falls hierbei die Teilmenge vorab vorgegeben ist, kann die Zuordnung der betreffenden elektronischen Radeinheit unmittelbar unter Berücksichtigung der vorstehenden Kriterien vorgenommen werden.
-
Falls jedoch eine solche Teilmenge nicht vorab festgelegt ist, so können z. B. systematisch und gewissermaßen versuchsweise mehrere, insbesondere sämtliche möglichen Teilmengen bei der Überprüfung dieser Kriterien zugrundegelegt werden und die Zuordnung basierend auf einer oder mehreren Teilmengen vorgenommen werden, für welche diese Kriterien erfüllt sind.
-
Zur "Berechnung der Varianzen" ist anzumerken, dass hierfür aus statistischen Gründen in der Praxis die Berücksichtigung einer gewissen Mindestanzahl an Werten des Lokalisierungsparameters (einerseits mittels der mobilen Messmittel und andererseits mittels der festen Messmittel gemessen) zweckmäßig ist. Diese Mindestanzahl kann z. B. fest vorgegeben sein (z. B. mindestens 5, insbesondere mindestens 10 Messungen des Lokalisierungsparameters zu verschiedenen Zeitpunkten).
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Lokalisierungsparameter repräsentativ für die Drehwinkelposition des betreffenden Fahrzeugrades ist. Alternativ kann der Lokalisierungsparameter z. B. repräsentativ für die Drehwinkelgeschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugrades sein. Denkbar ist jedoch z. B. auch die Messung eines Lokalisierungsparameters, der repräsentativ für eine anderweitig von der Drehbewegung des betreffenden Fahrzeugrades abhängigen Größe ist.
-
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass ferner analysiert wird, ob die kleinste der für die elektronische Radeinheit berechneten Varianzen unterhalb eines vorbestimmten dritten Schwellwertes liegt, der kleiner als der erste Schwellwert ist.
-
Diese Weiterbildung trägt dem Umstand Rechnung, dass für eine Zuordnung einer elektronischen Radeinheit zu einer bestimmten Verbauposition bzw. Teilmenge von Verbaupositionen eine statistisch ausreichende Sicherheit nicht nur voraussetzt, dass die betreffende Varianz im Vergleich zu Varianzen für andere Verbaupositionen "relativ gut" ist, sondern auch absolut betrachtet gut (klein) sein sollte, d. h. hier unterhalb des dritten Schwellwertes liegend.
-
Was die Vorgabe des dritten Schwellwertes anbelangt, so kann dieser z. B. in Abhängigkeit von der Anzahl der für die Analyse der Korrelation herangezogenen Messungen des Lokalisierungsparameters gewählt werden (da mit zunehmender Anzahl von Messungen tendenziell ein Anstieg sämtlicher Varianzen zu erwarten ist).
-
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass ferner analysiert wird, ob eine Differenz zwischen der kleinsten und der zweitkleinsten der für die elektronische Radeinheit berechneten Varianzen unterhalb eines vorbestimmten vierten Schwellwertes liegt, der kleiner als der erste Schwellwert ist.
-
Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass für eine Zuordnung einer elektronischen Radeinheit zu einer bestimmten Teilmenge der Verbaupositionen die für diese Verbaupositionen sich ergebenden Varianzen sich nicht allzu sehr voneinander unterscheiden sollten, was hier für die beste und zweitbeste Varianz durch den vierten Schwellwert quantifiziert wird. Falls diese Differenz zu groß ist, ist unsicher, ob die beiden betreffenden Verbaupositionen sinnvollerweise als derselben Teilmenge zugehörig angesehen werden können.
-
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass ferner analysiert wird, ob die kleinste Differenz zwischen einerseits den Varianzen bezüglich der zur Teilmenge zugehörigen Verbaupositionen und andererseits den Varianzen bezüglich der nicht zur Teilmenge gehörigen Verbaupositionen überhalb eines vorbestimmten fünften Schwellwertes liegt, der kleiner als der zweite Schwellwert ist.
-
Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass wie oben bereits erwähnt für eine ausreichende statistische Sicherheit die Varianzen bezüglich der zur Teilmenge zugehörigen Verbaupositionen allesamt mindestens um einen gewissen Betrag (hier quantifiziert durch den fünften Schwellwert) kleiner als jede Varianz bezüglich der nicht zur Teilmenge gehörigen Verbaupositionen sein sollte.
-
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird die eingangs gestellte Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Lokalisieren der Verbaupositionen von an Fahrzeugrädern eines Fahrzeuges angeordneten elektronischen Radeinheiten.
-
Die erfindungsgemäße Lokalisierungsvorrichtung umfasst:
- – jeweils an einem der Fahrzeugräder angeordnete elektronische Radeinheiten, jeweils beinhaltend Mittel, nachfolgend als mobile Messmittel bezeichnet, zum Messen eines vorbestimmten Betriebsparameters des jeweiligen Fahrzeugrades, nachfolgend als Lokalisierungsparameter bezeichnet, und einen Sender, der zum Senden von Signalen vorgesehen ist, welche für die gemessenen Werte des Lokalisierungsparameters repräsentative Daten und einen Identifikationscode der jeweiligen elektronischen Radeinheit beinhalten,
- – jeweils einer Verbauposition der Fahrzeugräder zugeordnete und in dem Fahrzeug angeordnete Mittel, nachfolgend als feste Messmittel bezeichnet, zum Messen des Lokalisierungsparameters des jeweiligen Fahrzeugrades,
- – eine in dem Fahrzeug angeordnete und mit Mitteln zum Empfangen einerseits der Signale von den elektronischen Radeinheiten und andererseits von Daten, die repräsentativ für die mittels der festen Messmittel gemessenen Werte des Lokalisierungsparameters sind, ausgestattete zentrale Einheit,
wobei die zentrale Einheit zur Durchführung folgender Schritte ausgebildet ist:
- – Vergleichen der mittels der festen Messmittel gemessenen Werte des Lokalisierungsparameters mit den mittels der mobilen Messmittel gemessenen Werten des Lokalisierungsparameters, um eine Korrelation zwischen diesen Werten zu ermitteln,
- – Analysieren der Korrelation, um eine Zuordnung zwischen den elektronischen Radeinheiten und den Verbaupositionen der Fahrzeugräder vorzunehmen,
dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer die tatsächliche Zuordnung zwischen elektronischen Radeinheiten und Verbaupositionen nicht eindeutig mit einer vorgegeben geringen statistischen Unsicherheit widerspiegelnder Korrelation vorgesehen ist, jede elektronische Radeinheit zumindest einer bestimmten, mehr als eine der Verbaupositionen umfassenden Teilmenge der Verbaupositionen der Fahrzeugräder zuzuordnen.
-
Die für das erfindungsgemäße Lokalisierungsverfahren beschriebenen besonderen Ausführungsformen und Weiterbildungen können in analoger Weise, einzeln oder in beliebiger Kombination, auch als Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lokalisierungsvorrichtung vorgesehen sein.
-
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt umfassend einen Programmcode vorgesehen, der auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt ein Lokalisierungsverfahren der hier beschriebenen Art durchführt. Ein derartiges Computerprogrammprodukt kann insbesondere zur Programmierung bzw. zur Ablaufsteuerung einer bei der Erfindung eingesetzten zentralen Einheit verwendet werden.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
-
1 eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeuges, ausgestattet mit einem System zur Reifendrucküberwachung und Lokalisierung von hierfür verwendeten elektronischen Radeinheiten,
-
2 ein Ablaufdiagramm eines mittels des Systems von 1 durchgeführten Lokalisierungsverfahrens, und
-
3 ein Diagramm, das beispielhaft veranschaulicht, wie sich für eine bestimmte elektronische Radeinheit berechnete und jeweils einer Verbauposition von Fahrzeugrädern zugehörige Varianzen zeitlich entwickeln.
-
1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit luftbereiften Fahrzeugrädern. Im dargestellten Beispiel handelt es sich z. B. um einen PKW, bei welchem vier Fahrzeugräder W1 bis W4 in etwa an den Ecken eines (gedachten) Rechteckes angeordnet sind.
-
Bei dem Fahrzeug 1 ist ein Reifendruckkontrollsystem, oftmals als TPMS ("tire pressure monitoring system") bezeichnet, realisiert, mittels welchem für die einzelnen Fahrzeugräder W1, W2, W3 und W4 der jeweilige Reifendruck überwacht wird.
-
Das Fahrzeug umfasst hierfür jeweils an einem der Fahrzeugräder angeordnete elektronische Radeinheiten 12-1 bis 12-4, jeweils beinhaltend "mobile Messmittel" zum Messen des betreffenden Reifendruckes, und einen Sender zum Senden von Signalen R1 bis R4, welche für die gemessenen Werte des Reifendruckes repräsentative Daten beinhalten.
-
Zur Realisierung einer für das TPMS erforderlichen Lokalisierung der einzelnen elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 wird mittels der mobilen Messmittel ferner die Drehwinkelposition des jeweiligen Fahrzeugrades gemessen und beinhalten die mittels des Senders gesendeten Signale R1 bis R4 ferner für die gemessenen Werte dieses "Lokalisierungsparameters" (hier: Drehwinkelposition) repräsentative Daten sowie einen Identifikationscode der jeweiligen elektronischen Radeinheit.
-
Des Weiteren sind fahrzeugseitige (d. h. stationär bezüglich einer Karosserie des Fahrzeuges 1 angeordnete) Drehwinkelsensoren 10-1 bis 10-4 vorgesehen, die jeweils einer der Verbaupositionen (hier: vorne links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts) der Fahrzeugräder W1 bis W4 zugeordnet sind und somit "feste Messmittel" zum Messen des Lokalisierungsparameters (hier: Drehwinkelposition) des jeweiligen Fahrzeugrades darstellen.
-
Während die funktechnisch übertragenen Signale R1 bis R4 über eine Empfängereinheit 40 empfangen und an eine zentrale Einheit 20 weitergeleitet werden, werden die fahrzeugseitig erzeugten Signale D1 bis D4 über ein digitales Bussystem 30 an die zentrale Einheit 20 übermittelt.
-
Die zentrale Einheit 20 ist als eine programmgesteuerte digitale Auswerteeinrichtung enthaltend eine Recheneinheit 22 und eine Speichereinheit 24 ausgebildet und vergleicht die mittels der festen Messmittel (hier: Drehwinkelsensoren 10-1 bis 10-4) des Fahrzeuges 1 gemessenen Werte des Lokalisierungsparameters mit den mittels der mobilen Messmittel (in den elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4) gemessenen Werte des Lokalisierungsparameters, um eine Korrelation zwischen diesen Werten zu ermitteln und durch eine Analyse der ermittelten Korrelation eine Zuordnung zwischen den elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 und den Verbaupositionen (hier: vorne links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts) der Fahrzeugräder W1 bis W4 vorzunehmen.
-
2 zeigt wesentliche Schritte des im Fahrzeug 1 durchgeführten Lokalisierungsverfahrens. In einem Schritt S1 werden die mittels der fahrzeugseitigen Drehwinkelsensoren 10-1 bis 10-4 erzeugten Sensordaten D1 bis D4 bereitgestellt. In einem Schritt S2 werden die mittels der radseitigen Sensoren in den elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 erzeugten Sensordaten R1 bis R4 bereitgestellt. In einem Schritt S3 werden sämtliche Sensordaten D1 bis D4 und R1 bis R4 durch die zentrale Einheit 20 ausgewertet. In einem Schritt S4, der auch als finaler Schritt der Auswertung angesehen werden kann, erfolgt die Zuordnung zwischen den (anhand ihres jeweiligen Identifikationscodes zu identifizierenden) elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 und Verbaupositionen (hier: vorne links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts) der Fahrzeugräder W1 bis W4.
-
Was die grundsätzliche Ausgestaltung der Schritte S3 und S4 anbelangt, so kann hierfür vorteilhaft auf Stand der Technik zurückgegriffen werden, wie dieser z. B. in den eingangs erwähnten Veröffentlichungen
DE 10 2009 059 788 B1 und
WO 2014/044355 A1 beschrieben ist.
-
Demnach erfolgt im Schritt S3 ein Vergleichen der mittels der festen Messmittel 10-1 bis 10-4 gemessenen Werte des Lokalisierungsparameters mit den mittels der mobilen Messmittel gemessenen Werten des Lokalisierungsparameters, um eine Korrelation zwischen diesen Werten zu ermitteln, wobei basierend auf einem Analysieren der Korrelation sodann im Schritt S4 durch ein geeignetes statistisches Verfahren die Zuordnung vorgenommen wird.
-
Im dargestellten Beispiel wird hierfür wie folgt vorgegangen:
Für jede der elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 werden von der zentralen Einheit 20 nacheinander (zeitlich auseinanderliegend) mittels des jeweiligen mobilen Messmittels gemessene Werte des Lokalisierungsparameters registriert (gespeichert).
-
Diese Werte dienen als "Referenzwerte" für einen Vergleich mit einer entsprechenden Reihe von zu denselben Zeitpunkten gemessenen Werten des Lokalisierungsparameters, die von den festen Messmitteln 10-1 bis 10-4 an den vier Verbaupositionen "vorne links", "vorne rechts", "hinten links" bzw. "hinten rechts", nachfolgend kurz als FL, FR, RL bzw. RR bezeichnet, gemessen werden.
-
Bei diesem Vergleich wird jeweils ein Wert der Referenzwertreihe mit einem zum gleichen Messzeitpunkt gehörigen Wert der von den festen Messmitteln gemessenen Messwertreihen verglichen.
-
Unter der idealisierten Annahme, dass die Fahrzeugräder W1 bis W4 an den verschiedenen Verbaupositionen FL, FR, RL und RR sich allesamt ganz unterschiedlich schnell drehen, wird das Ergebnis dieses Vergleiches sein, dass für jede der elektronischen Radeinheiten 12-1, 12-2, 12-3 bzw. 12-4 nur genau eine der von den festen Messmitteln 10-1 bis 10-4 an den Verbaupositionen FL, FR, RL, RR aufgenommenen Messwertreihen "zu der Referenzwertreihe passt", d. h. die einzelnen Werte dieser Messwertreihe jeweils mehr oder weniger exakt mit den Werten der Referenzwertreihe übereinstimmen, oder mathematisch ausgedrückt, die Varianz (Streubreiten) der mittels der festen Messmittel 10-1 bis 10-4 für die "tatsächlich zugehörige" der Verbaupositionen FL, FR, RL oder RR gemessenen Werte bezüglich der mittels der mobilen Messmittel der betreffenden Radeinheit 12-1, 12-2, 12-3 bzw. 12-4 gemessenen Werte klein ist, wohingegen die in dieser Weise für alle anderen der Verbaupositionen berechneten Varianzen jeweils relativ groß sind.
-
Die Gesamtheit der somit durch das Vergleichen ermittelten Varianzen bildet im dargestellten Ausführungsbeispiel eine ermittelte "Korrelation" zwischen den einerseits radseitig (mittels der mobilen Messmittel) und andererseits fahrzeugseitig (mittels der festen Messmittel) gemessenen Werte des Lokalisierungsparameters.
-
Im dargestellten Beispiel ist als Lokalisierungsparameter die Drehwinkelposition des betreffenden Fahrzeugrades gewählt, wobei als Repräsentation dieses Lokalisierungsparameters eine Anzahl von "Ticks" verwendet wird, wie diese üblicherweise von Drehwinkelsensoren geliefert werden (vgl. z. B. den in der
DE 10 2009 059 788 B4 mit Bezug auf die dortigen
3 bis
3B beschriebenen Drehwinkelsensor).
-
Angenommen bei den im Beispiel verwendeten Drehwinkelsensoren 10-1 bis 10-4 werden bei einer vollen Radumdrehung jeweils 96 Ticks (im Sensorsignal) ausgegeben, so entspricht ein Tick einem Drehwinkel von 3,75°. Es sei im Folgenden der Einfachheit halber angenommen, dass dieselbe Repräsentation des Drehwinkels (also mit 96 Ticks über einen 360°-Vollkreis) auch für die mit den mobilen Messmitteln in den Radeinheiten 12-1 bis 12-4 verwendet wird (Ansonsten kann eine entsprechende Umrechnung erfolgen, um die Messwert-Repräsentationen miteinander vergleichbar zu machen).
-
Sämtliche "Messwerte der Drehwinkelposition" werden in diesem Beispiel als jeweilige Anzahl von "Ticks" ausgedrückt bzw. verarbeitet.
-
Jede Varianz zwischen einer von einer bestimmten der elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 erzeugten Referenzwertreihe und einer von einer bestimmten der Verbaupositionen FL, FR, RL, RR herrührenden Messwertreihe wird im dargestellten Beispiel wie generell üblich z. B. als eine "Summe der einzelnen Fehlerquadrate" berechnet.
-
Zunächst ist für keine der Radeinheiten bekannt, an welcher der Verbaupositionen FL, FR, RL, RR diese Radeinheiten jeweils angeordnet sind. Im Rahmen der zwecks Lokalisierung durchgeführten Auswertung der übertragenen Signale bzw. Daten verwendet die zentrale Einheit 20 die entsprechenden Identifikationscodes, nachfolgend mit "ID1" bis "ID4" bezeichnet, um die Radeinheiten 12-1 bis 12-4 zu identifizieren.
-
3 veranschaulicht graphisch eine beispielhafte, auf Varianzen der vorstehend beschriebenen Art basierte Korrelation zwischen den Referenzwerten der elektronischen Radeinheit mit dem Identifikationscode "ID2" und den vier zu den Verbaupositionen FL, FR, RL, RR der Fahrzeugräder W1 bis W4 gehörigen Messwerten. Diese vier Varianzen sind in 3 nach oben aufgetragen, wohingegen nach rechts eine "Messungsnummer" i aufgetragen ist, welche angibt, wieviele Messungen zur Berechnung der Varianzen einbezogen wurden.
-
Im Hinblick darauf, dass die einzelnen Messungen zeitlich aufeinanderfolgend durchgeführt und registriert werden, hier z. B. immer dann, wenn das zu "ID2" gehörige Fahrzeugrad eine bestimmte "Drehwinkelstellung im 360°-Vollkreis" aufweist, oder alternativ z. B. in periodischen Zeitabständen, bedeutet in 3 ein zunehmender Wert von "i" auch eine zunehmende Zeitdauer.
-
Für i = 1, also wenn lediglich eine einzige Messung vorliegt, sind alle vier Varianzen jeweils 0, da die in diesem Beispiel verwendete Drehwinkelmessung keine absoluten Drehwinkelpositionen, sondern lediglich relative Drehwinkelpositionen bzw. Drehwinkeländerungen liefert, so dass das Ergebnis der ersten Messung (i = 1) gewissermaßen eine "Normierung" der Drehwinkelmessung darstellt, bei welcher die vier von den festen Messmitteln 10-1 bis 10-4 gelieferten "Tickwerte" gewissermaßen auf den entsprechenden (zum gleichen Zeitpunkt gemessenen) Tickwert des zum Identifikationscode ID2 zugehörigen Tickzählers normiert werden.
-
Nach der zweiten Messung (i = 2) jedoch unterscheiden sich die vier Varianzen bereits voneinander. Während die Varianz für die Verbauposition RR weiterhin 0 ist, sind die Varianzen für die übrigen Verbaupositionen FL, FR, RL größer als 0.
-
Zur Erzielung einer gewissen statistischen Sicherheit einer hier durch Vergleich der Varianzen vorgenommenen Analyse der Korrelation sollten jedoch mehr als zwei Messungen (i > 2) durchgeführt und berücksichtigt werden.
-
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass zumeist mindestens 5, insbesondere mindestens 10 Messungen einbezogen werden müssen, um das Lokalisierungsverfahren abzuschließen, indem z. B. dem betreffenden Identifikationscode (hier: ID2) diejenige Verbauposition mit der geringsten Varianz zugeordnet wird, was in dem Beispiel von 3 offensichtlich die Verbauposition RL ist. Im Beispiel gemäß 3 ist die zu RL gehörige Varianz ab der dritten Messung (i >= 3) die kleinste der vier Varianzen (im Vergleich zu den Varianzen für die übrigen Verbaupositionen FL, FR, RR).
-
Vor einer endgültigen Zuordnung zwischen den elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 bzw. deren Identifikationscodes ID1 bis ID4 und den Verbaupositionen FL, FR, RL, RR sollte des Weiteren überprüft werden, ob für alle der Identifikationscodes (hier: ID1 bis ID4) erstens sich jeweils genau eine der möglichen Verbaupositionen (hier: FL, FR, RL, RR) als "bevorzugte Verbauposition" darstellt (z. B. kleinste Varianz) und zweitens keine der Verbaupositionen für mehr als eine der Radeinheiten bzw. Identifikationscodes die "bevorzugte Verbauposition" darstellt (also z. B. diejenige, bezüglich der die kleinste Varianz vorliegt).
-
Ein praktisches Problem eines Lokalisierungsverfahrens dieser Art ergibt sich, wie bereits erläutert, in Situationen mit einer "zu gleichmäßigen" Drehbewegung der Fahrzeugräder.
-
Dieses Problem ergibt sich z. B. zwingend bei Fahrzeugen mit einer wenigstens zeitweise aktivierbaren (oder permanent wirkenden) "mechanischen Kopplung" von wenigstens zwei Fahrzeugrädern (z. B. zugeschaltetes Sperrdifferenzial).
-
In diesem Fall kann mittels der Analyse der Korrelation zumeist keine hinsichtlich "statistischer Sicherheit" ausreichend zuverlässige Zuordnung zwischen Radeinheiten und Verbaupositionen vorgenommen werden, oder mit anderen Worten die ermittelte Korrelation (hier z. B. die Gesamtheit der berechneten Varianzen) die tatsächliche (richtige) Zuordnung zwischen Radeinheiten (hier charakterisiert durch die Identifikationscodes ID1 bis ID4) und Verbaupositionen (hier: FL, FR, RL, RR) nicht eindeutig mit einer vorgegeben geringen statistischen Unsicherheit widergespiegeln.
-
Eine derartige ungünstige Situation kommt auch in dem Beispiel von 3 zum Ausdruck, da die bezüglich der Verbaupositionen RL und RR sich ergebenden Varianzen verglichen mit der "Gesamtbandbreite" aller vier Varianzen relativ nahe beieinander liegen.
-
Mit anderen Worten ist es zumindest bei Anwendung relativ strenger statistischer Anforderungen, etwa einer hoch priorisierten Vermeidung einer fehlerhaften Zuordnung, keineswegs ausgeschlossen, dass im dargestellten Beispiel die Radeinheit mit dem Identifikationscode "ID2" tatsächlich nicht an der Verbauposition "RL", sondern (dann vermutlich) an der Verbauposition "RR" angeordnet ist, da sich gemessen an der Gesamtbandbreite vorkommender Varianzen die Varianz für RR in einer ähnlichen Größenordnung wie die Varianz für RL darstellt.
-
Eine Besonderheit des Systems (1) bzw. des damit durchgeführten Lokalisierungsverfahrens besteht nun darin, dass im Falle einer die tatsächliche Zuordnung zwischen den elektronischen Radeinheiten 12-1 bis 12-4 (bzw. deren Identifikationscodes ID1 bis ID4) und den Verbaupositionen FL, FR, RL, RR nicht eindeutig mit einer vorgegeben geringen statistischen Unsicherheit widerspiegelnder Korrelation (hier Gesamtheit der 4 × 4 = 16 Varianzen) vorgesehen ist, jede elektronische Radeinheit W1 bis W4 (bzw. aus praktischer Sicht betrachtet jeden der Idendifikationscodes ID1 bis ID4) zumindest einer bestimmten, mehr als eine der Verbaupositionen FL, FR, RL, RR umfassenden Teilmenge dieser Verbaupositionen FL, FR, RL, RR der Fahrzeugräder W1 bis W4 zuzuordnen.
-
Für das Beispiel von 3 wäre augenscheinlich zweckmäßig, den Identifikationscode ID2 in dieser Weise der Teilmenge [RL, RR] zuzuordnen, um vorteilhaft relativ rasch zumindest ein "zwar nur partielles, jedoch relativ sicheres Ergebnis" für die gesuchte Zuordnung zu erhalten. Vorteilhaft ist hierbei die Auftretenswahrscheinlichkeit einer Falschzuordnung drastisch verringert.
-
Falls in der Situation gemäß 3 im Rahmen der von der zentralen Einheit 20 durchgeführten Auswertung von vornherein bekannt ist, dass die Fahrzeugräder 12-3 (RL) und 12-4 (RR) tatsächlich mechanisch gekoppelt sind (z. B. durch Berücksichtigung der entsprechenden Informationen über die Antriebsstrangkonstruktion bzw. eine detektierte Aktivierung einer schaltbaren mechanischen Kopplung), so kann diese Kenntnis im Lokalisierungsverfahren dadurch genutzt werden, dass von vornherein zur Erzielung eines partiellen Ergebnisses gezielt die Teilmenge [RL, RR] beim Analysieren der Korrelation herangezogen wird (wie in 3 für ID2 dargestellt, tatsächlich jedoch auch in analoger Weise für die übrigen Identifikationscodes ID1, ID3, ID4).
-
Alternativ können eine oder mehrere heranzuziehende Teilmengen der Verbaupositionen FL, FR, RL, RR auch aus den Daten selbst ermittelt werden.
-
Nachfolgend werden nochmals mit Bezug auf die 3 beispielhaft für das Analysieren der Korrelation einsetzbare Kriterien erläutert, welche für die Vornahme der Zuordnung des Identifikationscodes ID2 zu der Teilmenge [RL, RR] eingesetzt werden können.
-
Bei der folgenden Erläuterung dieser Kriterien wird der Einfachheit halber lediglich die Zuordnung von ID2 zu der Teilmenge [RL, RR] betrachtet, für welche sämtliche der nachfolgend erläuterten Kriterien nach der 25. Messung (i = 25) erfüllt sind und das Lokalisierungsverfahren aus diesem Grund mit dem partiellen Ergebnis "ID2 zugehörig zur Teilmenge [RL, RR]" (und ggf. mit weiteren Ergebnissen oder partiellen Ergebnissen für die übrigen Identifikationscodes ID1, ID3, ID4) abgeschlossen wird.
-
Beispielsweise kann analysiert werden, ob die für ID2 berechneten Varianzen bezüglich der Verbaupositionen RL, RR dieser Teilmenge allesamt unterhalb eines ersten Schwellwertes "Thres1" liegen, wohingegen jede für ID2 berechnete Varianz bezüglich der nicht zur Teilmenge [RL, RR] gehörenden Verbaupositionen, hier also FL, FR, überhalb eines vorbestimmten zweiten Schwellwertes "Thres2" liegt, wobei Thres2 größer als Thres1 ist.
-
Ferner kann analysiert werden, ob die kleinste der für ID2 berechneten Varianzen unterhalb eines vorbestimmten dritten Schwellwertes "Thres3" liegt, wobei Thres3 kleiner als Thres1 ist.
-
Ferner kann analysiert werden, ob eine Differenz zwischen der kleinsten Varianz (hier für RL) und der zweitkleinsten Varianz (hier für RR) unterhalb eines vorbestimmten vierten Schwellwertes "Thres4" liegt, wobei Thres4 kleiner als Thres1 ist.
-
Ferner kann analysiert werden, ob die kleinste Differenz zwischen einerseits den Varianzen bezüglich der zur Teilmenge [RL, RR] zugehörigen Verbaupositionen RL, RR und andererseits den Varianzen bezüglich der nicht zur Teilmenge gehörigen Verbaupositionen FL, FR überhalb eines vorbestimmten fünften Schwellwertes "Thres5" liegt, wobei Thres5 kleiner als Thres2 ist.
-
Wenngleich in diesem Beispiel sämtliche dieser Kriterien überprüft werden, so können abweichend davon einzelne der aufgeführten Kriterien weggelassen oder andere Kriterien herangezogen werden.
-
Wie in 3 eingezeichnet, lassen sich die Schwellwerte Thres1 bis Thres5 mathematisch äquivalent auch durch drei Schwellwerte (bzw. Schwellwertdifferenzen) "ThresA", "ThresB" und "ThresC" definieren (wobei die Definition aus 3 unmittelbar hervorgeht).
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei der Analyse der Korrelation die weiter oben genannten Schwellwerte Thres1 bis Thres5 (bzw. der gemäß des konkreten Auswertealgorithmus davon verwendete Teil) vorgegeben werden, wobei diese Vorgaben z. B. (aus statistischer Sicht vorteilhaft) in Abhängigkeit von der Messungsanzahl i erfolgen können, derart, dass jeder dieser Schwellwerte mit steigendem i tendenziell größer gewählt wird.
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei der Analyse der Korrelation die letzteren Schwellwerte ThresA, ThresB, ThresC vorgegeben werden, wobei auch diese Vorgaben z. B. in Abhängigkeit von der Messungsanzahl i erfolgen können (ThresA, ThresB und ThresC mit steigendem i tendenziell ansteigend).
-
Die Erfüllung der obigen Kriterien bezogen auf die Schwellwerte Thres1 bis Thres5 lässt sich unter Verwendung der Schwellwerte ThresA, ThresB, ThresC alternativ auch wie folgt ausdrücken:
- a) Die kleinste Varianz (in 3 die für RL) liegt unterhalb des Schwellwertes ThresA
- b) Die Differenz zwischen der kleinsten und der zweitkleinsten Varianz (siehe in 3 RL und RR) ist kleiner als der Schwellwert ThresB
- c) Die Differenz zwischen der zweitbesten und drittbesten Varianz (siehe in 3 RR und FR) ist größer als der Schwellwert ThresC
-
Es versteht sich, dass vor einer endgültigen Zuordnung sämtlicher Identifikationscodes ID1 bis ID4 zu jeweils einer Verbauposition FL, FR, RL oder RR bzw. einer Teilmenge davon noch analysiert werden sollte, ob unter Mitberücksichtigung der jeweils für die übrigen Identifikationscodes ID1, ID3, ID4 berechneten Varianzen bezüglich der Verbaupositionen sich ein insgesamt "konsistentes" Bild der tatsächlichen (richtigen) Zuordnung ergibt. Mit anderen Worten sollte zur Vermeidung einer Vornahme einer fehlerhaften Zuordnung jeglicher etwaiger Widerspruch ausgeschlossen werden. Im vorliegenden Beispiel (vgl. 3) wäre es nach dem partiellen Ergebnis "ID2 zugehörig zur Teilmenge [RL, RR]" z. B. noch konsistent, wenn der Identifikationscode ID1 ebenfalls der Teilmenge [RL, RR] zugeordnet würde, nicht jedoch wenn außerdem noch z. B. der Identifikationscode ID3 einem von RL oder RR zugeordnet würde.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- W1 bis W4
- Fahrzeugräder
- 10-1 bis 10-4
- Drehzahlsensoren
- D1 bis D4
- Sensordaten der Drehzahlsensoren
- 12-1 bis 12-4
- elektronische Radeinheiten
- R1 bis R4
- Sensordaten der elektronischen Radeinheiten
- 20
- zentrale Einheit
- 22
- Recheneinheit
- 24
- Speichereinheit
- 30
- digitales Bussystem
- 40
- Empfangseinheit
-
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 102009059788 B1 [0002, 0007, 0010, 0055]
- WO 2014/044355 A1 [0002, 0007, 0010, 0055]
- DE 102009059788 B4 [0062]
