DE102016225664A1

DE102016225664A1 - Reifenüberwachungsvorrichtung und -System zur Verwendung mit einem Fahrzeug-an-Bord-Stabilitätssteuerungssystem

Info

Publication number: DE102016225664A1
Application number: DE102016225664.5A
Authority: DE
Inventors: Darren Kirkpatrick; Jonathan Barr; Stephen Keyes
Original assignee: Schrader Electronics Ltd
Current assignee: Schrader Electronics Ltd
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2017-06-22
Also published as: GB201522582D0; US20170174193A1; JP2017128325A; US11247648B2; GB2545681B; JP7026435B2; GB2545681A; CN106965632A; CN106965632B; KR20170074800A

Abstract

Eine Reifenüberwachungsvorrichtung umfasst einen Sensor zum Überwachen eines Reifenparameters und eine erste Steuereinrichtung zum Steuern vom Betrieb der Vorrichtung. Eine Messvorrichtung ist vorgesehen, um Parametermessdaten aus dem Sensorausgangssignal zu erzeugen. Eine zweite Steuereinrichtung ist vorgesehen, um den Betrieb der Messvorrichtung zu steuern. Die zweite Steuereinrichtung kommuniziert Parameterdaten zu der ersten Steuereinrichtung basierend auf den Messdaten. Die Vorrichtung ist insbesondere zur Überwachung von Reifendruck und zum Erfassen von Reifenplatzereignissen geeignet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Reifenüberwachungsvorrichtungen, und insbesondere die Integration eines Reifendrucküberwachungssystems mit einem Stabilitätssteuerungssystem eines Fahrzeugs. Insbesondere ist die Erfindung auf ein System und ein Verfahren gerichtet, im Stabilitätssteuerungssystem ein Reifenplatzereignis zu melden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Elektronische Sicherheitsmaßnahmen werden an Fahrzeugen immer häufiger. Eine häufig verwendete elektronische Sicherheitsvorrichtung ist das Reifendrucküberwachungssystem (TPMS), das ausgestaltet ist, um einen Fahrer zu warnen, wenn der Druckpegel in einem oder mehreren der Fahrzeugreifen unter einen sicheren Pegel liegt. Zunehmend sind TPMS-Vorrichtungen in der Lage, auch andere Charakteristiken des Reifens zu überwachen, wie etwa Gieren, Temperatur und Last. Dies ist ein Trend zu einem am Reifen montierten Sensor hin, der in der Lage ist, einen breiten Bereich von Reifencharakteristiken zu überwachen, nicht nur den Druck, um den Reifen „intelligent“ zu machen. Andere Sicherheitssysteme enthalten Antiblockierbremssysteme (ABS), die konstruiert sind, ein Rutschen eines der Räder zu verhindern, und elektronische Stabilitätssteuerungen (ESC), die konstruiert sind, um unsichere Charakteristiken im Fahrzeugverhalten zu verhindern. ESC-Systeme beruhen bereits weitgehend auf Daten, die vom ABS übernommen werden, und sind typischerweise mit dem ABS-System eng integriert, um gefährliche Charakteristiken im Fahrverhalten zu korrigieren oder zu lindern. Reifenparameter sind ein anderer Satz von Faktoren, die das Fahrverhalten nachteilig beeinflussen können. Jedoch ist TPMS traditionell nicht mit dem ESC-System integriert worden.
Der prinzipielle Zweck vom TPMS-System ist es, dem Fahrer anzuzeigen, dass der Druck in einem oder mehreren der Reifen unter optimalen Pegeln liegt, rechtzeitig bevor der Druck so niedrig ist, dass ein Steuerungsverlust des Fahrzeugs oder eine Beschädigung von Seitenwänden des Reifens verursacht werden. Typischerweise sind Reifendrucküberwachungssysteme nicht in der Lage, bei einem raschen Druckabfall eine sofortige Warnung bereitzustellen, wo ein schwerwiegender Druckverlust einen plötzlichen Steuerungsverlust des Fahrzeugs verursachen kann, der Verkehrsunfälle verursachen kann, bekannt als Reifenplatzer. Darüber hinaus können TPMS-Vorrichtungen auch in der Lage sein, andere Reifencharakteristiken zu überwachen.
Das elektronische Stabilitätssteuerungs-(ESC)-System, auch als elektronisches Stabilitätsprogramm bekannt, strebt danach, etwaigen unkontrollierbaren oder gefährlichen Bewegung vom Fahrzeug entgegenzuwirken oder diese zu dämpfen, um die Schwere und das Auftreten von Unfällen zu reduzieren. Eine Hauptursache eines Steuerungsverlust des Fahrzeugs ist ein Reifenplatzer.
Das ESC-System erlaubt, dass das Fahrzeug automatische Einstellungen am Fahrzustand des Fahrzeugs vornimmt, wenn es erkennt, dass das Fahrverhalten außerhalb von Sicherheitsschwellenwerten ist. Die Höhe des Eingriffs vom ESC kann in Abhängigkeit von der Schwere des detektierten Problems veränderlich sein, zum Beispiel kann er vom leichten Bremseingriff oder einer geringen Lenkkorrektur bis zu einem signifikanteren Eingriff reichen, um einen Überschlag zu verhindern.
Bei einem Reifenplatzer könnte daher eine plötzliche Gewichtsverschiebung des Fahrzeugs auftreten, da sich das vom geplatzten Reifen zuvor getragene Gewicht auf andere Reifen des Systems verschiebt, was nicht nur im potentiellem Über- oder Untersteuern und vergrößerten Bremsweg resultiert, sondern auch in einem katastrophalen Steuerungsverlust des Fahrzeugs. Es ist daher wichtig, ein Reifenplatzereignis so rasch wie möglich zu erkennen und dem entgegenzuwirken.
Die Ernsthaftigkeit des Reifenplatzers wird abhängig sein von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wie viele Räder das Fahrzeug hat, dem Gewicht des Fahrzeugs, wo die Räder gestört sind und dem Ort des Reifens, der dem Platzer unterliegt. Bei langsamer Bewegung des Fahrzeugs mit mehreren Sätzen von Zwillingsreifen könnte ein einzelner Reifenplatzer die Charakteristiken vom Fahrverhalten des Fahrzeugs nur wenig stören. Jedoch unterliegt ein schnell fahrendes Fahrzeug mit hohem Schwerpunkt, bei dem ein Platzer an einem seiner gelenkten Räder auftritt, einem hohen Überschlagrisiko.
Bei der Ausarbeitung der vorliegenden Erfindung ist erkannt worden, dass ESC-Systeme weiter verbessert werden könnten, und weitere Fähigkeiten hinzugefügt werden könnten, indem die Integration von Reifenparameterdaten erhöht wird, die von einer am Reifen montierten Sensorvorrichtung erfasst werden. Wenn jedoch die traditionelle TPMS-Konstruktion für rasche Drucküberwachung für potentielle Platzereignisse verwendet würde, müssten einige problematische Einschränkungen überwunden werden. Typischerweise soll ein Reifendrucküberwachungssystem 10 Jahre mit einer Batterie aushalten, die nicht leicht ersetzt werden kann. Viele TPMS-Konstruktionen verwenden ein Epoxiharz- oder lasergeschweißtes Gehäuse, um die Elektronik vor Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen, was es jedoch unmöglich macht, die Batterie zu ersetzen, ohne diese Schutzbeschichtung ernsthaft zu beschädigen. Das Leistungsmanagement ist daher ein Hauptproblem bei der Konstruktion einer TPMS-Vorrichtung. Ein weiterer Punkt bei den herkömmlich verwendeten TPMS-Konstruktionen ist die Verwendung eines einzigen Mikroprozessors oder Steuergeräts, um alle Funktionen der Vorrichtung zu steuern und zu verarbeiten. Das bedeutet, wenn die Steuereinrichtung gegenwärtig dazu benutzt wird, eine prozessintensive Aufgabe durchzuführen, wie etwa Autolokation, könnte sie dabei nicht in der Lage sein, gleichzeitig den Druck zu überwachen, was wiederum eine Fähigkeit zum raschen Detektieren eines Reifenplatzereignisses schwierig macht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein erster Aspekt der Erfindung gibt eine Reifenüberwachungsvorrichtung an, welche aufweist: einen Sensor zum Überwachen eines jeweiligen Reifenparameters zum Erzeugen eines Sensorausgangssignals; eine erste Steuereinrichtung zum Steuern vom Betrieb der Vorrichtung; eine Messvorrichtung zum Erzeugen von Parametermessdaten aus dem Sensorausgangssignal, und eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern vom Betrieb der Messvorrichtung zum Erzeugen der Messdaten, wobei die zweite Steuereinrichtung konfiguriert ist, um basierend auf den Messdaten Parameterdaten an die erste Steuereinrichtung zu kommunizieren.
Typischerweise umfassen die Messdaten eine Anzeige, ob der jeweilige Parameter sich um mehr als einen Schwellenwertbetrag geändert hat. Die Messdaten können einen gemessenen Wert für den jeweiligen Parameter aufweisen.
In bevorzugten Ausführungen ist die zweite Steuereinrichtung konfiguriert, um ein Ereignis aus den Messdaten zu detektieren, wobei die Parameterdaten das Ereignis anzeigen.
Bevorzugt ist die zweite Steuereinrichtung konfiguriert, um die Parameterdaten zu der ersten Steuereinrichtung zu kommunizieren, indem ein Unterbrechungssignal für die erste Steuereinrichtung erzeugt wird. Die erste Steuereinrichtung kann auf das Unterbrechungssignal reagieren, um eine Unterbrechungs-Abwicklungsroutine für das Ereignis zu implementieren. Bevorzugt ist die erste Steuereinrichtung konfiguriert, um bei Empfang des Unterbrechungssignals rückgesetzt zu werden. Die erste Steuereinrichtung kann ein Unterbrechungssteuerregister aufweisen, und wobei die zweite Steuereinrichtung die Parameterdaten zu der ersten Steuereinrichtung kommuniziert, indem sie ein oder mehrere Bits des Unterbrechungssteuerregisters setzt.
Typische Ausführungen enthalten einen Sender zum Kommunizieren mit einer zentralen Steuereinheit, wobei die erste Steuereinrichtung konfiguriert ist, um eine Reifenparameter-Sendung zu der zentralen Steuereinrichtung basierend auf den von der zweiten Steuereinrichtung empfangenen Parameterdaten zu senden.
In bevorzugten Ausführungen ist der Sensor ein Drucksensor und ist der jeweilige Reifenparameter der Reifendruck. Die zweite Steuereinrichtung kann konfiguriert sein, um Reifenplatzereignisse aus den Messdaten zu detektieren und das detektierte Reifenplatzereignis zu der zweiten Steuereinrichtung zu kommunizieren.
Die Messvorrichtung kann einen Komparator aufweisen, bevorzugt einen Fensterkomparator, wobei der Komparator auf Änderung im Sensorausgangssignal anspricht, um Messdaten zu erzeugen, die anzeigen, ob sich der jeweilige Parameter um mehr als einen Schwellenwertbetrag geändert hat.
Typischerweise umfassen die Messdaten eine Anzeige, ob der jeweilige Parameter sich um mehr als einen Schwellenwertbetrag in Bezug auf einen Referenzwert geändert hat.
Aus einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Reifenüberwachungssystem für ein Radfahrzeug angegeben, wobei das Reifenüberwachungssystem eine jeweilige am Rad montierbare Reifenüberwachungsvorrichtung für ein jeweiliges Rad des Fahrzeugs aufweist, sowie eine am Fahrzeug montierbare zentrale Steuereinrichtung, wobei die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung und die jeweilige zentrale Steuereinrichtung drahtlose Kommunikationsmittel aufweisen, um zu erlauben, dass die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung drahtlos mit der zentralen Steuereinrichtung kommuniziert, wobei die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung eine Reifenüberwachungsvorrichtung nach nach dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.
Ein dritter Aspekt der Erfindung gibt ein Reifenüberwachungssystem für ein Radfahrzeug an, wobei das Reifenüberwachungssystem eine jeweilige am Rad montierbare Reifenüberwachungsvorrichtung für ein jeweiliges Rad des Fahrzeugs aufweist, sowie eine am Fahrzeug montierbare zentrale Steuereinrichtung, wobei die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung und die jeweilige zentrale Steuereinrichtung drahtlose Kommunikationsmittel aufweist, um zu erlauben, dass die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung drahtlos mit der zentralen Steuereinrichtung kommuniziert, wobei die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung aufweist: einen vibrationssensitiven Sensor zum Überwachen eines jeweiligen Reifenparameters zum Erzeugen eines Sensorausgangssignals, das eine Vibrationskomponente enthält, die Vibration anzeigt, der das jeweilige Rad im Gebrauch erfährt; eine Messvorrichtung zum Erzeugen von Messdaten aus dem Sensorausgangssignal, wobei die Messdaten Vibrationsdaten entsprechend der Vibrationskomponente aufweisen; und eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um eine Reifenparameter-Sendung an die zentrale Steuereinrichtung zu senden, wobei die Sendung die Vibrationsdaten und/oder davon ableitete vibrationsbezogene Daten aufweist, und wobei die zentrale Steuereinrichtung ein Antiblockierbremssystem (ABS) enthält oder damit zusammenarbeiten kann, und auf den Empfang der Sendung reagiert, um das Antiblockierbremssystem in Abhängigkeit von den Vibrationsdaten und/oder den vibrationsbezogenen Daten einzustellen oder auszusetzen.
Typischerweise ist die zentrale Steuereinrichtung konfiguriert, um das Antiblockierbremssystem bei der Bestimmung aus den Vibrationsdaten, dass die im Gebrauch vom jeweiligen Rad erhaltene Vibration einen Schwellenwertpegel überschreitet, auszusetzen. Der Sensor kann einen Bewegungssensor aufweisen.
Ein Mikroprozessor kann bei konstanter Benutzung zu einem Hauptstromverbraucher werden, so dass es vorteilhaft ist, aus Gründen der Stromersparnis, während rascher Drucküberwachung den Mikroprozessor nicht zu verwenden.
In bevorzugten Ausführungen ist ein gesondertes Mittel, oder insbesondere ein besonderer Druckmonitor vorgesehen, typischerweise als Teil einer TPMS-Vorrichtung, die von dem Hauptprozessor der Vorrichtung getrennt ist und in der Lage ist, den Druck mittels verbrauchsarmer Hardware zu überwachen, so dass der Druck kontinuierlich überwacht werden kann, ohne signifikante Zunahme vom Stromverbrauch oder Einschränkung, dass der Mikroprozessor prozessintensive Aufgaben durchführt.
Ein Vorteil von bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist eine Verkürzung der Zeit, die es braucht, um ein Reifenplatzereignis zu detektieren, und Information über das Reifenplatzereignis an die ECU zu senden. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine rasche Druckabtastrate in allen Modi beibehalten werden kann, unabhängig von der Aktivität des Mikroprozessors. Vorteilhaft wird der Mikroprozessor für die Druckabtastung nicht gebraucht, und daher kann ein verringerter Stromverbrauch und daher eine verlängerte Batterielebensdauer erreicht werden, ohne einen Verlust der Leistungsfähigkeit oder Funktionalität.
Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung werden Fachkundigen bei der Durchsicht der folgenden Beschreibung einer bestimmten Ausführung und in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun wird eine Ausführung der Erfindung als Beispiel und in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs, das ein Reifendrucküberwachungssystem enthält;
2 ist ein Blockdiagramm einer Reifendrucküberwachungsvorrichtung, die einen Aspekt der Erfindung verkörpert, wobei die Vorrichtung eine am Rad montierbare Komponente des Reifendrucküberwachungssystems von 1 ist;
3 ist ein alternatives Blockdiagramm der Reifenüberwachungsvorrichtung von 2, die einen bestimmten Reifenplatzmonitor und darauf bezogene Mess- und Sendekomponenten darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb des in 3 enthaltenen Reifenplatzmonitors darstellt; und
5 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Reifenüberwachungsvorrichtung von 2 im Fall darstellt, wo ein Reifenplatzereignis detektiert wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Systemdiagramm eines Radfahrzeugs 100, wobei jedes Rad einen auf einer Felge montierten Reifen enthält. Die Anordnung und die Anzahl der Räder kann in Abhängigkeit vom Fahrzeug variieren. In diesem Beispiel sind 4 Räder 101, 102, 103 und 104 gezeigt. Jedes Rad ist mit einer Reifendrucküberwachungsvorrichtung, als auch TPMS-Sensor oder TPMS-Vorrichtung, 111, 112, 113, 114 ausgestattet, die eine am Rad montierbare Komponente eines Reifendrucküberwachungssystems (TPMS) ist. Die TPMS-Vorrichtung kann entweder am Reifen oder der Felge des jeweiligen Rads angebracht sein. Das Fahrzeug enthält eine Steuereinheit, zum Beispiel eine elektronische Steuereinheit (ECU) 120, die konfiguriert ist, um Sendungen von den TPMS-Vorrichtungen 111, 112, 113, 114 zu empfangen und zu verarbeiten, und bildet als solche Teil des TPMS. Die ECU 120 umfasst typischerweise zumindest einen TPMS-Empfänger 121, eine Steuereinrichtung 122 sowie ein Mittel zum Kommunizieren mit anderer Fahrzeugelektronik 123, wie etwa einen CAN oder LIN Bus. Der TPMS-Empfänger 121 empfängt Signale, typischerweise drahtlos, von den TPMS-Vorrichtungen 111, 112, 113, 114, und die Steuereinrichtung 122 ist konfiguriert, um Signale zu verarbeiten, um eine Reifendrucküberwachung durchzuführen, deren Eigenschaft und von System zu System veränderlich sein kann. Der TPMS-Empfänger 121 und die TPMS-Vorrichtungen 111, 112, 113, 114 können jeweils irgendeine geeignete herkömmliche drahtlose Kommunikationsvorrichtung enthalten, um drahtlose Kommunikation zwischen dem TPMS-Empfänger 121 und den TPMS-Vorrichtungen 111, 112, 113, 114 zu unterstützen. Die ECU kann mit einem ABS-System 131, 132, 133 und 134 des Fahrzeugs integriert sein oder anderweitig mit diesem zusammenwirken, welches einen Geschwindigkeitssensor für jede Achse enthält, um ihre jeweiligen Drehzahlen zu bestimmen, und Mittel zur Durchführung von Bremsung, falls dies zu Unfallvermeidung erforderlich ist. Das ABS-System kann ferner in ein ESC-System (nicht dargestellt) integriert sein oder anderweitig mit diesem zusammenwirken. Das ESC-System und/oder das ABS-System kann in die ECU eingebaut sein oder kann bei Bedarf separat vorgesehen sein, und kann den Betrieb verschiedener Komponenten des Fahrzeugs primär aus Sicherheitsgründen steuern, wie es an sich bekannt ist.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführung der TPMS-Vorrichtung 111, 112, 113, 114. Die TPMS-Vorrichtung enthält eine zentrale Steuereinrichtung 201, die einen geeignet programmierten Prozessor aufweisen kann, zum Beispiel einen gesonderten Mikroprozessor oder Mikrocontroller, oder eine andere programmierbare Prozessorvorrichtung. Standardkomponenten wie etwa ein RAM-Speicher, ein ADC, eine I/O-Schnittstelle, ein Taktoszillator und ein zentraler Mikroprozessor (nicht gezeigt) können vorgesehen sein, wobei die Komponenten typischerweise auf einem einzelnen Chip integriert sind. Alternativ kann ein kundenspezifischer Mikrocontroller, zum Beispiel ein Application Specific Integrated Circuit (ASIC), der von Grund auf für die TPMS-Anwendung ausgestaltet ist, verwendet werden und kann Hilfskomponenten wie etwa einen Temperatursensor integrieren.
Die TPMS-Vorrichtung wird typischerweise mit einer Batterie 204 versorgt, obwohl auch andere Mikrostromquellen verwendet werden können, zum Beispiel thermoelektrische und/oder piezoelektrische Generatoren und/oder elektromagnetische Induktionsvorrichtungen anstelle oder zusätzlich zur Batterie. Ein Transponder 206 kann vorgesehen sein, um Befehlssignale zu empfangen (zum Beispiel zum Programmieren der TPMS-Vorrichtung), bevorzugt bei 125 kHz. Ein Bewegungsdetektor 207, der zum Beispiel einen oder mehrere Stoßsensoren, Beschleunigungsmesser oder Rollschalter aufweist, ist typischerweise vorgesehen und kann mit der Steuereinrichtung 201 unter Verwendung einer geeigneten konventionellen Schnittstellenhardware 202 interagieren.
Ein Drucksensor 208, zum Beispiel ein piezoresistiver Wandler oder ein piezoelektrischer oder kapazitätbasierter Drucksensor, ist vorgesehen, um den Fluid-(typischerweise Luft oder anderes Gas)Druck in dem jeweiligen Reifen zu messen. Der Drucksensor 208 ist mit einer Messvorrichtung 203 verbunden, um den Druck mittels Signalen zu messen, die von dem Drucksensor 208 empfangen werden, und um an die Steuereinrichtung 201 entsprechende Messinformation zu liefern. Während einer Routinedruckmessung tastet unter der Steuerung der Steuereinrichtung 201 die Messvorrichtung 203 die Ausgabe des Drucksensors 208 in Intervallen ab und kommuniziert die entsprechenden Messdaten zu der Steuereinrichtung 201. Typischerweise umfasst die Messvorrichtung 203 Hardware, d.h. eine elektronische Schaltung zur Durchführung ihrer Messaufgaben, deren Konfiguration veränderlich sein kann, aber typischerweise zumindest einen Verstärker enthält, kann zumindest einen Filter enthalten und kann, zum Zwecke von wenigstens Routinedruckmessungen einen Analogdigitalwandler (ADC) (nicht gezeigt) enthalten, um Druckwerte zu messen. Die Messvorrichtung 203 kann daher als Mittel zum Steuern der Druckmessung beschrieben werden.
Ein Sender 205 mit Antenne 209 werden verwendet, um Sendungen zur Fahrzeug-ECU 220 durchzuführen, bevorzugt bei 315 oder 433 MHz.
In typischen Ausführungen kann die TPMS-Vorrichtung 111, 112, 113, 114 bekannten TPMS-Vorrichtungen ähnlich sein, und kann sich zahlreiche Merkmale mit diesen Vorrichtungen teilen, die dem Fachkundigen bereits bekannt sind. Die Grundlagen des TPMS-Systems können gleich bleiben – selbstversorgte TPMS-Vorrichtung, die im Gebrauch an einem Fahrzeugrad derart angebracht ist, dass sie die Messung des Drucks optional der Temperatur vom Gas in dem Reifen erlaubt. Druckmessungen werden gewöhnlich periodisch vorgenommen. Im Gebrauch sendet die TPMS-Vorrichtung Daten, welche die gemessenen Parameter repräsentieren, zu einer externen Steuereinrichtung, wie etwa die Fahrzeug-ECU 120. Auch kann ein Reifendrucksensor vorgesehen sein. Ein Sauerstoffsensor kann angebracht sein, um zu bestimmen, ob als Gas im Reifen Luft oder atmosphärischer Stickstoff ist.
Die TPMS-Vorrichtung 111, 112, 113, 114 kann darüber hinaus in der Lage sein, Druckdaten zu messen und zu senden, um in der Lage zu sein, komplizierte und lange Berechnungen durchzuführen. Zum Beispiel können Autolokationsverfahren basierend auf der präzisen Geschwindigkeit des Rads prozessintensive Berechnungen erfordern, um eine etwaige Phasenverzögerung oder Rauschen in der Bewegungsdetektionshardware zu kompensieren. Dieser zunehmende Bedarf nach Durchführung von zeitaufwendigen Rechenaufgaben macht die zentrale Steuereinrichtung 201 allein ungeeignet, Reifenplatzereignisse zu behandeln.
Es ist wünschenswert, dass die ECU, oder insbesondere das EPS-System, rasch weiß, dass ein Reifen einen Platzer hat, typischerweise innerhalb von 500ms. In dieser Zeit müsste die TPMS-Vorrichtung identifizieren können, dass ein Reifenplatzer aufgetreten ist, und die Information zum ECU-/EPS-System senden können. Dies stellt die TPMS-Vorrichtung vor mehrere Herausforderungen, da eine rasche Druckabtastrate erforderlich ist (zunehmender Strombedarf) und der Sensor auf ein Reifenplatzereignis reagieren muss, auch wenn andere Funktionen/Prozesse laufen. Da eine Reifenplatzerdetektion in allen Fahrmodi erwünscht ist, wäre es vorteilhaft, wenn Druckabtastungen, bevorzugt mit regelmäßigen Intervallen, ohne Eingriffe von der Steuereinrichtung 201 vorgenommen werden könnten, und dass die TPMS-Vorrichtung unabhängig von ihren gegenwärtigen Zustand rasch auf einen Reifenplatzer oder einen schnellen Druckverlust reagieren könnte.
3 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Messvorrichtung 203, die ein Reifenplatzereignis detektiert und einen Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert. Die Messvorrichtung 203 kann konventionelle Komponenten enthalten, wie etwa Verstärker, Filter und/oder einen ADC, um zu erlauben, dass die TPMS-Vorrichtung 111, 112, 113, 114 Routinedruckmessungen durchführt, aber diese sind der Klarheit wegen nicht gezeigt. Es ist jedoch anzumerken, dass in einigen Ausführungen, einige der dargestellten Komponenten (zum Beispiel Drucksensorschaltung) sowohl für Routinedruckmessung als auch zum Detektieren von Reifenplatzereignissen verwendet werden können. Es versteht sich, dass die von der Messvorrichtung durchgeführte Messung eine vollständige oder absolute Messung des Reifendrucks und/oder eine relative Messung beinhalten kann, insbesondere eine Bestimmung, ob sich der Druckwert um mehr als einen Schwellenwertbetrag geändert hat oder nicht. Dementsprechend kann man sagen, dass die Ausgabe der Messvorrichtung 203 Messdaten aufweist, die eine vollständige oder absolute Messung des Reifendrucks und/oder eine Anzeige aufweisen können, ob sich der Druckwert um mehr als einen Schwellenwertbetrag geändert hat oder nicht.
Die Messvorrichtung 203 umfasst einen Reifenplatzdruckmonitor (BPM) 340 und Mittel zum Detektieren, ob die Ausgabe des Drucksensors 208 (d.h. die Ausgabe entsprechend dem sensierten Druck in dem Reifen) sich um mehr als einen Schwellenwertbetrag geändert hat. Der Wert des Schwellenwertbetrags kann variieren, zeigt aber ein Reifenplatzereignis an. Die Veränderung im Druckwert wird bevorzugt in Bezug auf einen Referenzwert gemessen, kann aber alternativ auch absolut ausgewertet werden.
Der bevorzugte BPM 340 umfasst einen Speicher 342, einen Zähler 344 und eine BPM-Steuereinrichtung, die in 3 als Steuerlogik 346 gezeigt ist. Der Speicher 342 kann jede geeignete konventionelle Form einnehmen, zum Beispiel ein RAM, und speichert in bevorzugten Ausführungen einen Referenzdruckwert und einen Wert für einen Druckänderungsschwellenwert, von dem man annimmt, dass er ein Reifenplatzereignis anzeigt.
In bevorzugten Ausführungen repräsentiert der Referenzwert den Reifendruck an entweder seiner Kalt-Nenn-Referenz oder zumindest innerhalb des akzeptablen Druckbereichs, wie er nach Sicherheitsstandards erforderlich ist. Der Referenzdruckwert kann vorprogrammiert sein oder kann in der TPMS-Vorrichtung aufgezeichnet werden, nachdem die TPMS-Vorrichtung eine komplette Druckmessung durchgeführt hat. Vorteilhaft kann der Referenzwert nach Bedarf aktualisiert oder kompensiert werden. Zum Beispiel kann das Setzen und/oder Einstellen des Referenzwerts eine Aufgabe sein, die von der Steuereinrichtung 201 während eines Initialisierungsprozesses durchgeführt wird, und/oder zu anderen Zeiten, wenn die Steuereinrichtung 201 anderweitig nicht belegt ist.
In bevorzugten Ausführungen repräsentiert der Schwellenwert eine akzeptable Abweichung von dem Referenzdruckwert, wodurch etwaige Druckauslesungen, die um mehr als den Schwellenwertbetrag von dem Referenzwert verschieden sind, als Anzeige eines Reifenplatzereignisses behandelt werden. Der Druckänderungsschwellenwert kann ein voreingestellter Wert sein oder ein Prozentsatz des Referenzdruckwerts sein.
Er kann fest einstellbar sein, zum Beispiel in Abhängigkeit von einem oder mehreren Faktoren wie etwa gemessenem Druck, Temperatur, Straßenoberflächenzustand oder Geschwindigkeit. Das Setzen und/oder Einstellen des Schwellenwerts kann von der Steuereinrichtung 201 während eines Initialisierungsprozesses durchgeführt werden und/oder zu anderen Zeiten, wenn die Steuereinrichtung 201 anderweitig nicht belegt ist.
Der Zähler 344 kann eine geeignete konventionelle Form einnehmen, und kann von der Steuerlogik 346 dazu verwendet werden, die Basisperiode zum Prüfen von Reifenplatzereignissen zu setzen. Zum Beispiel kann sie von seinem eigenen gesonderten Oszillator kommen oder sie kann von dem Hauptsystemoszillator der TPMS-Vorrichtung hergeleitet werden.
Die BPM-Steuereinrichtung 346 ist bevorzugt in Hardware implementiert, d.h. eine Logikschaltung, kann aber alternativ auch in einer anderen konventionellen Weise implementiert sein, zum Beispiel durch einen geeignet programmierbaren Mikroprozessor oder Mikrocontroller. Die BPM-Steuereinrichtung 346 steuert den Betrieb des BPM 340, was enthält, Druckmessungen periodisch zu prüfen und zu bestimmen, ob der Druck um mehr als einen Schwellenwertbetrag abgewichen ist, in bevorzugten Ausführungen in Bezug auf den Referenzwert.
In der dargestellten Ausführung ist das Mittel zum Detektieren, ob sich die Ausgabe des Drucksensors 208 um mehr als einen Schwellenwertbetrag geändert hat, durch eine Drucksensorschaltung 348 und einen Signaländerungsdetektor 350 vorgesehen. Die Drucksensorschaltung 348 umfasst eine elektronische Schaltung zum Abtasten der Ausgabe des Drucksensors 208 und erzeugt ein Signal, das dem Druck entspricht, der vom Sensor 208 am Ende der Abtastung detektiert wird. Die Schaltung 348 kann jede geeignete konventionelle Konfiguration für diesen Zweck haben, enthält typischerweise einen oder mehrere Verstärker und optional einen oder mehrere Filter. Der Signaländerungsdetektor 350 umfasst eine elektronische Schaltung zum Anzeigen, ob sich der abgetastete Druck um mehr als den Schwellenwertbetrag ändert. Die Schaltung 350 kann jede geeignete konventionelle Konfiguration zu diesem Zweck haben, enthält aber in bevorzugten Ausführungen einen Komparator zum Vergleichen der Ausgabe der Drucksensorschaltung 348 mit dem Referenzwert, und erzeugt eine Ausgabe, die anzeigt, ob der abgetastete Druckwert einen Referenzdruckwert um mehr als den Schwellenwertbetrag abweicht. Der Referenzwert ist bevorzugt programmierbar und kann während des Gebrauchs aktualisiert werden, zum Beispiel basierend auf einem oder mehreren zuvor abgetasteten Druckwerten.
In bevorzugten Ausführungen umfasst der Signaländerungsdetektor 350 einen Fensterkomparator (nicht gezeigt), und die Drucksensor- und Druckänderungsdetektionsschaltungen 348, 350 können durch eine Fensterkomparatorschaltung implementiert sein, wie etwa jener, die in der europäischen Patentanmeldung EP 2780180 A2 beschrieben ist. Die Verwendung eines Fensterkomparators erlaubt es, ein Drucksignal zu messen und gegenüber einem Schwellenwertfenster zu vergleichen, wobei relativ wenig Zeit und Strom verbraucht wird. Der Fensterkomparator erlaubt eine häufige Prüfung des Drucks mit relativ wenig Energie. Es wird ersichtlich, dass die Fensterkomparatorschaltung von EP 2780180 A2 dazu benutzt werden könnte, beide Schaltungen 348, 350 zu implementieren.
Alternativ könnte jede Schaltung verwendet werden, die in der Lage ist, eine Änderung im Signalpegel von dem Drucksensor 208 zu detektieren. Typischerweise erzeugt der Drucksensor eine analoge DC-Ausgabe. Fachkundige werden erkennen, dass alternative Schaltungen in der Lage sind, eine Änderung im Pegel des analogen DC-Signals zu detektieren, die zum Beispiel einen ADC aufweisen. Im Idealfall ist es der Zweck der Schaltung 350, ein Mittel zum Erfassen einer Schwellenwertänderung in den Druckmessung mit einem ausreichenden Genauigkeitsgrad bereitzustellen, während der Energieverbrauch auf einem Minimum gehalten wird. Es ist daher möglich, dass zu diesem Zweck ein verbrauchsarmer ADC verwendet werden könnte.
Der BPM 340 kommuniziert mit dem Signaländerungsdetektor 350 und bestimmt aus dessen Ausgabe, ob sich der abgetastete Druck um mehr als den relevanten Schwellenwertbetrag geändert hat oder nicht. Bei Bestimmung, dass sich der Reifendruck um mehr als den Schwellenwertbetrag geändert hat, d.h. ein Reifenplatzereignis detektiert worden ist, kommuniziert die BPM 340 das Ereignis an die Steuereinrichtung 201. Allgemeiner könnte man sagen, dass dies das Kommunizieren von parameterbezogenen Daten zu der Steuereinrichtung 201 beinhaltet. In bevorzugten Ausführungen erreicht dies der BPM 340 durch Erzeugen eines Unterbrechungssignals zu der Steuereinrichtung 201. Typischerweise hat die Steuereinrichtung 201 ein Unterbrechungsregister 252, wodurch er das Unterbrechungssignal empfangen kann. Hierzu kommuniziert der BPM 340 mit dem Unterbrechungsregister 352 und setzt eine Unterbrechung, wenn ein Reifenplatzereignis detektiert wird. Vorteilhaft ist der BPM 340 in der Lage, eine Unterbrechung zu setzen, die einen Neustart der Steuereinrichtung 201 bewirkt. Die Steuereinrichtung 201 ist konfiguriert, um die Reifenplatzer-Unterbrechung beim Neustart zu priorisieren, und führt etwaige Aufgaben aus, die einer Reifenplatzer-Unterbrechung zugeordnet sind. Hierzu ist die Steuereinrichtung 201 typischerweise von einer Bauart, die einen Mikroprozessor oder einen anderen Prozessor aufweist, der Unterbrechungen unterstützt, und die konfiguriert sein kann, bei Empfang einer Unterbrechung neu zu starten und beim Neustart die Unterbrechung abzuwickeln. Alternativ kann die Steuereinrichtung 201 von einem Typ sein, der konfigurierbar ist, um Unterbrechung unmittelbar beim Empfang abzuwickeln, ohne dass ein Neustart erforderlich ist.
Das Unterbrechungsregister 352 kann als Serie von ODER-Gattern implementiert sein. Jede Unterbrechung kann durch ein einzelnes Bit des Registers repräsentiert sein, wodurch, wenn das Bit eine 0 ist, die Unterbrechung nicht gesetzt wird, und wenn das Bit eine 1 ist, die Unterbrechung gesetzt worden ist (oder umgekehrt). Das Unterbrechungsregister 352 kann mit einem Taktgattermittel (nicht gezeigt) für die Steuereinrichtung 201 gekoppelt sein, um zu erlauben, dass das Unterbrechungsregister das Taktsignal an die Steuereinrichtung 201 aussetzt. Dies bewirkt ein Rücksetzen der Steuereinrichtung 201. Beim Rücksetzen der Steuereinrichtung 201 prüft das Unterbrechungsregister 352, und wenn Reifenplatzer-Unterbrechung gesetzt ist, wird sie die Reifenplatzer-Unterbrechung priorisieren und die erforderlichen Funktionen ausführen.
Im Gebrauch der bevorzugten Ausführung tastet der BPM 340 den Reifendruck periodisch ab und triggert ein Rücksetzen der Steuereinrichtung 201 bei Detektion eines Reifenplatzereignisses. Sobald die Steuereinrichtung 201 rückgesetzt ist, prüft sich das Unterbrechungsregister und behandelt Reifenplatzer-Unterbrechung, bevorzugt als ihre erste Priorität. Typischerweise beinhaltet dies das Senden einer Reifenplatzer-Sendung an die ECU 120 über den Sender 205, bevorzugt sofort. Die Reifenplatzer-Sendung kann zum Beispiel entweder einen Niedriger-Druck-Warncode oder den niedrigen Druckwert selbst aufweisen. Bei Empfang der Reifenplatzer-Sendung ist die ECU 120 konfiguriert, um zu bestimmen, ob der Wert niedrig genug ist oder nicht, um eine Aktion vorzunehmen, zum Beispiel durch das ESC-System. In dem Fall, wo die Reifenplatzer-Sendung eine volle Druckauslesung aufweist, kann die ECU 120 konfiguriert sein, um die Druckauslesung mit einem Schwellenwert zu vergleichen, um zu bestimmen, ob sie niedrig genug ist, um eine weitere Aktion vorzunehmen. Um eine volle Druckauslesung vorzunehmen, kann die TPMS-Vorrichtung 111, 112, 113, 114 die Messschaltung benutzen, die normalerweise in der Messvorrichtung 203 vorgesehen ist, um Routinedruckmessungen vorzunehmen, die in Abhängigkeit von der Ausführung in der Drucksensorschaltung 308 enthalten sein kann, aber dies nicht zu sein braucht.
Es wird ersichtlich, dass die BPM-Steuereinrichtung 346 unabhängig von der Steuereinrichtung 201 arbeitet. Das bedeutet, dass der Druck für Reifenplatzereignisse unabhängig davon überwacht werden kann, ob die Steuereinrichtung 201 mit anderen Aufgaben beschäftigt ist. Anders als zur Initialisierung des BPM 340 braucht die Steuereinrichtung 201 Reifenplatzereignisse nicht überwachen, was sie zur Durchführung anderer Aufgaben befreit.
In einigen Ausführungen kann der BPM 340 konfiguriert sein, um Routinereifendruckmessungen durchzuführen und diese an die Steuereinrichtung 201 zu melden. Alternativ kann die Steuereinrichtung 201 konfiguriert sein, um Routinedruckmessungen durchzuführen, und kann dies in jeder geeigneten Weise durchführen, zum Beispiel mittels der Messschaltung 348, 350, optional über die BPM-Steuereinrichtung 342 oder direkt, und/oder unter Verwendung einer anderen Messschaltung (nicht gezeigt).
Die Hardware, die zum Implementieren des BPM 240 und der zugeordneten Schaltung 348, 350 verwendet wird, kann in jeder geeigneten Weise vorgesehen werden, zum Beispiel in einen kundenspezifischen ASIC integriert, oder als separate diskret integrierte Schaltung, in Verbindung mit einer allgemeineren Mikrocontroller-Konstruktion, vorgesehen werden.
4 zeigt ein Beispiel vom Betrieb des TPMS 111, 112, 113, 114 in Bezug auf Reifenplatzer-Überwachung. Bei der Detektion einer Bewegung über den Bewegungsdetektor 207 (Schritt 401) initialisiert die Steuereinrichtung 201 den BPM 340 (Schritt 402). Dies beinhaltet das Setzen des Druckreferenzwerts, des Druckänderungsschwellenwerts und einer Abtastzeit. Das Setzen der Abtastzeit kann beinhalten, den Zähler 344 zu setzen, um von (oder bis zu) einem gegebenen Zählwert entsprechend der gewünschten Abtastperiode zu zählen. Sobald der Zähler gestartet ist (Schritt 403), wartet die BPM-Steuereinrichtung 342 ab (Schritt 404), bis der Zähler 344 anzeigt, dass es Zeit ist, den Druck zu prüfen, woraufhin die BPM-Steuereinrichtung 342 die Ausgabe des Änderungsdetektors 350 prüft, um zu bestimmen, ob ein Reifenplatzereignis detektiert wird (Schritte 405 und 406). Die Schritte 405 und 406 beinhalten typischerweise die Aktivierung der Drucksensorschaltung 348 und des Änderungsdetektors 350, um die Ausgabe des Drucksensors 208 abzutasten und zu bestimmen, ob sie innerhalb der Grenzen liegt, die durch den Druckänderungsschwellenwert bestimmt sind. Wenn in Schritt 406 die BPM-Steuereinrichtung 342 bestimmt, dass ein Reifenplatzereignis detektiert wird, dann erzeugt sie eine Reifenplatzer-Unterbrechung (Schritt 407), die bewirkt, dass die Steuereinrichtung 201 rückgesetzt wird, wobei andernfalls der Zähler rückgesetzt wird (Schritt 408) und die Schritte 403 bis 408 wiederholt werden.
5 zeigt ein Beispiel vom Betrieb der Steuereinrichtung 201 beim Rücksetzen durch die Reifenplatzer-Unterbrechung. Beim Rücksetzen (Schritt 501) bestimmt die Steuereinrichtung 201 die Ursache des Rücksetzens durch Prüfung des Unterbrechungsregisters 352 (Schritt 502). Wenn sie bestimmt, dass das Rücksetzen durch eine Reifenplatzer-Unterbrechung verursacht wurde (Schritt 503), initialisiert sie eine Reifenplatzer-Abwicklungsroutine, wobei sie andernfalls eine andere erforderliche Initialisierung oder nicht Reifenplatzer bezogene Unterbrechungs-Abwicklungsroutinen durchführen kann, die erforderlich sein können (nicht dargestellt). In der dargestellten Ausführung beinhaltet die Reifenplatzer-Abwicklungsroutine das Vornehmen einer vollen Druckauslesung, zum Beispiel unter Verwendung eines Analogdigitalwandlers (ADC), und bestätigt, ob der Druck auf einen nicht akzeptablen Pegel gefallen ist oder nicht (zum Beispiel durch Vergleichen des vollständig gemessenen Werts mit dem Referenzwert) (Schritt 504). Wenn das Reifenplatzereignis bestätigt wird, sendet die Steuereinrichtung 201 eine Reifenplatzer-Sendung, optional einschließlich der Reifendruckdaten, an die Fahrzeug-ECU 120 (Schritt 505). Diese Sendung kann mehrere Male mit einer Neumessung zwischen jeder Sendung erfolgen. Eine volle Druckauslesung unter Verwendung eines ADC verbessert die Genauigkeit des Systems und reduziert die Wahrscheinlichkeit einer falschen Meldung eines Reifenplatzers. Wenn in Schritt 404 das Reifenplatzereignis nicht bestätigt wird, dann wird die Reifenplatzer-Abwicklungsroutine beendet. Es ist nicht notwendig, die volle Druckauslesung vorzunehmen oder das Reifenplatzereignis zu bestätigen. In alternativen Ausführungen können daher die Schritte 504 und 505 durch alternative Schritte ersetzt werden, die zum Beispiel beinhalten, die volle Druckmessung vorzunehmen und die Messung an die ECU in der Reifenplatzer-Sendung zu senden, ohne das Reifenplatzereignis zu bestätigen, oder eine Reifenplatzer-Sendung zu schicken, die anzeigt, dass das Ereignis stattgefunden hat, ohne die Reifendruckmessung zu senden. Die letztere Option kann mit oder ohne Bestätigung des Reifenplatzereignisses durchgeführt werden.
Reifenmonitore, welche die Erfindung verkörpern, sind nicht auf die Anwendung beim Erfassen von Reifenplatzereignissen beschränkt. Abgesehen vom Druck könnten auch andere Reifenparameter, die unsichere Charakteristiken der Fahreigenschaften anzeigen können, wenn sie außerhalb eines Schwellenwerts liegen, auf ähnliche Weise überwacht werden, wie etwa Temperatur, Profiltiefe, Vibration, Last oder Drehzahl. Es ist möglich, dass diese Parameter mit einer Vorrichtung überwacht werden, die den Reifendruck nicht auch überwacht. Daher kann die Erfindung in einer Vorrichtung verkörpert sein, insbesondere einer am Rad montierbaren Vorrichtung, die keine TPMS-Vorrichtung ist. Ferner befasst sich, von einem anderen Aspekt, die Erfindung mit dem Integrieren von Information, die von einer Reifenüberwachungsvorrichtung erhalten wird, mit Fahrzeugsicherheitssystem(en), zum Beispiel ABS- oder ESC-Systemen, um die Leistungsfähigkeit des Sicherheitssystems zu verbessern. Es kann vorteilhaft sein, die Reifenüberwachungsvorrichtung 111, 112, 113, 114 für solche Zwecke zu nutzen, zum Beispiel in Bezug auf Reifenplatzereignisse oder andere Ereignisse, wo eine rasche Detektion kritisch ist, aber in anderen Ausführungen können auch konventionelle Reifenüberwachungsvorrichtungen verwendet werden.
Zum Beispiel unterliegt der Bewegungssensor 207 der TPM-Vorrichtung aufgrund des Zustands einer Straßenoberfläche gewissen Vibrationen. Diese Vibrationen werden in der sinusförmigen Ausgabe des Bewegungssensors als Signalrauschen manifestiert. Es ist möglich, das Rauschen des Bewegungssensorsignals unter Verwendung einer gesonderten Signalrauschverhältnisschaltung (nicht dargestellt) zu überwachen. Der Rauschpegel kann eine Anzeige des Straßenoberflächenzustands ergeben, und diese Information kann als ein Bit oder eine Serie von Bits in den Daten repräsentieren, die von der TPMS-Vorrichtung an die Fahrzeug-ECU 120 gesendet werden. Die ECU 120 ist dann in der Lage, die ABS- und/oder ESC-Systeme entsprechend einzustellen. Da ABS-Systeme auf einer rauen Straßenoberfläche typischerweise nicht gut arbeiten, kann das ABS ausgesetzt oder eingestellt werden, wenn die Daten von der TPMS-Vorrichtung eine raue Straßenoberfläche anzeigen. Ferner kann Lastinformation, welche die Gewichtsverteilung auf jedem Reifen repräsentiert, ein Ungleichgewicht im Fahrzeugschwerpunkt anzeigen, der das Lenken oder Bremsen unsicher machen könnte. Wie bei anderen Reifen/Parametern könnte die Last mit einer gesonderten Abtasthardware periodisch überwacht werden, um eine rasche Überwachung zu erlauben. Alternativ könnte die Überwachung der Hauptsteuereinrichtung der am Rad montierten Vorrichtung erlassen werden, nur dann wäre die Überwachungsrate nicht so häufig.
Für jeden dieser nicht Druck-bezogenen Reifen/Radparameter, könnte die jeweilige gesonderte Überwachungsschaltung zusätzlich zu der Hauptsteuereinrichtung (zum Beispiel Steuereinrichtung 201) vorgesehen sein und den jeweiligen Parameter unabhängig von der Steuereinrichtung überwachen, könnte aber auch mit der Hauptsteuereinrichtung zusammenarbeiten, um den relevanten Parameter in Bezug auf Information an die ECU 120 zu senden. Allgemein umfasst daher die Parameterüberwachungsvorrichtung eine Messvorrichtung zum Erzeugen von Parametermessdaten aus dem Sensorausgangssignal, sowie eine zweite (gesonderte) Steuereinrichtung zum Steuern vom Betrieb der Messvorrichtung, um die Parametermessdaten zu generieren. Die gesonderte Steuereinrichtung ist konfiguriert, um Parameterdaten zur Hauptsteuereinrichtung basierend auf den Messdaten zu kommunizieren, d.h. sie kann Messdaten enthalten und/oder von diesen hergeleitet sein und/oder diese anderweitig anzeigen. Diese Anordnung erlaubt, dass der jeweilige Parameter häufiger überwacht wird als es möglich wäre, wenn die Aufgabe von der Hauptsteuereinrichtung allein durchgeführt werden würde. Vorteilhaft kann der jeweilige Parameter von der gesonderten Schaltung auf das Auftreten eines Ereignisses überwacht werden (welches erfasst werden kann, indem Änderung von mehr als einem Schwellenwertbetrag detektiert werden), und bei Detektion des Ereignisses kann die gesonderte Schaltung die Hauptsteuereinrichtung unterbrechen, um sicherzustellen, dass das Ereignis rasch abgewickelt wird. Es wird ersichtlich, dass die hierin beschriebene TPMS-Vorrichtung, und insbesondere der BPM 340 und die zugeordneten Komponenten leicht angepasst werden können, um andere Parameter auf ähnliche Weise zu überwachen.
Je mehr Informationen die ECU über die Reifenparameter hat, desto besser ist sie in der Lage, etwaige Probleme zu kompensieren, die den Reifenparametern zugeordnet sind, die aus einem Sicherheitsschwellenwert hinausfallen.
Die Erfindung ist nicht auf die hierin beschriebene Ausführung beschränkt, die modifiziert oder verändert werden können, oder vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Eine Reifenüberwachungsvorrichtung umfasst einen Sensor zum Überwachen eines Reifenparameters und eine erste Steuereinrichtung zum Steuern vom Betrieb der Vorrichtung. Eine Messvorrichtung ist vorgesehen, um Parametermessdaten aus dem Sensorausgangssignal zu erzeugen. Eine zweite Steuereinrichtung ist vorgesehen, um den Betrieb der Messvorrichtung zu steuern. Die zweite Steuereinrichtung kommuniziert Parameterdaten zu der ersten Steuereinrichtung basierend auf den Messdaten. Die Vorrichtung ist insbesondere zur Überwachung von Reifendruck und zum Erfassen von Reifenplatzereignissen geeignet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2780180 A2 [0047, 0047]

Claims

Reifenüberwachungsvorrichtung, welche aufweist: einen Sensor zum Überwachen eines jeweiligen Reifenparameters zum Erzeugen eines Sensorausgangssignals; eine erste Steuereinrichtung zum Steuern vom Betrieb der Vorrichtung; eine Messvorrichtung zum Erzeugen von Parametermessdaten aus dem Sensorausgangssignal, und eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern vom Betrieb der Messvorrichtung zum Erzeugen der Messdaten, wobei die zweite Steuereinrichtung konfiguriert ist, um basierend auf den Messdaten Parameterdaten an die erste Steuereinrichtung zu kommunizieren.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messdaten eine Anzeige aufweisen, ob sich der jeweilige Parameter um mehr als einen Schwellenwertbetrag geändert hat.
Die Vorrichtung von Anspruch 1 oder 2, wobei die Messdaten einen gemessenen Wert für den jeweiligen Parameter aufweisen.
Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Steuereinrichtung konfiguriert ist, um aus den Messdaten ein Ereignis zu detektieren, wobei die Parameterdaten das Ereignis anzeigen.
Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Steuereinrichtung konfiguriert ist, um die Parameterdaten an die erste Steuereinrichtung zu kommunizieren, indem sie ein Unterbrechungssignal für die erste Steuereinrichtung erzeugt.
Die Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste Steuereinrichtung auf das Unterbrechungssignal anspricht, um eine Unterbrechungs-Abwicklungsroutine für das Ereignis zu implementieren.
Die Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die erste Steuereinrichtung konfiguriert ist, um beim Empfang des Unterbrechungssignals rückzusetzen.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die erste Steuereinrichtung ein Unterbrechungssteuerregister aufweist, und wobei die zweite Steuereinrichtung die Parameterdaten zu der ersten Steuereinrichtung kommuniziert, indem sie ein oder mehrere Bits des Unterbrechungssteuerregisters setzt.
Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen Sender enthält, um mit einer zentralen Steuereinheit zu kommunizieren, wobei die erste Steuereinrichtung konfiguriert ist, um eine Reifenparametersendung an die zentrale Steuereinrichtung basierend auf den Parameterdaten zu senden, die sie von der zweiten Steuereinrichtung erhält.
Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor ein Drucksensor ist und der jeweilige Reifenparameter Reifendruck ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die zweite Steuereinrichtung konfiguriert ist, um Reifenplatzereignisse aus den Messdaten zu detektieren und ein detektiertes Reifenplatzereignis an die zweite Steuereinrichtung zu kommunizieren.
Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messvorrichtung einen Komparator aufweist, bevorzugt einen Fensterkomparator, wobei der Komparator auf Änderungen in dem Sensorausgangssignal anspricht, um Messdaten zu generieren, die anzeigen, wenn sich der jeweilige Parameter um mehr als einen Schwellenwertbetrag geändert hat.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei die Messdaten eine Anzeige aufweisen, ob sich der jeweilige Parameter um mehr als einen Schwellenwertbetrag in Bezug auf einen Referenzwert geändert hat.
Reifenüberwachungssystem für ein Radfahrzeug, wobei das Reifenüberwachungssystem eine jeweilige am Rad montierbare Reifenüberwachungsvorrichtung für ein jeweiliges Rad des Fahrzeugs aufweist, sowie eine am Fahrzeug montierbare zentrale Steuereinrichtung, wobei die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung und die jeweilige zentrale Steuereinrichtung drahtlose Kommunikationsmittel aufweisen, um zu erlauben, dass die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung drahtlos mit der zentralen Steuereinrichtung kommuniziert, wobei die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung eine Reifenüberwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Reifenüberwachungssystem für ein Radfahrzeug, wobei das Reifenüberwachungssystem eine jeweilige am Rad montierbare Reifenüberwachungsvorrichtung für ein jeweiliges Rad des Fahrzeugs aufweist, sowie eine am Fahrzeug montierbare zentrale Steuereinrichtung, wobei die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung und die jeweilige zentrale Steuereinrichtung drahtlose Kommunikationsmittel aufweist, um zu erlauben, dass die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung drahtlos mit der zentralen Steuereinrichtung kommuniziert, wobei die jeweilige Reifenüberwachungsvorrichtung aufweist: einen vibrationssensitiven Sensor zum Überwachen eines jeweiligen Reifenparameters zum Erzeugen eines Sensorausgangssignals, das eine Vibrationskomponente enthält, die Vibration anzeigt, der das jeweilige Rad im Gebrauch erfährt; eine Messvorrichtung zum Erzeugen von Messdaten aus dem Sensorausgangssignal, wobei die Messdaten Vibrationsdaten entsprechend der Vibrationskomponente aufweisen; und eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um eine Reifenparameter-Sendung an die zentrale Steuereinrichtung zu senden, wobei die Sendung die Vibrationsdaten und/oder davon ableitete vibrationsbezogene Daten aufweist, und wobei die zentrale Steuereinrichtung ein Antiblockierbremssystem (ABS) enthält oder damit zusammenarbeiten kann, und auf den Empfang der Sendung reagiert, um das Antiblockierbremssystem in Abhängigkeit von den Vibrationsdaten und/oder den vibrationsbezogenen Daten einzustellen oder auszusetzen.
Das Reifenüberwachungssystem nach Anspruch 15, wobei die zentrale Steuereinrichtung konfiguriert ist, um das Antiblockierbremssystem bei der Bestimmung aus den Vibrationsdaten, dass die im Gebrauch vom jeweiligen Rad erhaltene Vibration einen Schwellenwertpegel überschreitet, auszusetzen.
Das Reifenüberwachungssystem nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Sensor einen Bewegungssensor aufweist.