DE102020119752A1

DE102020119752A1 - Tpms-autolokalisierung unter verwendung richtungsempfindlicher antennen

Info

Publication number: DE102020119752A1
Application number: DE102020119752.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Engl; Michael Kandler; Maximilian Werner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2019-08-12
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2021-02-18
Also published as: CN112389137B; US20210046789A1; CN112389137A; US11298989B2; US10737541B1

Abstract

Ein Verfahren zum Lokalisieren eines TPMS-Sensormoduls beinhaltet ein Übertragen eines TPMS-Signals durch das TPMS-Sensormodul; und ein Lokalisieren des TPMS-Sensormoduls durch ein Lokalisierungsmodul, basierend auf dem Empfang des TPMS-Signals an einer Phase-Array-Antenne, die eine Vielzahl von Empfangsantennen enthält, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie das TPMS-Signal in einer unterschiedlichen Phase empfangen, wobei die Vielzahl von Empfangsantennen eine Referenzempfangsantenne und zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne enthält. Das Lokalisieren des TPMS-Sensormoduls beinhaltet ein Messen einer Referenzphase des an der Referenzempfangsantenne empfangenen TPMS-Signals, ein Messen einer jeweiligen verschobenen Phase des an jeder der zumindest einen zusätzlichen Empfangsantenne empfangenen TPMS-Signals, ein Bestimmen einer jeweiligen Phasenverschiebung zwischen der Referenzphase und jeder jeweiligen verschobenen Phase, und ein Bestimmen einer Position des TPMS-Sensormoduls basierend auf jeder bestimmten jeweiligen Phasenverschiebung, die dem TPMS-Signal entspricht.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Reifendruck-Überwachungssystem (TPMS, Tire Pressure Monitoring System) und genauer auf das Lokalisieren von TPMS-Sensormodulen in einem TPMS.
HINTERGRUND
Reifendrucküberwachungssysteme (TPMS) spielen eine wichtige Rolle für die Fahrzeugsicherheit und die Verringerung von Emissionen. Ein Großteil dieses Marktes wird von direkten Reifendrucküberwachungssystemen bedient, bei denen jeder Reifen ein TPMS-Sensormodul enthält. Somit wird ein batteriebetriebenes Sensormodul im Inneren eines Reifens montiert, um den Reifendruck zu überwachen. Das Sensormodul enthält einen Drucksensor, einen Mikrocontroller, einen Hochfrequenz (RF, „Radio Frequency“)-Sender und eine Knopfzelle.
Im Prinzip misst das Sensormodul den Reifendruck und verwendet eine unidirektionale Verbindung, um die Messdaten an eine Zentraleinheit im Fahrzeug zu übertragen. Da die Batterie nicht gewechselt werden kann, wird die Lebensdauer des Sensormoduls durch die Batterielebensdauer bestimmt. Ein großer Teil des Stromverbrauchs wird durch die RF-Übertragung erzeugt. Daher ist es eine wichtige Aufgabe, den Stromverbrauch für die RF-Übertragung so weit wie möglich zu verringern.
Das Sensormodul kann auch einen Niederfrequenz (LF, „low frequency“)-Empfänger haben, der zur Konfiguration des Sensormoduls nach der Montage des Sensormoduls am Reifen in der Fahrzeugproduktion oder in einer Reparaturwerkstatt verwendet wird (z.B. im Falle von Ersatzmodulen oder Firmware-Updates für die Wartung bereits eingesetzter Sensormodule). Typischerweise wird die Downlink-Kommunikation vom Sensormodul zum Fahrzeug über den RF-Sender bei 315 oder 434MHz realisiert, während die Uplink-Kommunikation zum Sensormodul über den LF-Empfänger bei 125kHz realisiert wird. Für die bidirektionale Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Sensormodul werden somit zwei Kommunikationsvorrichtungen mit zwei Kommunikationskanälen verwendet.
Um jeden Reifen richtig beurteilen zu können, muss ein Fahrzeug in der Lage sein, jedes TPMS-Sensormodul zu lokalisieren, d.h. es muss wissen, welches Sensormodul sich an welcher Reifenposition (z.B. vorne links, hinten rechts, usw.) befindet. Früher wurde die manuelle Lokalisierung, z.B. das Einprogrammieren einer festen Position in das Sensormodul, verwendet. Aktuelle Technologien ermöglichen eine automatische Lokalisierung. Einige Fahrzeuge, wie z.B. Lastwägen mit Zugmaschinenanhängern, haben jedoch mehrere Achsen, Achsen ohne Raddrehzahlsensoren, Zwillingsreifen und mehrere Reifen in unmittelbarer Nähe zueinander, so dass es unmöglich ist, jedes TPMS-Sensormodul mit den vorhandenen Verfahren genau zu lokalisieren. Beispielsweise bietet die RF-Empfangssignalstärkenanzeige (RSSI, Received Signal Strength Indication) nicht die Genauigkeit, um nahe gelegene Achsen oder Zwillingsreifen zu unterscheiden. In Anwesenheit von Zwillingsreifen können g-Sensoren (z.B. verwendet in der 2g-Erfassung) nicht zwischen z.B. dem äußeren linken Reifen und dem inneren rechten Reifen unterscheiden. Darüber hinaus erfordert die Winkelpositionserfassung (APS, Angle Position Sensing) das Vorhandensein von Raddrehzahlsensoren, die bei Anhängerreifen normalerweise nicht vorhanden sind. Außerdem reicht die Genauigkeit von APS möglicherweise nicht aus, um nahe gelegene Achsen oder Zwillingsreifen zu unterscheiden. Daher sind die derzeitigen Lokalisierungstechniken möglicherweise nicht ausreichend, um TPMS-Sensormodule in solchen Umgebungen zu lokalisieren. Daher kann ein verbessertes TPMS, das in der Lage ist, jedes TPMS-Sensormodul zu lokalisieren, wünschenswert sein.
KURZDARSTELLUNG
Eine oder mehrere Ausführungsformen stellen ein Reifendruck-Überwachungssystem (TPMS) bereit, beinhaltend ein TPMS-Sensormodul mit einer Sensoridentifizierung (ID) und ein Lokalisierungsmodul, das zur Lokalisierung des TPMS-Sensormoduls konfiguriert ist. Das TPMS-Sensormodul enthält einen Drucksensor, der so konfiguriert ist, dass er einen inneren Luftdruck eines Reifens misst und Reifendruckinformationen erzeugt, und einen Sender, der so konfiguriert ist, dass er ein TPMS-Signal überträgt, das zumindest die Sensoridentifizierung (ID) enthält. Das Lokalisierungsmodul ist so konfiguriert, dass es das TPMS-Sensormodul basierend auf dem Empfang des TPMS-Signals lokalisiert. Das Lokalisierungsmodul enthält eine Phase-Array-Antenne mit einer Vielzahl von Empfangsantennen, die jeweils zum Empfang des TPMS-Signals konfiguriert sind. Das TPMS-Signal hat an jeder der mehreren Empfangsantennen eine andere Phase. Die Vielzahl der Empfangsantennen umfasst eine Referenzempfangsantenne und zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne. Das Lokalisierungsmodul enthält eine Lokalisierungsschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Referenzphase des an der Referenzempfangsantenne empfangenen TPMS-Signals misst, eine jeweilige verschobene Phase des an jeder der zumindest einen zusätzlichen Empfangsantenne empfangenen TPMS-Signals misst, eine jeweilige Phasenverschiebung zwischen der Referenzphase und jeder jeweiligen verschobenen Phase bestimmt und eine Position des TPMS-Sensormoduls basierend auf jeder bestimmten jeweiligen Phasenverschiebung entsprechend dem TPMS-Signal bestimmt.
Eine oder mehrere Ausführungsformen stellen ein Reifendruck-Überwachungssystem (TPMS) bereit, beinhaltend eine Vielzahl von Achsaggregaten, die jeweils mit einem anderen Radpaar gekoppelt sind, an dem ein anderer Reifen montiert ist; eine Vielzahl von TPMS-Sensormodulen, wobei jedes der Vielzahl von TPMS-Sensormodulen eine eindeutige Sensoridentifizierung (ID) aufweist und jedes der Vielzahl von TPMS-Sensormodulen so konfiguriert ist, dass es einen inneren Luftdruck eines entsprechenden Reifens misst und ein entsprechendes TPMS-Signal überträgt, das zumindest dessen eindeutige Sensor-ID enthält; und ein Lokalisierungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es jedes der Vielzahl von TPMS-Sensormodulen basierend auf dem Empfang des entsprechenden TPMS-Signals jedes der Vielzahl von TPMS-Sensormodulen lokalisiert. Das Lokalisierungsmodul enthält eine Phase-Array-Antenne, die eine Vielzahl von Empfangsantennen enthält, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie jedes entsprechende TPMS-Signal empfangen, wobei jedes entsprechende TPMS-Signal an jeder der Vielzahl von Empfangsantennen eine unterschiedliche Phase hat, und wobei die Vielzahl von Empfangsantennen eine Referenzempfangsantenne und zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne enthält. Das Lokalisierungsmodul enthält ferner eine Lokalisierungsschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie für jedes entsprechende TPMS-Signal eine Referenzphase des entsprechenden TPMS-Signals misst, das an der Referenzempfangsantenne empfangen wird, eine jeweilige verschobene Phase des entsprechenden TPMS-Signals misst, das an jeder der zumindest einen zusätzlichen Empfangsantenne empfangen wird, eine jeweilige Phasenverschiebung zwischen der Referenzphase und jeder jeweiligen verschobenen Phase bestimmt, und eine Position eines TPMS-Sensormoduls bestimmt, das dem entsprechenden TPMS-Signal zugeordnet ist, basierend auf jeder bestimmten jeweiligen Phasenverschiebung, die dem ersten TPMS-Signal entspricht.
Eine oder mehrere Ausführungsformen stellen ein Verfahren zur Lokalisierung zumindest eines Reifendrucküberwachungssystem (TPMS)-Sensormoduls bereit. Das Verfahren beinhaltet das Übertragen eines TPMS-Signals, das zumindest eine Sensoridentifizierung (ID) des TPMS-Sensormoduls enthält, durch ein TPMS-Sensormodul; und das Lokalisieren des TPMS-Sensormoduls durch ein Lokalisierungsmodul basierend auf dem Empfangen des TPMS-Signals an einer Phase-Array-Antenne, die eine Vielzahl von Empfangsantennen enthält, von denen jede so konfiguriert ist, dass sie das TPMS-Signal empfängt, wobei das TPMS-Signal an jeder der Vielzahl von Empfangsantennen eine andere Phase hat, und wobei die Vielzahl von Empfangsantennen eine Referenzempfangsantenne und zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne enthält. Das Lokalisieren des TPMS-Sensormoduls beinhaltet das Messen einer Referenzphase des an der Referenzempfangsantenne empfangenen TPMS-Signals, das Messen einer jeweiligen verschobenen Phase des an jeder der zumindest einen zusätzlichen Empfangsantenne empfangenen TPMS-Signals, das Bestimmen einer jeweiligen Phasenverschiebung zwischen der Referenzphase und jeder jeweiligen verschobenen Phase, und das Bestimmen einer Position des TPMS-Sensormoduls basierend auf jeder bestimmten jeweiligen Phasenverschiebung, die dem TPMS-Signal entspricht.
Figurenliste
Ausführungsformen werden hierin unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 veranschaulicht ein monolithisches Reifendruck-überwachungssystem (TPMS) Sensormodul gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
2 ist eine schematische Darstellung eines Sensormodul-Lokalisierungssystems 200 für ein Fahrzeug gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
3 zeigt eine schematische Ansicht des in der 2 dargestellten Sensormodul-Lokalisierungssystems mit einer zerlegten Phase-Array-Antenne, um die einzelnen Antennen des Arrays zu zeigen;
4 ist ein schematisches Blockdiagramm des Lokalisierungsmoduls 300 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen; und
5 zeigt ein Phasenverschiebungsprofil für mehrere TMPS-Sensormodule gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden ist eine Vielzahl von Details aufgeführt, um die beispielhaften Ausführungsformen genauer zu erläutern. Für den Fachmann wird es jedoch offensichtlich sein, dass Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details betrieben werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Vorrichtungen eher in Blockdiagrammform oder in einer schematischen Ansicht als im Detail dargestellt, um die Ausführungsformen nicht unklar zu machen. Darüber hinaus können Merkmale der verschiedenen im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
Weitere, äquivalente oder ähnliche Elemente oder Elemente mit äquivalenter oder ähnlicher Funktionalität werden in der folgenden Beschreibung mit äquivalenten oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Da gleiche oder funktional gleichwertige Elemente in den Abbildungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, kann eine wiederholte Beschreibung für Elemente, die mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, entfallen. Daher sind die Beschreibungen für Elemente mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen gegenseitig austauschbar.
Es wird davon ausgegangen, dass ein Element, wenn es mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ ist, direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt werden kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wird dagegen ein Element als „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ mit einem anderen Element bezeichnet, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Worte, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten in ähnlicher Weise interpretiert werden (z.B. „zwischen“ versus „direkt zwischen“, „angrenzend“ versus „direkt angrenzend“, usw.).
In den hierin beschriebenen oder in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen kann jede direkte elektrische Verbindung oder Kopplung, d.h. jede Verbindung oder Kopplung ohne zusätzliche Zwischenelemente, auch durch eine indirekte Verbindung oder Kopplung, d.h. eine Verbindung oder Kopplung mit einem oder mehreren zusätzlichen Zwischenelementen, oder umgekehrt, realisiert werden, solange der allgemeine Zweck der Verbindung oder Kopplung, z.B. die Übertragung einer bestimmten Art von Signal oder die Übertragung einer bestimmten Art von Information, im Wesentlichen beibehalten wird. Merkmale aus verschiedenen Ausführungsformen können zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden. Beispielsweise können Variationen oder Modifikationen, die in Bezug auf eine der Ausführungsformen beschrieben werden, auch auf andere Ausführungsformen anwendbar sein, sofern nicht anders angegeben.
Ausführungsformen beziehen sich auf Sensoren und Sensorsysteme sowie auf die Gewinnung von Informationen über Sensoren und Sensorsysteme. Ein Sensor kann sich auf eine Komponente beziehen, die eine zu messende physikalische Größe in ein elektrisches Signal umwandelt, z.B. ein Stromsignal oder ein Spannungssignal. Die physikalische Größe kann beispielsweise ein Magnetfeld (z.B. das Erdmagnetfeld), ein elektrisches Feld, einen Druck, eine Beschleunigung, eine Temperatur, eine Kraft, einen Strom, oder eine Spannung umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Eine Sensorvorrichtung, wie sie hierin beschrieben wird, kann ein Winkelsensor, ein linearer Positionssensor, ein Geschwindigkeitssensor, ein Bewegungssensor, ein Drucksensor, ein Beschleunigungssensor, ein Temperatursensor, ein Magnetfeldsensor und ähnliches sein.
Ein Magnetfeldsensor beinhaltet beispielsweise ein oder mehrere Magnetfeldsensorelemente, die eine oder mehrere Eigenschaften eines Magnetfeldes messen (z.B. einen Betrag der Magnetfeldflussdichte, eine Feldstärke, einen Feldwinkel, eine Feldrichtung, eine Feldorientierung, usw.), was dem Detektieren und/oder Messen des Magnetfeldmusters eines Elements entspricht, welches das Magnetfeld erzeugt (z.B. ein Magnet, ein stromführender Leiter (z.B. ein Draht), die Erde oder eine andere Magnetfeldquelle).
Eine Sensorschaltung kann als Signalverarbeitungsschaltung und/oder als Signalkonditionierungsschaltung bezeichnet werden, die das Signal (d.h. das Sensorsignal) vom Druckfeldsensorelement in Form von Rohmessdaten empfängt. Die Sensorschaltung kann einen Analog-Digital-Wandler (ADC, Analog-to-Digital Converter) enthalten, der das analoge Signal vom Drucksensor in ein digitales Signal umwandelt. Die Sensorschaltung kann auch einen digitalen Signalprozessor (DSP, Digital Signal Processor) enthalten, der eine gewisse Verarbeitung des digitalen Signals durchführt (z.B. um Reifendruckinformationen für die Übertragung vorzubereiten). Daher umfasst das Sensorgehäuse eine Schaltung, die das kleine Signal des Drucksensors durch Signalverarbeitung und/oder - konditionierung aufbereitet und verstärkt.
Signalkonditionierung, wie sie hierin verwendet wird, bezieht sich auf die Manipulation eines analogen Signals in der Weise, dass das Signal die Anforderungen einer nächsten Stufe für die weitere Verarbeitung erfüllt. Die Signalkonditionierung kann die Umwandlung von analog zu digital (z.B. über einen Analog-Digital-Wandler), die Verstärkung, Filterung, Umwandlung, Vorspannung (Biasing), Bereichsanpassung, Isolierung und alle anderen Prozesse umfassen, die erforderlich sind, um einen Sensorausgang nach der Konditionierung für die Verarbeitung geeignet zu machen.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen sind ein Drucksensor und eine Sensorschaltung beide in demselben Chipgehäuse untergebracht (d.h. integriert) (z.B. ein kunststoffgekapseltes Gehäuse, wie z.B. ein Gehäuse mit Anschlussleitern (leaded package) oder ein anschlussleiterfreies Gehäuse (leadless package), oder ein SMD (Surface Mounted Device)-Gehäuse). Dieses Chipgehäuse wird auch als Sensorpackage bezeichnet. Das Sensorpackage kann mit anderen Komponenten kombiniert werden, um ein Sensormodul, eine Sensorvorrichtung oder ähnliches auszubilden.
Eine Sensorvorrichtung, wie sie hierin verwendet wird, kann sich auf eine Vorrichtung beziehen, die einen Sensor und eine Sensorschaltung wie oben beschrieben enthält. Eine Sensorvorrichtung kann auf einem einzigen Halbleiterchip (z.B. Siliziumchip oder Chip) integriert sein, obwohl in anderen Ausführungsformen eine Vielzahl von Chips zur Implementierung einer Sensorvorrichtung verwendet werden kann. Daher sind der Sensor und die Sensorschaltung entweder auf demselben Halbleiterchip oder auf mehreren Chips im gleichen Gehäuse angeordnet. Der Sensor kann sich beispielsweise auf einem Chip und die Sensorschaltung auf einem anderen Chip befinden, so dass sie innerhalb des Gehäuses elektrisch miteinander verbunden sind. In diesem Fall können die Chips aus demselben oder verschiedenen Halbleitermaterialien, wie GaAs und Si, bestehen, oder der Sensor kann auf ein Keramik- oder Glasplättchen gesputtert werden, welches kein Halbleiter ist.
1 veranschaulicht ein monolithisches TPMS-Sensormodul 100 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen. Das TPMS-Sensormodul 100 ist ein direkter TPMS-Sensor, der im Inneren eines Reifens montiert ist. Das TPMS-Sensormodul 100 umfasst einen Niederfrequenz (LF)-Empfänger 8, einen rauscharmen Verstärker (LNA, Low Noise Amplifier) 9, eine Empfängerschaltung 10, einen Drucksensor 11, eine Mikrocontroller-Einheit (MCU, Microcontroller Unit) 12, einen Hochfrequenz (RF)-Sender 13, einen optionalen Beschleunigungssensor 14, einen optionalen Temperatursensor 15, einen ADC 16, eine Batterie 17, und eine Antenne 18.
Der Beschleunigungssensor 14 kann insbesondere ein einachsiger oder mehrachsiger Beschleunigungssensor sein, der zur Messung der durch die Bewegung des Fahrzeugs erzeugten Beschleunigung (z.B. zur Bewegungsdetektion) und/oder zur Messung des Erdgravitationsfeldes verwendet wird. Im letzteren Fall ergibt die Messung des Erdgravitationsfeldes ein Sinussignal mit 1g Amplitude aufgrund der Reifendrehung. Mit anderen Worten, ein Sinussignal, das durch die Bewegung des Beschleunigungssensors erzeugt wird, der sich durch das Erdgravitationsfeld bewegt, während er sich um eine Achse dreht (d.h. wenn der Reifen um seine Achse rotiert). Dieses sinusförmige Signal wird als +/-1g-Signal bezeichnet.
Dieses +/-1g-Signal kann zur Berechnung der Winkelposition des TPMS-Sensormoduls in Bezug auf die Radachse verwendet werden. Außerdem kann diese Winkelinformation zur Lokalisierung des Rades durch Vergleich mit der Winkelinformation der Raddrehzahlsensoren verwendet werden.
Wenn ein zweiachsiger Beschleunigungsmesser so montiert wird, dass eine Empfindlichkeitsachse in die radiale Richtung des Rades und die zweite Empfindlichkeitsachse in die tangentiale Richtung des Rades zeigt, haben die sinusförmigen +/-1g-Signale der beiden Achsen eine Phasenverschiebung von 90° zueinander. Wenn die TPMS-Sensormodule in allen Reifen gleich montiert sind und die Tangentialachse eines Beschleunigungsmessers, der sich in einem Rad auf der linken Seite des Fahrzeugs befindet, beispielsweise in Fahrtrichtung zeigt, dann zeigt die Tangentialachse eines Beschleunigungsmessers, der sich in einem Rad auf der rechten Seite des Fahrzeugs befindet, entgegengesetzt zur Fahrtrichtung. Daraus ergeben sich eine Phasenverschiebung von 90° auf der linken Seite und eine Phasenverschiebung von -90° auf der rechten Seite. Daher kann ein TMPS-Sensormodul oder eine ECU anhand des Vorzeichens der von jedem Beschleunigungsmesser erzeugten Phasenverschiebung detektieren, ob das TMPS-Sensormodul und der entsprechende Reifen auf der linken oder rechten Seite des Fahrzeugs montiert ist. Dies wird als 2g-Richtungserfassung bezeichnet.
Bei Zwillingsreifen bedeuten entgegengesetzte Phasenverschiebungen jedoch nicht unbedingt eine Montage auf gegenüberliegenden Seiten. Das liegt daran, dass bei Zwillingsreifen der innere und äußere Reifen gegenüberliegend montiert werden, so dass, wenn der tangentiale Beschleunigungsmesser im äußeren Reifen in Fahrtrichtung zeigt, der im inneren Reifen entgegengesetzt zur Fahrtrichtung zeigt. Daher ist es möglich, dass ein äußerer Reifen auf einer Seite des Fahrzeugs (z.B. rechte Seite) nicht von einem inneren Reifen auf der anderen Seite (z.B. linke Seite) des Fahrzeugs unterschieden werden kann.
Der Drucksensor 11 kann als Teil einer typischen Halbleitertechnologie einbezogen werden und kann ein Drucksensor für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) sein. Daher kann der Drucksensor 11 den TPMS-Sensor 100 aktivieren, um bei der Überwachung des Reifendrucks zu helfen. Der Drucksensor 11, der Beschleunigungssensor 14 und der Temperatursensor 15 messen jeweils eine entsprechende physikalische Größe und liefern analoge Sensorinformationen in Form von elektrischen Signalen an den ADC 16, der die analogen Signale in digitale Signale umwandelt, bevor er der MCU 12 digitale Sensorinformationen bereitstellt.
Der Drucksensor 11 ist somit elektrisch mit der MCU 12 verbunden und so konfiguriert, dass er den inneren Luftdruck eines Reifens misst. Das TPMS-Sensormodul 100 kann auch den Beschleunigungssensor 14 enthalten, der elektrisch mit der MCU 12 verbunden und so konfiguriert ist, dass er eine Beschleunigung des Reifens detektiert und/oder misst (z.B. zum Detektieren einer Bewegung eines Fahrzeugs oder zur Erzeugung eines +-lg-Signals, das zur Erfassung einer Drehrichtung des Reifens verwendet wird). Das TPMS-Sensormodul 100 kann auch den Temperatursensor 15 enthalten, der elektrisch mit der MCU 12 verbunden und so konfiguriert ist, dass er eine Innentemperatur des Reifens detektiert und/oder misst, die zur Kompensation einer oder mehrerer Drucksensormessungen verwendet werden kann. Eine gemessene Temperatur kann z.B. zur Korrektur der Temperaturabhängigkeit von Steigung und Versatz (Offset) des Sensorsignals verwendet werden.
Eine Stromversorgung 17 (z.B. eine Batteriezelle) ist ferner vorgesehen, um den TPMS-Sensor 100 und seine Komponenten mit Strom zu versorgen.
Die MCU 12 empfängt Reifendruckinformationen in Form von Messwerten vom Drucksensor 11 und verarbeitet die Informationen. Die MCU 12 kann die Reifendruckinformationen speichern und/oder die Reifendruckinformationen für den RF-Sender 13 aufbereiten. Die MCU 12 kann ferner Beschleunigungsinformationen vom Beschleunigungssensor 14 und Temperaturinformationen vom Temperatursensor 15 empfangen. Der RF-Sender 13 empfängt die gesammelten Daten zur Übertragung von der MCU 12.
Der an die Antenne 18 gekoppelte RF-Sender 13 ist so konfiguriert, dass er über die Antenne 18 mit einer elektronischen Steuereinheit des Fahrzeugs (ECU, Electronic Control Unit) 110 oder einem Transponder (nicht abgebildet) kommuniziert. Der RF-Sender 13 kann beispielsweise so konfiguriert werden, dass er Sensordaten (z.B. Drucksensordaten, Beschleunigungssensordaten, Temperatursensordaten, Beschleunigungssensordaten) oder andere Feedback-Informationen, einschließlich der aus den Sensordaten abgeleiteten Feedback-Informationen (z.B. Geschwindigkeits-/Tempodaten, Daten zur Reifendrehungsperiode, Reifenlastdaten, usw.) an die ECU 110 oder den Transponder überträgt.
Der RF-Sender 13 ist somit elektrisch mit der MCU 12 verbunden und so konfiguriert, dass er ein RF-Signal, das die Sensordaten und/oder Feedback-Informationen überträgt, an die ECU 110 des Fahrzeugs oder den Transponder überträgt. Das RF-Signal kann vom Sender 13 autonom oder als Reaktion auf den Empfang von Daten in Form von Informationen, Bestätigungen oder einem Befehl von der Fahrzeug-ECU 110 oder dem Transponder durch die MCU 12 übertragen werden, wenn diese Daten vom LF-Empfänger 8 empfangen werden.
Alternativ kann das RF-Signal an ein Lokalisierungsmodul (z.B. Lokalisierungsmodul 300 in der 2), wie den oben genannten Transponder, übertragen werden. Darüber hinaus kann das RF-Signal an ein Einstellwerkzeug, ein Diagnose- und Testwerkzeug oder einen anderen RF-Empfänger übertragen werden. Das Lokalisierungsmodul kann z.B. in der Karosserie des Fahrzeugs oder in der Karosserie eines Anhängers integriert werden und kann so konfiguriert werden, dass es mit jedem TPMS-Sensormodul 100 zur Lokalisierung und Kommunikation mit diesem verbunden werden kann. In einigen Beispielen kann das Lokalisierungsmodul die ECU 110 sein und in anderen Beispielen kann das Steuermodul ein Transponder sein, der sich physisch zwischen dem TPMS-Sensormodul und der ECU 110 befindet. Im letzteren Fall kann das Lokalisierungsmodul als Schnittstelle, Relais und/oder Vermittler zwischen den TPMS-Sensormodulen 100 und der ECU 110 dienen.
Die ECU 110 oder das Lokalisierungsmodul kann einen RF-Empfänger 1 zum Empfang von Sensordaten und/oder Lokalisierungsdaten, eine Verarbeitungseinheit 2 zur Verarbeitung der Sensordaten und/oder Lokalisierungsdaten und eine Speichereinheit 3 zur Speicherung der verarbeiteten Sensordaten oder anderer Informationen (z.B. Reifeninformationen) enthalten. Es ist zu würdigen, dass sich die Beispiele zwar auf die Verwendung von RF-Signalen für die Kommunikation beziehen, stattdessen aber auch andere Arten von Signalen, wie z.B. Bluetooth-Signale mit geringer Energie (BLE, Bluetooth Low Energy), verwendet werden können. Es wird auch gewürdigt, dass die ECU 110 in diesem Beispiel durch das Lokalisierungsmodul (d.h. Transponder) ersetzt werden kann (z.B. Lokalisierungsmodul 300 in der 2) oder dass das Lokalisierungsmodul zwischen dem Sensormodul 100 und der ECU 110 hinzugefügt und angeordnet werden kann.
Die ECU 110 kann so konfiguriert werden, dass sie die Sensordaten empfängt und Informationen aus den Sensordaten ableitet (z.B. Kontaktflächendaten, Kontaktflächendauerdaten, Geschwindigkeits-/Tempodaten, Reifenrotationsdaten, Reifenlastdaten) oder eine oder mehrere solcher Informationen direkt vom RF-Sender 13 (d.h. vom TPMS-Sensormodul 100) oder vom TPMS-Lokalisierungsmodul empfängt.
Zusätzlich kann die ECU 110 des Lokalisierungsmoduls so konfiguriert werden, dass sie Lokalisierungsdaten empfängt und die Radposition für jedes TPMS-Sensormodul 100 bestimmt, oder die ECU 110 kann die Radposition für jedes TPMS-Sensormodul 100 vom Lokalisierungsmodul empfangen.
Wie oben erwähnt, kann das TPMS-Sensormodul 100 einen Beschleunigungssensor 14 enthalten, der elektrisch mit der MCU 12 verbunden und so konfiguriert ist, dass er eine Zentrifugalbeschleunigung des Reifens und/oder eine Tangentialbeschleunigung des Reifens detektiert und/oder misst und Beschleunigungssensordaten erzeugt. Die Beschleunigungssensordaten können zum Detektieren einer Bewegung eines Fahrzeugs, zur Berechnung einer/s Fahrzeuggeschwindigkeit oder -tempos (m/s), zur Berechnung einer Reifendrehperiode (s oder ms), zur Berechnung eines Reifenverschleißes, zur Berechnung einer zurückgelegten Strecke (km), zur Bestimmung einer der Raddrehung entsprechenden Drehrichtung des TPMS-Sensormoduls 100 und schließlich zur Bestimmung, auf welcher Seite (z.B. links oder rechts) einer Achse sich das TPMS-Sensormodul 100 befindet, verwendet werden.
Wie oben erwähnt, kann der Beschleunigungssensor 14 ein auf einem einzigen Chip integrierter Beschleunigungsmesser sein, der zumindest eine Empfindlichkeitsachse hat, die zur Erzeugung eines +/-1g-Signals dient. Der Beschleunigungsmesser kann ferner eine zweite Empfindlichkeitsachse enthalten, die zur Erzeugung eines weiteren +/-1g-Signals verwendet wird. Die MCU 12 kann so konfiguriert werden, dass sie die beiden +/-1g-Signale empfängt und eine Phasenverschiebung zwischen ihnen ermittelt.
Die MCU 12 wiederum kann so konfiguriert werden, dass sie Lokalisierungsinformationen des TPMS-Sensormoduls 100 basierend auf der Phasenverschiebung und eines Lokalisierungsalgorithmus erzeugt (d.h. sie zeigt die Fahrzeugseite an, auf der sich das TPMS-Sensormodul 100 befindet), oder sie kann die Phasenverschiebungsinformationen als Lokalisierungsinformationen an die ECU 110 oder das Lokalisierungsmodul (z.B. Lokalisierungsmodul 312 in der 2) übertragen, das dann die fahrzeugseitige Bestimmung basierend auf den Phasenverschiebungsinformationen und des Lokalisierungsalgorithmus vornimmt. Letztendlich kann das TPMS-Sensormodul von der ECU 110 oder dem Lokalisierungsmodul vollständig lokalisiert werden (d.h. vorne links, vorne rechts, usw.).
Das TPMS-Sensormodul 100 enthält auch einen Empfängerpfad, der den LF-Empfänger 8, den LNA 9 und die Empfängerschaltung 10 umfasst. Der Empfängerpfad kann für den Empfang von Kommunikationsdaten von der ECU 110 oder dem Lokalisierungsmodul verwendet werden. Zu den Kommunikationsdaten können Konfigurationsinformationen, Programmierinformationen (z.B. für das Reflashing des Firmware-Codes), oder Steuerinformationen für das TPMS-Sensormodul 100 gehören, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Empfängerschaltung 10 kann das empfangene Kommunikationssignal demodulieren und die Daten der MCU 12 zur Verfügung stellen.
Insbesondere ist der LNA 9 so konfiguriert, dass er das für das Kommunikationssignal repräsentative elektrische Signal empfängt und das Signal verstärkt, ohne sein Signal-Rauschen-Verhältnis wesentlich zu verschlechtern. Das verstärkte Signal wird dann der Empfängerschaltung 10 bereitgestellt, die das Signal vor dem Bereitstellen von Informationen an die MCU 12 zusätzlich verarbeiten kann.
Die MCU 12 enthält ferner den Speicher 19, der so konfiguriert ist, dass er Informationen speichert. Der Speicher 19 kann auch außerhalb der MCU 12 bereitgestellt und stattdessen elektrisch mit dieser gekoppelt werden. Der Speicher 19 kann beispielsweise zur Speicherung von Reifeninformationen für jeden Reifen verwendet werden, wie z.B. Reifentyp, Reifendimensionen (z.B. Durchmesser), Reifenlaufleistung oder Reifenverschleiß. Die Reifeninformationen können für jeden Reifen separat bereitgestellt werden und können eine Reifenmarke, Reifendimensionen, Reifenmaterialien, Reifensteifigkeitsparameter, Reifenprofilinformationen, Informationen über die Reifensaison (z.B. Winter- oder Sommerreifen) und andere Reifeneigenschaften umfassen. Der Speicher 19 kann auch numerische Werte speichern, die für die Laufleistung eines Reifens und/oder den Verschleiß des Reifens repräsentativ sind. Diese numerischen Werte können von der MCU 12 z.B. aus den Daten des Beschleunigungssensors berechnet werden.
Alternativ kann die ECU 110 eine oder mehrere Reifeninformationen speichern und die numerischen Werte, die für die Laufleistung eines Reifens und/oder den Verschleiß des Reifens repräsentativ sind, z.B. aus den Daten des Beschleunigungssensors und den Reifeninformationen berechnen und die numerischen Werte im Speicher der ECU 110 speichern.
Die MCU 12 enthält zumindest eine Verarbeitungsschaltung (z.B. einen Signalprozessor), die Sensorsignale einschließlich verschiedener Sensordaten vom Drucksensor 11, dem Beschleunigungssensor 14 und dem Temperatursensor 15 empfängt und die Signalverarbeitung und/oder -konditionierung darauf durchführt. Die zumindest eine Verarbeitungsschaltung kann z.B. rohe Sensormessungen in Sensorwerte (z.B. Reifendruckwerte, Beschleunigungswerte, und Temperaturwerte) umwandeln. Zusätzlich kann die zumindest eine Verarbeitungsschaltung der MCU 12 eine oder mehrere der hierin beschriebenen Kontaktflächendaten, Kontaktflächendauerdaten, Geschwindigkeits-/Tempodaten, Reifendrehungsdaten, Reifenverschleißdaten und Reifenlastdaten berechnen.
Die MCU 12 kann auch eine oder mehrere der Sensorvorrichtungen über Steuersignale steuern. Die MCU 12 kann beispielsweise ein oder mehrere Sensorvorrichtungen zur Durchführung einer Messung auffordern oder im Speicher 19 gespeicherte Informationen anfordern.
Damit die MCU 12 die Fahrzeuggeschwindigkeit v und die zurückgelegte Strecke berechnen kann, können die in dem Speicher 19 gespeicherten Reifendurchmesserinformationen zusammen mit den Daten des Beschleunigungssensors verwendet werden.
Alternativ kann die MCU 12 die Sensordaten an den RF-Sender 13 zur Übertragung an das Lokalisierungsmodul oder an die ECU 110 ausgeben.
2 ist eine schematische Darstellung eines Sensormodul-Lokalisierungssystems 200 für ein Fahrzeug gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen. Insbesondere zeigt die 2 eine Unteransicht eines Zugmaschinenanhängers, der mit einem Lokalisierungsmodul 300 konfiguriert ist. Eine Sattelzugmaschine umfasst eine Zugmaschine 301, die den Hauptfahrzeugraum bildet, und einen Anhänger 302, der an die Zugmaschine 301 angehängt wird und normalerweise mehrere Hinterachsen hat. In diesem Fall hat der Anhänger 302 drei Hinterachsaggregate 303, 304 und 305. Somit können mehrere Achsaggregate so nahe beieinander liegen, dass zwei benachbarte Radsätze 200 nicht mehr als einen Reifendurchmesser voneinander entfernt sind.
Jedes Achsaggregat 303-305 umfasst ein Achsgehäuse, das mechanisch am Anhänger 302 befestigt ist. Jedes Achsgehäuse nimmt eine entsprechende Achse auf und ist mechanisch mit ihr gekoppelt. Die Achsgehäuse sind drehfest (d.h. sie drehen sich nicht). Jede Achse ist so konfiguriert, dass sie sich innerhalb des Gehäuses dreht, und ist mechanisch mit zwei entsprechenden Radsätzen 200 gekoppelt, die sich um die Achse drehen. So sind die Achsgehäuse in der 2 zu sehen, wobei jede Achse in einem entsprechenden Achsgehäuse angeordnet ist.
Das Sensormodul-Lokalisierungssystem 200 umfasst sechs Radbaugruppen 200a-200e, die zusammen als Radbaugruppen 200 bezeichnet werden. Darüber hinaus enthält jede Radgruppe 200 ein TPMS-Sensormodul 100. Das Sensormodul-Lokalisierungssystem 200 umfasst also sechs TPMS-Sensormodule 100a-100e, die zusammen als TPMS-Sensormodule 100 bezeichnet werden.
Jedes TPMS-Sensormodul 100 ist so konfiguriert, dass es RF-Signale an einen zentralen Empfänger, wie z.B. das Lokalisierungsmodul 300, überträgt. Dieser zentrale Empfänger kann dann die von jedem TPMS-Sensormodul 100 übertragenen Informationen zur Identifizierung der genauen Position jedes TPMS-Sensormoduls 100 verwenden.
Insbesondere enthält das Sensormodul-Lokalisierungssystem 200 das Lokalisierungsmodul 300, das elektrisch an die Fahrzeugstromversorgung 310 der Zugmaschine 301 gekoppelt ist. Die Fahrzeugstromversorgung 310 ist eine Batterie der Zugmaschine 301, die das Lokalisierungsmodul 300 mit Strom versorgt. Das Lokalisierungsmodul 300 verwendet die von der Fahrzeugstromversorgung 310 gelieferte Energie, empfängt und verarbeitet empfangene Sensormodul-Signale, erzeugt daraus Lokalisierungsdaten und überträgt die Lokalisierungsdaten an die ECU 110. Das Lokalisierungsmodul 300 kann auch Sensordaten von den TPMS-Sensormodulen 100 empfangen, die Sensordaten aus den empfangenen Sensormodulsignalen extrahieren und die extrahierten Sensordaten entweder entlang der Lokalisierungsdaten oder separat an die ECU 110 übertragen.
Bei der Übertragung von Lokalisierungsdaten und/oder Sensordaten an die ECU 110 kann das Lokalisierungsmodul 300 Sensormodulidentifizierungen (IDs) übertragen, die den entsprechenden Lokalisierungsdaten und/oder Sensordaten zugeordnet sind, so dass die ECU 110 die Sensormoduldaten einem entsprechenden Sensormodul 100 zuordnen kann.
Das Lokalisierungsmodul 300 enthält eine Phase-Array-Antenne 311, die mehrere (N) Einzelantennen enthält, die so konfiguriert sind, dass sie RF-Signale von den TPMS-Sensormodulen 100 empfangen. Das Array von Empfangsantennen sind richtungsempfindliche Antennen, die vom Lokalisierungsmodul 300 zur Lokalisierung der Sensormodule 100 verwendet werden. Beispielsweise wird die Richtungsempfindlichkeit durch die Kombination von zumindest zwei Einzelantennen plus deren Phasenauswertung (z.B. Phasenverschiebung) erreicht. Das Lokalisierungsmodul 300 enthält auch eine Sendeantenne 312, die so konfiguriert ist, dass sie RF-Signale, einschließlich Lokalisierungsdaten und/oder Sensordaten, an die ECU 110 überträgt.
Das Lokalisierungsmodul 300 enthält ferner einen RF-Sendeempfänger 313 mit einer Schaltung, die für den Empfang und die Übertragung der jeweiligen Signale verantwortlich ist, und eine digitale Signalverarbeitungsschaltung 314, die so konfiguriert ist, dass sie die Position (d.h. die Lokalisierung) jedes TPMS-Sensormoduls 100 bestimmt.
Das Lokalisierungsmodul 300 ist so konfiguriert, dass es Lokalisierungsdaten mit Hilfe der Sendeantenne 312 an die ECU 110 des Fahrzeugs überträgt. Im Falle der Übertragung der Sensordaten kann das Lokalisierungsmodul als ein Relais für den Empfang und die Weiterleitung der Sensordaten an die ECU 110 angesehen werden. Zu den Sensordaten gehören Reifendruckinformationen, Reifentemperatur, Informationen, Reifenbeschleunigungsinformationen und/oder von der MCU 12 daraus abgeleitete Informationen.
Das Lokalisierungsmodul 300 ist so konfiguriert, dass es die Lokalisierung über die Phase-Array-Antenne 311 durch die Erfassung der räumlichen Richtung durchführt, aus der die Signale des Sensormoduls (d.h. TPMS-Signale) empfangen werden. Ein TPMS-Signal kann eine Sensor-ID des entsprechenden Sensormoduls oder Sensordaten zusammen mit der Sensor-ID enthalten. Ein TPMS-Signal kann beispielsweise eine Datennachricht oder ein Datenpaket enthalten, das eine Sensor-ID, Druckinformationen, und Temperaturinformationen enthält.
Eine Implementierung der Autolokalisierung mit richtungsempfindlichen Antennen nutzt die Phase-Array-Antenne 311. Wie im Folgenden näher beschrieben wird, werden die von jeder Antenne der Phase-Array-Antenne 311 empfangenen TPMS-Signale mit einem Referenzsignal ähnlicher Frequenz mit Hilfe eines analogen Mischers gemischt, um jedes TPMS-Signal in ein Basisband oder Zwischenfrequenzband (IF, Intermediate Frequency)-Band herunter zu konvertieren. Dann wird ein Tiefpassfilter für jedes abwärts gewandelte Signal verwendet, um niedrige Frequenzkomponenten zu extrahieren, die von einem Analog-Digital-Wandler (ADC) abgetastet werden können.
Auf diese Weise können für jedes TPMS-Signal die Phasenverschiebungen zwischen den Antennen, die aus den Unterschieden in der Wegstrecke der jeweiligen TPMS-Sensormodule 100 entstehen, durch einen Lokalisierungsprozessor ermittelt werden. Insbesondere erzeugt der Lokalisierungsprozessor für jedes TPMS-Signal ein Phasenverschiebungsprofil und bestimmt die Richtung der Quelle des RF-Signals (d.h. die Richtung eines eingehenden RF-Signals) basierend auf den Phasenverschiebungsprofilen. Durch Verknüpfung dieser Richtungsinformation des empfangenen Signals mit der Sensor-ID, die im gleichen empfangenen Signal von einem TPMS-Sensormodul 100 empfangen wird, können die Sensorpositionen identifiziert und mit jeder Sensor-ID (d.h. mit jedem TPMS-Sensormodul 100) verknüpft werden. Das Lokalisierungsmodul 300 ist ferner so konfiguriert, dass es die Lokalisierungsdaten, einschließlich einer Sensorposition, mit der entsprechenden Sensor-ID für jedes TPMS-Sensormodul 110 an die ECU 110 überträgt.
3 zeigt eine schematische Ansicht des in der 2 gezeigten Sensormodul-Lokalisierungssystems 200, wobei die Phase-Array-Antenne 311 zerlegt wurde, um die einzelnen Antennen Ant1, Ant2, Ant3 und Ant4 des Arrays zu zeigen. Zusätzlich sind eine vertikale Symmetrieachse 316 und eine horizontale Symmetrieachse 317 dargestellt. Die vertikale Symmetrieachse 316 stellt ein vertikales Symmetriezentrum der sechs Reifen 200 dar, während die horizontale Symmetrieachse 317 ein horizontales Symmetriezentrum der sechs Reifen 200 darstellt. Wie zu sehen ist, halbiert die Linie 316 jedes Achsaggregat 303-305 in orthogonaler Weise, während die Linie 317 parallel zu den Achsaggregaten 303-305 verläuft. Einige Abstände und Versätze (Offsets) sind möglicherweise übertrieben und nicht maßstabsgetreu gezeichnet, um die Antennenanordnung besser sichtbar zu machen.
In diesem Beispiel wird ein Abstand d1 zwischen benachbarten Reifen 200 auf jeder Seite (gemessen von Mitte zu Mitte) von 1,2 Metern gewählt, während die Reifen 200 auf der linken und rechten Seite durch einen Abstand d2 von 2,4 Metern getrennt sind. Außerdem sind in diesem Beispiel die Antennen der Phase-Array-Antenne 311 in einer Linie parallel zur horizontalen Symmetrieachse 317 (d.h. parallel zu den Achsaggregaten 303-305) und asymmetrisch zu den Reifen 200 angeordnet. Die Antennen müssen jedoch nicht in einer Linie parallel zur horizontalen Achse angeordnet werden, sondern können eine Linie in einer Diagonalen zur horizontalen Achse bilden. Alternativ kann die Anordnung der Antennen eine beliebige zweidimensionale geometrische Form bilden. Abhängig von dieser Form können verschiedene Platzierungen möglich sein. So können die Antennen beispielsweise in Form eines Trapezes angeordnet werden.
Insbesondere sind die Antennen Ant1, Ant2, Ant3 und Ant4 im gleichen Abstand d3 angeordnet. Das horizontale Zentrum der Phase-Array-Antenne 311 (d.h. ein erstes Symmetriezentrum), dargestellt durch die Linie 318, ist gegenüber der horizontalen Symmetrieachse 317 um einen Abstand d4 (z.B. 4,6 Meter) verschoben. Das vertikale Zentrum der Phase-Array-Antenne 311 (d.h. ein zweites Symmetriezentrum), dargestellt durch die Linie 319, ist gegenüber der vertikalen Symmetrieachse 316 um einen Abstand d5 (z.B. 30 Zentimeter) verschoben. Die Antennen Ant1, Ant2, Ant3 und Ant4 sind zwar entlang der Linie 318 um einen Abstand d3 gleich weit voneinander entfernt, aber der Abstand ist möglicherweise nicht gleichmäßig verteilt. In einigen Beispielen kann der Abstand d3 zwischen benachbarten Antennen 2-20 Zentimeter betragen. Außerdem ist der Abstand d4 so gewählt, dass alle Reifen 200 auf derselben Seite des horizontalen Zentrums der Phase-Array-Antenne 311 liegen.
Es ist zu beachten, dass die oben genannten Abstände lediglich als Beispiele behandelt werden sollten und eine reine Designwahl darstellen, solange das vertikale oder horizontale Zentrum, das auch als Massenschwerpunkt bezeichnet werden kann, der Phase-Array-Antenne 311 nicht entlang einer durch zumindest zwei Reifen definierten Symmetrieachse ausgerichtet ist (z.B. nicht entlang der Symmetrielinien 316 oder 317) und der Abstand ausreicht, um entsprechende Phasenverschiebungen der TPMS-Signale zu unterscheiden. Es wird auch gewürdigt, dass die Phase-Array-Antenne 311 nicht auf vier Antennen begrenzt ist, sondern dass stattdessen eine beliebige Anzahl von Antennen größer als eine verwendet werden kann, solange eine Positionsvarianz für jedes TPMS-Sensormodul detektiert werden kann. In einigen Beispielen können zwei Antennen ausreichend sein, während in anderen Beispielen mehr Antennen verwendet werden können, um die Genauigkeit zu verbessern. Beispielsweise verbessert sich die Winkelauflösung zur Unterscheidung der Richtungen zwischen zwei RF-Signalen mit mehr Antennen.
Aufgrund der asymmetrischen Anordnung der Antennen Ant1, Ant2, Ant3 und Ant4 in Bezug auf die TPMS-Sensormodule 100 hat jedes TPMS-Sensormodul 100 eine eindeutige Position in Bezug auf jede Antenne. Eine der Antennen wird als Referenzantenne verwendet, von der aus eine Phasenverschiebung in Bezug auf jede der anderen Antennen gemessen wird. Signale, die unterschiedliche Entfernungen zurücklegen, haben unterschiedliche Phasen in Bezug auf einander. Daher führt der Unterschied in der Wegstrecke für jedes Sensormodul 100 zu jeder Antenne dazu, dass die TPMS-Signale für dieses Sensormodul an jeder Antenne eine andere Phase haben.
Eine Phasenverschiebung zwischen der Referenzantenne (z.B. Antenne Ant1) und jeder anderen Antenne (z.B. Antennen Ant2, Ant3 und Ant4) kann durch das Lokalisierungsmodul 300 bestimmt werden. Daraus ergibt sich ein eindeutiges Phasenverschiebungsprofil für jedes Sensormodul 100. Das Lokalisierungsmodul 300 kann jedes Phasenverschiebungsprofil mit einer Richtung der Quelle des TPMS-Signals korrelieren (d.h. mit einer Richtung zum entsprechenden Sensormodul 100 an einem entsprechenden Rad 200). Jede Richtung kann durch das Lokalisierungsmodul 300 ferner mit einer Radposition korreliert werden.
Zum Beispiel kann das Sensormodul 100a ein TPMS-Signal übertragen, das von den Antennen Ant1, Ant2, Ant3 und Ant4 empfangen wird. Das TPMS-Signal enthält eine für das TPMS-Sensormodul 100a eindeutige Sensor-ID und kann Sensordaten enthalten. Das Lokalisierungsmodul 300 empfängt das TPMS-Signal an den Antennen Ant1, Ant2, Ant3 und Ant4, misst eine erste Phasendifferenz (d.h. eine erste Phasenverschiebung) zwischen der Referenzantenne Ant 1 und der Antenne Ant2, misst eine zweite Phasendifferenz (d.h. eine zweite Phasenverschiebung) zwischen der Referenzantenne Ant 1 und der Antenne Ant3 und misst eine dritte Phasendifferenz (d.h. eine dritte Phasenverschiebung) zwischen der Referenzantenne Ant 1 und der Antenne Ant3.
Die Phasenverschiebungen werden gespeichert und zu einem Phasenverschiebungsprofil für das TPMS-Sensormodul 100a zusammengestellt. Aus diesem Phasenverschiebungsprofil wird das Lokalisierungsmodul 300 so konfiguriert, dass es die Übertragungsrichtung des TPMS-Signals vom TPMS-Sensormodul 100a bestimmt und eine Radposition des TPMS-Sensormoduls 100a aus der ermittelten Richtung bestimmt. Das Lokalisierungsmodul 300 ist so konfiguriert, dass es die Radposition des TPMS-Sensormoduls 100a zusammen mit seiner Sensor-ID, z.B. mit den beiden in einer Datennachricht oder einem Datenpaket verknüpften Informationen, an die ECU 110 überträgt, das die empfangenen Informationen speichert.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm des Lokalisierungsmoduls 300 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen. Das Lokalisierungsmodul 300 enthält die Phase-Array-Antenne 311, die Sendeantenne 312, den RF-Sendeempfänger 313 einschließlich einer Schaltung, die für den Empfang und die Übertragung der jeweiligen RF-Signale verantwortlich ist, und die digitale Signalverarbeitungsschaltung 314, die so konfiguriert ist, dass sie den Standort (d.h. die Lokalisierung) jedes TPMS-Sensormoduls 100 bestimmt.
Die Phase-Array-Antenne 311 enthält eine Referenzempfangsantenne, in diesem Fall Antenne 1, und zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne n. Die Antennen 1 und n sind so konfiguriert, dass sie RF-Signale (d.h. ein TPMS-Signal) von jedem TPMS-Sensormodul 100 empfangen. Der Kürze halber wird angenommen, dass die in der 4 dargestellten RF-Signale von TPMS-Sensormodul 100a stammen, aber es wird gewürdigt, dass für alle Sensormodule 100 der gleiche Lokalisierungsprozess durchgeführt wird. Wie dargestellt, empfängt die Antenne 1 ein Signal RF1 und die Antenne n ein Signal RFn vom TPMS-Sensormodul 100a, wobei RF1 und RFn an der jeweiligen Antenne unterschiedliche Phasen haben.
Der RF-Sendeempfänger 313 enthält einen Empfängerschaltungspfad für jede Empfangsantenne sowie einen Sendeschaltungspfad für die Sendeantenne 312. Jeder Empfängerschaltungspfad enthält einen Mischer (z.B. Mischer 401 und 402) und einen Tiefpassfilter (z.B. Tiefpassfilter 411 und 412). Der RF-Sendeempfänger 313 enthält auch einen Referenzsignalgenerator 410, wie z.B. einen Lokaloszillator, der ein Referenzsignal RFref erzeugt, und einen analogen Multiplexer 420. Die Frequenz des Referenzsignals RFref hat einen kleinen Versatz von der Sendefrequenz der TPMS-Sensormodule 100, so dass von den Mischern langsam variierende Signale erzeugt werden.
Jeder Empfängerschaltungspfad kann auch einen Vorverstärker (nicht abgebildet) vor dem Mischer zur Erzeugung eines verstärkten RF-Empfangssignals enthalten. Bei den Vorverstärkern kann es sich beispielsweise um rauscharme Verstärker (LNAs) handeln.
Der Mischer 401 empfängt die Signale RF1 und RFref so, dass das Signal RF1 zum Beispiel in das Basisbandsignal BB1 (oder ein IF-Band) heruntergemischt und mittels analoger Signalverarbeitung im Basisband weiterverarbeitet wird. Das Mischen kann in einer Stufe (d.h. vom RF-Band direkt ins Basisband) oder über eine oder mehrere Zwischenstufen (d.h. vom RF-Band in ein Zwischenfrequenzband und weiter ins Basisband) erfolgen. In diesem Fall besteht der Empfangsmischer 401 effektiv aus einer Vielzahl einzelner, in Reihe geschalteter Mischerstufen.
In ähnlicher Weise empfängt der Mischer 402 die Signale RF2 und RFref, so dass das Signal RF2 beispielsweise in ein Basisbandsignal BBn (oder ein IF-Band) heruntergemischt und mittels analoger Signalverarbeitung im Basisband weiterverarbeitet wird. Die Mischung kann in einer Stufe (d.h. vom RF-Band direkt ins Basisband) oder über eine oder mehrere Zwischenstufen (d.h. vom RF-Band in ein Zwischenfrequenzband und weiter ins Basisband) erfolgen. In diesem Fall besteht der Empfangsmischer 402 effektiv aus einer Vielzahl einzelner, in Reihe geschalteter Mischerstufen.
Die analoge Signalverarbeitung umfasst im Wesentlichen die Filterung und möglicherweise Verstärkung der Basisbandsignale BB1 und BBn. Die Tiefpassfilter 411 und 412 führen eine Filterung durch, um unerwünschte Seitenbänder und Spiegelfrequenzen zu unterdrücken. Alternativ können auch Bandpassfilter verwendet werden.
Die verarbeiteten Basisbandsignale BB1' und BBn' werden an den Multiplexer 420 übertragen, der so konfiguriert ist, dass er die verarbeiteten Basisbandsignale von den Tiefpassfiltern empfängt und jedes verarbeitete Basisbandsignal selektiv an die digitale Signalverarbeitungsschaltung 314 zur digitalen Signalverarbeitung und Lokalisierungsanalyse und - bestimmung ausgibt. Der Multiplexer 420 kann so konfiguriert werden, dass er verarbeitete Basisbandsignale basierend auf einer Sensor-ID selektiv ausgibt, so dass Signale, die derselben Sensor-ID, aber unterschiedlichen Empfangsantennen entsprechen, sequentiell an die digitale Signalverarbeitungsschaltung 314 für eine Phasenverschiebungsanalyse ausgegeben werden.
Insbesondere enthält die digitale Signalverarbeitungsschaltung 314 einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 421, der so konfiguriert ist, dass er die gemultiplexten Signale vom Multiplexer 420 empfängt, wo die verarbeiteten Basisbandsignale in der digitalen Domäne digitalisiert und an den Prozessor 422 übertragen werden. Die digitale Signalverarbeitungskette kann zumindest teilweise in Form von Software implementiert werden, die auf dem Prozessor 422 ausgeführt werden kann, zum Beispiel ein Mikrocontroller, ein digitaler Signalprozessor oder eine andere Computereinheit. Der Prozessor 422 ist so konfiguriert, dass er die Sensor-ID jedes Signals extrahiert und eine Phasenverschiebung für jede zusätzliche Empfangsantenne in Bezug auf die Referenzantenne bestimmt, ein Phasenverschiebungsprofil für das TPMS-Sensormodul 100a entsprechend seiner Sensor-ID erzeugt, eine Richtung des Sensormoduls 100a basierend auf der Sende-/Empfangsrichtung der entsprechenden TPMS-Signale bestimmt und eine Position des TPMS-Sensormoduls 100a basierend auf der bestimmten Sende-/Empfangsrichtung bestimmt.
Nach der Bestimmung der Position des TPMS-Sensormoduls 100a überträgt der Prozessor 422 die Lokalisierungsinformationen, einschließlich der Position des TPMS-Sensormoduls 100a, und die entsprechende Sensor-ID an den RF-Sender 430 des RF-Sendeempfängers 313. Der Prozessor 422 kann gegebenenfalls auch Sensordaten an den RF-Sender 430 bereitstellen. Der RF-Sender 430 ist so konfiguriert, dass er eine Datennachricht mit den Lokalisierungsinformationen, der entsprechenden Sensor-ID und möglicherweise den Sensordaten erzeugt und die Datennachricht an die ECU 110 überträgt.
Es wird gewürdigt, dass für jedes TPMS-Sensormodul 100 ein ähnlicher Lokalisierungsprozess durchgeführt wird und dass der RF-Sender 430 die Position jedes TPMS-Sensormoduls 100 separat oder in derselben Datennachricht (d.h. dasselbe RF-Signal) an die ECU 110 melden kann.
5 veranschaulicht ein Phasenverschiebungsprofil für mehrere TMPS-Sensormodule gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen. Insbesondere das Phasenverschiebungsprofil basiert auf dem in den 2 und 3 beschriebenen System, bei dem der Abstand d3 zwischen benachbarten Antennen 20cm beträgt. Wie man sieht, ergibt jedes TPMS-Sensormodul 100 ein anderes Phasenverschiebungsprofil, das sich von den anderen unterscheidet. Daher ist der Prozessor 422 des Lokalisierungsmoduls 300 in der Lage, jedes TPMS-Sensormodul basierend auf jedem einzelnen Phasenverschiebungsprofil zu lokalisieren.
Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass im Rahmen der Offenbarung viel mehr Ausführungsformen und Implementierungen möglich sind. Während beispielsweise Ausführungsformen auf Zugmaschinenanhänger gerichtet sein können, wird es gewürdigt, dass das hierin beschriebene Sensormodul-Lokalisierungssystem auch auf andere Fahrzeugtypen angewendet werden kann.
Dementsprechend soll die Erfindung nicht eingeschränkt werden, außer im Hinblick auf die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente. Hinsichtlich der verschiedenen Funktionen, die von den oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Baugruppen, Vorrichtungen, Schaltkreise, Systeme, usw.) ausgeführt werden, sollen die zur Beschreibung dieser Komponenten verwendeten Begriffe (einschließlich eines Verweises auf ein „Mittel“), sofern nicht anders angegeben, jeder Komponente oder jeder Struktur entsprechen, welche die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente erfüllt (d.h. funktionell äquivalent ist), auch wenn sie nicht strukturell äquivalent zu der offenbarten Struktur ist, welche die Funktion in den hierin beispielhaft dargestellten Implementierungen der Erfindung erfüllt.
Darüber hinaus werden hiermit die folgenden Ansprüche in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich allein als separate Beispielausführungsform stehen kann. Während jeder Anspruch für sich allein als separate Beispielausführung stehen kann, ist zu beachten, dass - obwohl sich ein abhängiger Anspruch in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Beispielausführungen auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hierin vorgeschlagen, es sei denn, es wird angegeben, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Darüber hinaus ist beabsichtigt, auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch einzubeziehen, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt von dem unabhängigen Anspruch abhängig gemacht wird.
Es ist ferner zu beachten, dass die in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarten Verfahren durch eine Vorrichtung implementiert werden können, die Mittel zur Durchführung jeder der jeweiligen Handlungen dieser Verfahren hat, und umgekehrt, wobei eine Funktion oder eine Vielzahl von Funktionen, die im Zusammenhang mit einer oder mehreren implementierten Vorrichtungen beschrieben werden, als Verfahren ausgeführt werden kann.
Ferner ist zu verstehen, dass die Offenbarung mehrerer Handlungen oder Funktionen, die in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbart werden, nicht so ausgelegt werden kann, dass sie innerhalb der spezifischen Reihenfolge liegt. Daher wird die Offenbarung mehrerer Handlungen oder Funktionen diese nicht auf eine bestimmte Reihenfolge beschränken, es sei denn, diese Handlungen oder Funktionen sind aus technischen Gründen nicht austauschbar. Darüber hinaus kann in einigen Ausführungsformen eine einzige Handlung mehrere Unterhandlungen enthalten oder in mehrere Unterhandlungen unterteilt sein. Solche Unterhandlungen können eingeschlossen und Teil der Offenbarung dieser einzelnen Handlung sein, sofern sie nicht ausdrücklich ausgeschlossen sind.
Die in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken können zumindest teilweise in Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination davon implementiert sein. Beispielsweise können verschiedene Aspekte der beschriebenen Techniken in einem oder mehreren Prozessoren implementiert sein, einschließlich eines oder mehrerer Mikroprozessoren, digitaler Signalprozessoren (DSPs, Digital Signal Processors), anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASICs, Application Specific Integrated Circuits) oder anderer äquivalenter integrierter oder diskreter Logikschaltungen sowie beliebiger Kombinationen solcher Komponenten. Der Begriff „Prozessor“, „Verarbeitungsschaltung“ oder ähnliches kann sich im Allgemeinen auf jede der vorgenannten logischen Schaltungen beziehen, allein oder in Kombination mit anderen logischen Schaltungen oder anderen äquivalenten Schaltungen. Eine Steuereinheit einschließlich Hardware kann auch eine oder mehrere der Techniken dieser Offenbarung durchführen. Solche Hardware, Software und Firmware können innerhalb derselben Vorrichtung oder in separaten Vorrichtungen implementiert sein, um die verschiedenen in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken zu unterstützen.
Obwohl verschiedene beispielhafte Ausführungsformen offenbart wurden, wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, die einige der Vorteile der hierin offenbarten Konzepte erreichen, ohne vom Geist und dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, dass andere Komponenten, welche die gleichen Funktionen erfüllen, in geeigneter Weise ersetzt werden können. Es ist zu verstehen, dass auch andere Ausführungsformen verwendet und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Es ist zu erwähnen, dass Merkmale, die in Bezug auf eine bestimmte Figur erklärt werden, mit Merkmalen anderer Figuren kombiniert werden können, auch in den nicht ausdrücklich erwähnten. Solche Änderungen des allgemeinen erfinderischen Konzepts sollen durch die beigefügten Ansprüche und ihre rechtlichen Äquivalente abgedeckt werden.

Claims

Reifendruck-Überwachungssystem (TPMS), umfassend: ein erstes TPMS-Sensormodul (100) mit einer ersten Sensoridentifizierung (ID), wobei das erste TPMS-Sensormodul (100) umfasst: einen ersten Drucksensor (11), der so konfiguriert ist, dass er einen inneren Luftdruck eines ersten Reifens misst und erste Reifendruckinformationen erzeugt; und einen ersten Sender (13), der so konfiguriert ist, dass er ein erstes TPMS-Signal überträgt, das zumindest die erste Sensor-ID enthält; und ein Lokalisierungsmodul (300), das so konfiguriert ist, dass es das erste TPMS-Sensormodul (100) basierend auf dem Empfang des ersten TPMS-Signals lokalisiert, wobei das Lokalisierungsmodul (300) umfasst: eine Phase-Array-Antenne (311), die eine Vielzahl von Empfangsantennen umfasst, von denen jede so konfiguriert ist, dass sie das erste TPMS-Signal empfängt, wobei das erste TPMS-Signal bei jeder der Vielzahl von Empfangsantennen eine unterschiedliche Phase aufweist, wobei die Vielzahl von Empfangsantennen eine Referenzempfangsantenne und zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne umfasst; und eine Lokalisierungsschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie eine erste Referenzphase des ersten TPMS-Signals misst, das bei der Referenzempfangsantenne empfangen wird, dass sie eine erste jeweilige verschobene Phase des ersten TPMS-Signals misst, das bei jeder der zumindest einen zusätzlichen Empfangsantenne empfangen wird, dass sie eine erste jeweilige Phasenverschiebung zwischen der ersten Referenzphase und jeder ersten jeweiligen verschobenen Phase bestimmt, und dass sie eine Position des ersten TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf jeder bestimmten ersten jeweiligen Phasenverschiebung, die dem ersten TPMS-Signal entspricht, bestimmt.
TPMS nach Anspruch 1, wobei die Lokalisierungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie erste Lokalisierungsinformationen erzeugt, die für die Position des ersten TPMS-Sensormoduls (100) repräsentativ sind, und das Lokalisierungsmodul (300) ferner umfasst: einen Sender (430), der so konfiguriert ist, dass er eine erste Nachricht überträgt, welche die erste Lokalisierungsinformation und die erste Sensor-ID enthält, die mit der ersten Lokalisierungsinformation verknüpft ist.
TPMS nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine Fahrzeugsteuerung, die so konfiguriert ist, dass sie die erste Nachricht von dem Lokalisierungsmodul (300) empfängt und die Position des ersten TPMS-Sensormoduls (100) speichert.
TPMS nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lokalisierungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie eine Richtung des ersten TPMS-Sensormoduls (100) in Bezug auf die Phase-Array-Antenne (311) basierend auf jeder ersten entsprechenden Phasenverschiebung bestimmt und die Position des ersten TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf der bestimmten Richtung bestimmt.
TPMS nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne zumindest zwei zusätzliche Empfangsantennen enthält, und die Lokalisierungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie die erste jeweilige verschobene Phase des ersten TPMS-Signals, das bei jeder der zumindest zwei zusätzlichen Empfangsantennen empfangen wird, misst, ein erstes Phasenverschiebungsprofil entsprechend dem ersten TPMS-Sensormodul (100) basierend auf jeder ersten jeweiligen Phasenverschiebung erzeugt, und die Position des ersten TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf dem erzeugten ersten Phasenverschiebungsprofil bestimmt.
TPMS nach Anspruch 5, wobei die Lokalisierungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie eine Richtung des ersten TPMS-Sensormoduls (100) in Bezug auf die Phase-Array-Antenne (311) basierend auf dem ersten Phasenverschiebungsprofil bestimmt, und die Position des ersten TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf der bestimmten Richtung bestimmt.
TPMS nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: ein zweites TPMS-Sensormodul (100) mit einer zweiten Sensoridentifizierung (ID), wobei das zweite TPMS-Sensormodul (100) umfasst: einen zweiten Drucksensor (11), der so konfiguriert ist, dass er einen inneren Luftdruck eines zweiten Reifens misst und eine zweite Reifendruckinformation erzeugt; und einen zweiten Sender (13), der so konfiguriert ist, dass er ein zweites TPMS-Signal überträgt, das zumindest die zweite Sensor-ID enthält, wobei das Lokalisierungsmodul so konfiguriert ist, dass es das zweite TPMS-Sensormodul (100) basierend auf dem Empfang des zweiten TPMS-Signals lokalisiert, wobei jede der Vielzahl von Empfangsantennen so konfiguriert ist, dass sie das zweite TPMS-Signal empfängt, wobei das zweite TPMS-Signal bei jeder der Vielzahl von Empfangsantennen eine andere Phase hat, und wobei die Lokalisierungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Referenzphase des zweiten TPMS-Signals misst, das bei der Referenzempfangsantenne empfangen wird, eine zweite jeweils verschobene Phase des zweiten TPMS-Signals misst, das bei jeder der zumindest einen zusätzlichen Empfangsantenne empfangen wird, eine zweite jeweilige Phasenverschiebung zwischen der zweiten Referenzphase und jeder zweiten jeweils verschobenen Phase bestimmt, und eine Position des zweiten TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf jeder bestimmten zweiten jeweiligen Phasenverschiebung entsprechend dem zweiten TPMS-Signal bestimmt.
Reifendruck-Überwachungssystem (TPMS), umfassend: eine Vielzahl von Achsaggregaten (303-305), die jeweils an ein anderes Radpaar gekoppelt sind, an das ein anderer Reifen montiert ist; eine Vielzahl von TPMS-Sensormodulen (100a-100e), wobei jedes der Vielzahl von TPMS-Sensormodulen (100-100e) eine eindeutige Sensoridentifizierung (ID) enthält, und jedes der Vielzahl von TPMS-Sensormodulen (100-100e) so konfiguriert ist, dass es einen inneren Luftdruck eines entsprechenden Reifens misst und ein entsprechendes TPMS-Signal überträgt, das zumindest die eindeutige Sensor-ID davon enthält; und ein Lokalisierungsmodul (300), das so konfiguriert ist, dass es jedes der Vielzahl von TPMS-Sensormodulen (100-100e) basierend auf dem Empfang des entsprechenden TPMS-Signals jedes der Vielzahl von TPMS-Sensormodulen (100-100e) lokalisiert, wobei das Lokalisierungsmodul umfasst: eine Phase-Array-Antenne (311), die eine Vielzahl von Empfangsantennen umfasst, von denen jede so konfiguriert ist, dass sie jedes entsprechende TPMS-Signal empfängt, wobei jedes entsprechende TPMS-Signal bei jeder der Vielzahl von Empfangsantennen eine unterschiedliche Phase aufweist, wobei die Vielzahl von Empfangsantennen eine Referenzempfangsantenne und zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne enthält; und eine Lokalisierungsschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie für jedes entsprechende TPMS-Signal eine Referenzphase des entsprechenden TPMS-Signals misst, das bei der Referenzempfangsantenne empfangen wird, eine jeweilige verschobene Phase des entsprechenden TPMS-Signals misst, das bei jeder der zumindest einen zusätzlichen Empfangsantenne empfangen wird, eine jeweilige Phasenverschiebung zwischen der Referenzphase und jeder jeweiligen verschobenen Phase bestimmt und eine Position eines TPMS-Sensormoduls (100) bestimmt, das dem entsprechenden TPMS-Signal zugeordnet ist, basierend auf jeder bestimmten jeweiligen Phasenverschiebung, die dem ersten TPMS-Signal entspricht.
TPMS nach Anspruch 8, wobei für jedes entsprechende TPMS-Signal die Lokalisierungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie eine Richtung des TPMS-Sensormoduls (100), das dem entsprechenden TPMS-Signal zugeordnet ist, in Bezug auf die Phase-Array-Antenne (311) basierend auf jeder jeweiligen Phasenverschiebung bestimmt, und die Position des TPMS-Sensormoduls (100), das dem entsprechenden TPMS-Signal zugeordnet ist, basierend auf der bestimmten Richtung bestimmt.
TPMS nach Anspruch 8 oder 9, wobei: die zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne zumindest zwei zusätzliche Empfangsantennen enthält, und die Lokalisierungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie für jedes entsprechende TPMS-Signal die jeweilige verschobene Phase des entsprechenden TPMS-Signals, das bei jeder der zumindest zwei zusätzlichen Empfangsantennen empfangen wird, misst, ein Phasenverschiebungsprofil entsprechend dem TPMS-Sensormodul (100), das dem entsprechenden TPMS-Signal zugeordnet ist, basierend auf jeder jeweiligen Phasenverschiebung erzeugt und die Position des TPMS-Sensormoduls (100), das dem entsprechenden TPMS-Signal zugeordnet ist, basierend auf dem erzeugten Phasenverschiebungsprofil bestimmt.
TPMS nach Anspruch 10, wobei die Lokalisierungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie für jedes entsprechende TPMS-Signal eine Richtung des TPMS-Sensormoduls (100), das dem entsprechenden TPMS-Signal zugeordnet ist, in Bezug auf die Phase-Array-Antenne (311) basierend auf dem Phasenverschiebungsprofil bestimmt und die Position des TPMS-Sensormoduls (100), das dem entsprechenden TPMS-Signal zugeordnet ist, basierend auf der bestimmten Richtung bestimmt.
TPMS nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei: die Vielzahl von Achsaggregaten (303-305) ein erstes Symmetriezentrum, das sich in einer ersten Richtung erstreckt, welche die Vielzahl von Achsaggregaten (303-305) orthogonal halbiert, und ein zweites Symmetriezentrum, das sich in einer zweiten Richtung parallel zu einer Längserstreckung der Vielzahl von Achsaggregaten (303-305) erstreckt, aufweist, und die Vielzahl der Empfangsantennen asymmetrisch zum ersten Symmetriezentrum angeordnet ist.
TPMS nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl von Empfangsantennen ein erstes Symmetriezentrum haben, das sich in der ersten Richtung erstreckt, wobei das erste Symmetriezentrum der Vielzahl von Empfangsantennen gegenüber dem ersten Symmetriezentrum der Vielzahl von Achsaggregaten (303-305) versetzt ist.
TPMS nach Anspruch 13, wobei die Vielzahl von Empfangsantennen ein zweites Symmetriezentrum haben, das sich in der zweiten Richtung erstreckt, wobei die Vielzahl von Achsaggregaten (303-305) auf derselben Seite des zweiten Symmetriezentrums der Vielzahl von Empfangsantennen angeordnet sind.
TPMS nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei die Vielzahl von Empfangsantennen ein erstes Symmetriezentrum, das sich in einer ersten Richtung erstreckt, und ein zweites Symmetriezentrum, das sich in einer zweiten Richtung orthogonal zu der ersten Richtung erstreckt, aufweist, und das erste Symmetriezentrum und das zweite Symmetriezentrum von jeder Symmetrieachse, die sich in der ersten oder der zweiten Richtung erstreckt, die durch ein Reifenpaar, das den ersten Reifen enthält, definiert ist, versetzt sind.
TPMS nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Vielzahl von Empfangsantennen in einer Linie mit einem gleichmäßigen Abstand zwischen benachbarten Empfangsantennen der Vielzahl von Empfangsantennen angeordnet ist.
Verfahren zum Lokalisieren zumindest eines Reifendruck-Überwachungssystem (TPMS) Sensormoduls, wobei das Verfahren umfasst: Übertragen, durch ein TPMS-Sensormodul (100), eines TPMS-Signals, das zumindest eine Sensoridentifizierung (ID) des TPMS-Sensormoduls (100) enthält; und Lokalisieren, durch ein Lokalisierungsmodul (300), des TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf dem Empfang des TPMS-Signals bei einer Phase-Array-Antenne (311), die eine Vielzahl von Empfangsantennen umfasst, die jeweils zum Empfang des TPMS-Signals konfiguriert sind, wobei das TPMS-Signal bei jeder der Vielzahl von Empfangsantennen eine unterschiedliche Phase aufweist, wobei die Vielzahl von Empfangsantennen eine Referenzempfangsantenne und zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne umfasst, wobei das Lokalisieren des TPMS-Sensormoduls (100) umfasst: Messen einer Referenzphase des bei der Referenzempfangsantenne empfangenen TPMS-Signals, Messen einer jeweiligen verschobenen Phase des bei jeder der zumindest einen zusätzlichen Empfangsantenne empfangenen TPMS-Signals, Bestimmen einer jeweiligen Phasenverschiebung zwischen der Referenzphase und jeder jeweiligen verschobenen Phase, und Bestimmen einer Position des TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf jeder bestimmten jeweiligen Phasenverschiebung, die dem TPMS-Signal entspricht.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Lokalisieren des TPMS-Sensormoduls (100) umfasst: Bestimmen einer Richtung des TPMS-Sensormoduls (100) in Bezug auf die Phase-Array-Antenne (311) basierend auf jeder jeweiligen Phasenverschiebung; und Bestimmung der Position des TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf der bestimmten Richtung.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei: die zumindest eine zusätzliche Empfangsantenne zumindest zwei zusätzliche Empfangsantennen umfasst, und das Lokalisieren des TPMS-Sensormoduls (100) umfasst: Messen der jeweiligen verschobenen Phase des bei jeder der zumindest zwei zusätzlichen Empfangsantennen empfangenen TPMS-Signals, Erzeugen eines dem TPMS-Sensormodul (100) entsprechenden Phasenverschiebungsprofils basierend auf jeder gemessenen jeweiligen Phasenverschiebung, und Bestimmen der Position des TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf dem erzeugten Phasenverschiebungsprofil.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Lokalisieren des TPMS-Sensormoduls (100) umfasst: Bestimmen einer Richtung des TPMS-Sensormoduls (100) in Bezug auf die Phase-Array-Antenne (311) basierend auf dem Phasenverschiebungsprofil; und Bestimmen der Position des TPMS-Sensormoduls (100) basierend auf der bestimmten Richtung.