DE102020205588A1

DE102020205588A1 - Sensor arrangement for a vehicle wheel

Info

Publication number: DE102020205588A1
Application number: DE102020205588.2A
Authority: DE
Inventors: Klaus Skrobanek; Lars Hottmann; Mathias Reimann; Michael Huber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-05-04
Filing date: 2020-05-04
Publication date: 2021-11-04
Also published as: WO2021224175A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (10) für ein Fahrzeugrad (4), mit einem ersten Sensor (12), welcher geeignet ist, eine Drehzahl eines zugeordneten Fahrzeugrads (4A, 4B, 4C, 4D) zu erfassen, und mindestens einem weiteren Sensor (14, 14A, 14B), welcher geeignet ist, eine weitere physikalische Größe im Bereich eines zugeordneten Fahrzeugrads (4A, 4B, 4C, 4D) zu erfassen, sowie ein korrespondierendes Fahrzeug (1) mit mindestens einer solchen Sensoranordnung (10). Hierbei sind der erste Sensor (12) und der mindestens eine weitere Sensor (14) innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses (16) angeordnet, welches im Bereich des zugeordneten Fahrzeugrads (4A, 4B, 4C, 4D) anbringbar ist.The invention relates to a sensor arrangement (10) for a vehicle wheel (4), with a first sensor (12) which is suitable for detecting the speed of an assigned vehicle wheel (4A, 4B, 4C, 4D), and at least one further sensor ( 14, 14A, 14B), which is suitable for detecting a further physical variable in the area of an assigned vehicle wheel (4A, 4B, 4C, 4D), as well as a corresponding vehicle (1) with at least one such sensor arrangement (10). The first sensor (12) and the at least one further sensor (14) are arranged within a common housing (16) which can be attached in the area of the assigned vehicle wheel (4A, 4B, 4C, 4D).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Sensoranordnung für ein Fahrzeugrad nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein korrespondierendes Fahrzeug mit mindestens einer solchen Sensoranordnung.The invention is based on a sensor arrangement for a vehicle wheel according to the preamble of independent claim 1. The present invention also relates to a corresponding vehicle with at least one such sensor arrangement.

Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge mit einer ABS-Funktion bekannt, in welchen Sensoren zur Erfassung der Radgeschwindigkeit der einzelnen Fahrzeugräder eingesetzt werden. Zusätzlich ist es bekannt werden die Signale dieser Sensoren auszugwerten, um Radzustände wie beispielsweise lose Radmuttern oder einen niedrigen Luftdruck des korrespondierenden Fahrzeugrads zu erfassen.Vehicles with an ABS function are known from the prior art, in which sensors are used to detect the wheel speed of the individual vehicle wheels. In addition, it is known to evaluate the signals from these sensors in order to detect wheel conditions such as, for example, loose wheel nuts or a low air pressure of the corresponding vehicle wheel.

Aus der US 2004/0138831 A1 ist eine gattungsgemäße Sensoranordnung mit einem Geräuscherkennungssensor, welcher während der Fahrt des Fahrzeugs ein vom Reifen erzeugtes Geräusch erfasst, und einem Raddrehungssensor bekannt, welcher eine Raddrehzahl erfasst. Hierbei werden vorab Merkmalsmengen berechnet, die einem Straßenoberflächenzustand und von Reifen erzeugten Geräuschquellen entsprechen. Ein Merkmalsvektorgenerator erzeugt einen Merkmalsvektor, der als Komponenten die berechneten Merkmalsgrößen und die erfasste Raddrehzahl aufweist. Ein Beurteilungsprozessor schätzt basierend auf dem erzeugten Merkmalsvektor einen Zustand einer Fahrbahnoberfläche ab, auf welcher das Fahrzeug fährt. Während sich ein Reifen dreht kollidieren kleine Steine oder Vorsprünge der Straßenoberfläche oder Wasser auf der Straßenoberfläche usw. relativ mit dem korrespondierenden Reifen, wodurch ein vom Reifen erzeugtes Geräusch mit solchen Kollisionen als Geräuschquelle erzeugt wird, wobei die erzeugten Geräusche spezifisch für die jeweilige Geräuschquelle ist. Dadurch kann abgeschätzt werden, ob die Straßenoberfläche trocken, nass oder vereist ist. Da die Merkmalsgrößen von der Raddrehzahl abhängig sind, kann unter Berücksichtigung der Raddrehzahl der Straßenzustand genauer abgeschätzt werden.From the US 2004/0138831 A1 a generic sensor arrangement with a noise detection sensor which detects a noise generated by the tire while the vehicle is in motion and a wheel rotation sensor which detects a wheel speed is known. Here, feature quantities corresponding to a road surface condition and noise sources generated by tires are calculated in advance. A feature vector generator generates a feature vector which has the calculated feature quantities and the detected wheel speed as components. A judgment processor estimates, based on the generated feature vector, a state of a road surface on which the vehicle is traveling. While a tire is rotating, small stones or protrusions on the road surface or water on the road surface, etc. relatively collide with the corresponding tire, thereby generating a noise generated by the tire with such collisions as a noise source, the generated noise being specific to the respective noise source. This makes it possible to estimate whether the road surface is dry, wet or icy. Since the feature variables are dependent on the wheel speed, the road condition can be estimated more precisely, taking into account the wheel speed.

Aus der JP 2002-340863 A ist eine im Reifen angeordnete Sensoranordnung mit einem Beschleunigungssensor und einem Schalldrucksensor bekannt. Hierbei wird basierend auf der erfassten Beschleunigung ein Beschleunigungsleistungsspektrum und basierend auf dem erfassten Schalldruck ein Schalldruckleistungsspektrum ermittelt, wobei das Beschleunigungsleistungsspektrum mit einem Beschleunigungsreferenzleistungsspektrum und das Schalldruckleistungsspektrum mit einem Schalldruckreferenzleistungsspektrum verglichen wird, um den Zustand der Straßenoberfläche zu bestimmen.From the JP 2002-340863 A a sensor arrangement arranged in the tire and having an acceleration sensor and a sound pressure sensor is known. An acceleration power spectrum is determined based on the detected acceleration and a sound pressure power spectrum is determined based on the detected sound pressure, the acceleration power spectrum being compared with an acceleration reference power spectrum and the sound pressure power spectrum being compared with a sound pressure reference power spectrum in order to determine the condition of the road surface.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Sensoranordnung für ein Fahrzeugrad mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Integration mindestens eines weiteren Sensors mit einem ersten Sensor, welcher eine Drehzahl eines zugeordneten Fahrzeugrads vorhandener Bauraum im Bereich des Fahrzeugrads besser ausgenutzt werden kann. Da zur Ausführung von Sicherheitsfunktionen, wie beispielsweise ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antischlupfregelung), ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) usw. an jedem Fahrzeugrad die Raddrehzahl ermittelt wird, sind im Bereich der Fahrzeugräder entsprechende erste Sensoren ohnehin vorhanden. Außerdem bleibt durch das gemeinsame Gehäuse der Verkabelungsaufwand nahezu gleich. Zudem kann durch eine Kombination bzw. Fusion der Sensordaten der mindestens zwei Sensoren eine Ermittlung eines Radzustands im Vergleich zu einer nur auf den Signalen des Drehzahlsensors basierenden Radzustandserkennung verbessert werden. Dadurch kann die Präzision der Auswerte-Algorithmen erhöht und das Auftreten von Fehlerkennungen oder von Nicht-Erkennungen von kritischen Radzuständen, wie beispielsweise lose Radmutter oder niedriger Luftdruck, deutlich reduziert werden.The sensor arrangement for a vehicle wheel with the features of independent claim 1 has the advantage that the installation space available in the area of the vehicle wheel can be better utilized through the integration of at least one further sensor with a first sensor, which is a speed of an assigned vehicle wheel. Since the wheel speed is determined on each vehicle wheel in order to carry out safety functions such as ABS (anti-lock braking system), ASR (anti-slip control), ESP (electronic stability program), etc., corresponding first sensors are already available in the area of the vehicle wheels. In addition, the cabling effort remains almost the same due to the common housing. In addition, by combining or merging the sensor data from the at least two sensors, it is possible to improve the determination of a wheel state compared to a wheel state identification based only on the signals from the speed sensor. As a result, the precision of the evaluation algorithms can be increased and the occurrence of false detections or non-detection of critical wheel conditions, such as loose wheel nuts or low air pressure, can be significantly reduced.

Zudem können die Sensordaten für weitere Anwendungen, wie beispielsweise eine Ermittlung eines Zustands der befahrenen Straßen verwendet werden. So kann beispielsweise über eine Auswertung von erfasstem Körperschall bzw. Reifenvibrationen oder von erfassten Abrollgeräuschen, welche von den Reifen verursacht werden, ein Zustand der Fahrbahnoberfläche, insbesondere ein Reibbeiwert zwischen Fahrbahnoberfläche und Reifen, ermittelt werden, so dass ein unkritischer trockener Straßenzustand oder ein durch Straßenglätte oder Aquaplaning-Gefahr gekennzeichneter kritischer Straßenzustand erkannt werden kann. Hierzu kann beispielsweise ein auf die Raddrehzahl bezogenes Frequenzspektrum aufgenommen und durch einen Vergleich mit gespeicherten Referenzfrequenzspektren ausgewertet werden. Des Weiteren können der erfasste Körperschall und die erfassten Geräusche von Komfortfunktionen zur aktiven Geräuschunterdrückung im Fahrzeuginnenraum verwendet werden.In addition, the sensor data can be used for other applications, such as determining the state of the roads being traveled on. For example, by evaluating the recorded structure-borne noise or tire vibrations or recorded rolling noises caused by the tires, a condition of the road surface, in particular a coefficient of friction between the road surface and the tires, can be determined, so that a non-critical dry road condition or a slippery road critical road condition marked as a risk of aquaplaning can be detected. For this purpose, for example, a frequency spectrum related to the wheel speed can be recorded and evaluated by comparing it with stored reference frequency spectra. Furthermore, the recorded structure-borne noise and the recorded noises from comfort functions can be used for active noise suppression in the vehicle interior.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoranordnung für ein Fahrzeugrad, mit einem ersten Sensor, welcher geeignet ist, eine Drehzahl eines zugeordneten Fahrzeugrads zu erfassen, und mindestens einem weiteren Sensor zur Verfügung, welcher geeignet ist, eine weitere physikalische Größe im Bereich eines zugeordneten Fahrzeugrads zu erfassen. Hierbei sind der erste Sensor und mindestens ein weiterer Sensor innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet, welches im Bereich des zugeordneten Fahrzeugrads anbringbar ist.Embodiments of the present invention provide a sensor arrangement for a vehicle wheel, with a first sensor which is suitable for detecting a rotational speed of an assigned vehicle wheel, and at least one further sensor which is suitable for providing a further physical variable in the area of an assigned vehicle wheel capture. Here, the first sensor and at least one further sensor are arranged within a common housing, which can be attached in the area of the assigned vehicle wheel.

Zudem wird ein Fahrzeug mit mehreren Rädern vorgeschlagen, welchen jeweils eine solche Sensoranordnung zugeordnet ist.In addition, a vehicle with a plurality of wheels is proposed, each of which is assigned such a sensor arrangement.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Sensoranordnung für ein Fahrzeugrad und des im unabhängigen Patentanspruch 5 angegebenen Fahrzeugs möglich.The measures and developments listed in the dependent claims make advantageous improvements of the sensor arrangement for a vehicle wheel specified in independent claim 1 and of the vehicle specified in independent claim 5 possible.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung können die einzelnen Sensoren jeweils über eine eigene elektrische Schnittstelle oder über eine gemeinsame elektrische Schnittstelle mit einer Auswerte- und Steuereinheit kommunizieren. Die elektrischen Schnittstellen sind vorzugsweise als PSI5-Schnittstellen ausgeführt.In a further advantageous embodiment of the sensor arrangement, the individual sensors can each communicate with an evaluation and control unit via their own electrical interface or via a common electrical interface. The electrical interfaces are preferably designed as PSI5 interfaces.

Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Steuergerät, insbesondere ein ESP-Steuergerät, verstanden werden, welches erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird.In the present case, the evaluation and control unit can be understood to mean an electrical device, such as a control device, in particular an ESP control device, which processes or evaluates detected sensor signals. The evaluation and control unit can have at least one interface which can be designed in terms of hardware and / or software. In the case of a hardware design, the interfaces can, for example, be part of a so-called system ASIC, which contains a wide variety of functions of the evaluation and control unit. However, it is also possible that the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of a software-based design, the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules. A computer program product with program code which is stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the evaluation when the program is executed by the evaluation and control unit is also advantageous.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann ein zweiter Sensor eine vom zugeordneten rotierenden Fahrzeugrad verursachte Beschleunigung mit einer Ausbreitung im unteren Frequenzbereich von beispielsweise 0 Hz bis 100 Hz als weitere physikalische Größe erfassen. Hierbei kann die Auswerte- und Steuereinheit die Sensorsignale des ersten Sensors und des zweiten Sensors zur Ermittlung eines Zustands des korrespondierenden Fahrzeugrads auswerten, um beispielsweise einen niedrigen Reifendruck oder lose Radmuttern zu erkennen.In an advantageous embodiment of the sensor arrangement, a second sensor can detect an acceleration caused by the assigned rotating vehicle wheel with a spread in the lower frequency range of, for example, 0 Hz to 100 Hz as a further physical variable. Here, the evaluation and control unit can evaluate the sensor signals from the first sensor and the second sensor to determine a state of the corresponding vehicle wheel, for example in order to detect a low tire pressure or loose wheel nuts.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann ein dritter Sensor eine im Bereich des zugeordneten Fahrzeugrads erzeugte Beschleunigung mit einer Ausbreitung im höheren Frequenzbereich von beispielsweise 100 Hz bis 10.000 Hz als weitere physikalische Größe erfassen. Hierbei kann die Auswerte- und Steuereinheit die Sensorsignale des ersten Sensors und des dritten Sensors zur Ermittlung eines Zustands einer befahrenen Straße auswerten, um beispielsweise den Zustand einer Fahrbahnoberfläche zu erkennen.In a further advantageous embodiment of the sensor arrangement, a third sensor can detect an acceleration generated in the area of the assigned vehicle wheel with a spread in the higher frequency range of, for example, 100 Hz to 10,000 Hz as a further physical variable. Here, the evaluation and control unit can evaluate the sensor signals from the first sensor and the third sensor to determine a state of a road being traveled on, for example to identify the state of a road surface.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Fahrzeugs kann das gemeinsame Gehäuse im Bereich einer Radaufhängung des zugeordneten Fahrzeugrads angebracht werden.In an advantageous embodiment of the vehicle, the common housing can be attached in the area of a wheel suspension of the assigned vehicle wheel.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Fahrzeugs kann mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit vorgesehen werden, welche geeignet ist, Sensorsignale des ersten Sensors und des mindestens einen weiteren Sensors zu empfangen.In a further advantageous embodiment of the vehicle, at least one evaluation and control unit can be provided which is suitable for receiving sensor signals from the first sensor and the at least one further sensor.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Fahrzeugs können die den einzelnen Rädern zugeordneten Sensoren der einzelnen Sensoranordnungen jeweils mit einer gemeinsamen Auswerte- und Steuereinheit elektrisch verbunden werden. Alternativ können mehrere Auswerte- und Steuereinheiten eingesetzt werden, die beispielsweise jeweils einer Sensoranordnung zugeordnet sind.In a further advantageous embodiment of the vehicle, the sensors of the individual sensor arrangements assigned to the individual wheels can each be electrically connected to a common evaluation and control unit. Alternatively, several evaluation and control units can be used, each of which is assigned to a sensor arrangement, for example.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. In the drawing, the same reference symbols designate components or elements that perform the same or analogous functions.

FigurenlisteFigure list

1 shows a schematic representation of an embodiment of a vehicle with several sensor arrangements according to the invention.
2 FIG. 10 shows a schematic block diagram of a first exemplary embodiment of a sensor arrangement according to the invention for a vehicle wheel from FIG 1 .
3 FIG. 11 shows a schematic block diagram of a second exemplary embodiment of a sensor arrangement according to the invention for a vehicle wheel from FIG 1 .

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 vier Räder 4, 4A, 4B, 4C, 4D, welchen jeweils eine Sensoranordnung 10 zugeordnet ist.How out 1 As can be seen, the illustrated embodiment comprises a vehicle according to the invention 1 four wheels 4th , 4A , 4B , 4C , 4D , which each have a sensor array 10 assigned.

Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10, 10A, 10B für ein Fahrzeugrad 4 jeweils einen ersten Sensor 12, welcher geeignet ist, eine Drehzahl eines zugeordneten Fahrzeugrads 4A, 4B, 4C, 4D zu erfassen, und mindestens einen weiteren Sensor 14, 14A, 14B, welcher geeignet ist, eine weitere physikalische Größe im Bereich eines zugeordneten Fahrzeugrads 4A, 4B, 4C, 4D zu erfassen. Hierbei sind der erste Sensor 12 und der mindestens eine weitere Sensor 14 innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 16 angeordnet, welches im Bereich des zugeordneten Fahrzeugrads 4A, 4B, 4C, 4D anbringbar ist.How out 1 until 3 As can also be seen, the illustrated embodiments comprise a sensor arrangement according to the invention 10 , 10A , 10B for a vehicle wheel 4th a first sensor each 12th which is suitable, a speed of an associated vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D to detect, and at least one other sensor 14th , 14A , 14B , which is suitable, another physical variable in the area of an assigned vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D capture. Here are the first sensor 12th and the at least one further sensor 14th within a common housing 16 arranged, which in the area of the assigned vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D is attachable.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das gemeinsame Gehäuse 16 der vier Sensoranordnungen jeweils im Bereich einer Radaufhängung des zugeordneten Fahrzeugrads 4A, 4B, 4C, 4D angebracht. Zudem ist mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit 20 vorgesehen, welche geeignet ist, Sensorsignale des ersten Sensors 12 und des mindestens einen weiteren Sensors 14 zu empfangen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die den einzelnen Rädern 4A, 4B, 4C, 4D zugeordneten Sensoren 12, 14 der einzelnen Sensoranordnungen 10 jeweils mit einer gemeinsamen Auswerte- und Steuereinheit 20 elektrisch verbunden. Die Auswerte- und Steuereinheit 20 ist geeignet, die Sensorsignale des ersten Sensors 12 und des mindestens einen weiteren Sensors 14, 14A, 14B zur Ermittlung eines Zustands des korrespondierenden Fahrzeugrads 4A, 4B, 4C, 4D und/oder einer befahrenen Straße auszuwerten. Dadurch ist die Auswerte- und Steuereinheit 20 in der Lage, bei der Auswertung der Sensorsignale bzw. Sensordaten eine lose Radmutter oder einen zu niedrigen Reifendruck oder den Zustand einer Fahrbahnoberfläche zu erkennen.In the illustrated embodiment, the common housing is 16 of the four sensor arrangements each in the area of a wheel suspension of the assigned vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D appropriate. In addition, there is at least one evaluation and control unit 20th provided, which is suitable for sensor signals from the first sensor 12th and the at least one further sensor 14th to recieve. In the illustrated embodiment, they are the individual wheels 4A , 4B , 4C , 4D assigned sensors 12th , 14th of the individual sensor arrangements 10 each with a common evaluation and control unit 20th electrically connected. The evaluation and control unit 20th is suitable for the sensor signals of the first sensor 12th and the at least one further sensor 14th , 14A , 14B to determine a state of the corresponding vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D and / or a busy road. This is the evaluation and control unit 20th able to detect a loose wheel nut or a tire pressure that is too low or the condition of a road surface when evaluating the sensor signals or sensor data.

Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, umfasst die Sensoranordnung 10A im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einen ersten Sensors 12 und einen weiteren Sensors 14. Hierbei sind die einzelnen Sensoren 12, 14 jeweils über eine eigene elektrische Schnittstelle 18A, 18B in der Lage, mit der Auswerte- und Steuereinheit 20 zu kommunizieren. Die beiden Schnittstellen 18A, 18B sind jeweils als PSI5-Schnittstellen ausgeführt, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel über ein PSI5-Protokoll mit der gemeinsamen Auswerte- und Steuereinheit 20 Daten austauschen.How out 2 can also be seen, comprises the sensor arrangement 10A in the illustrated first embodiment a first sensor 12th and another sensor 14th . Here are the individual sensors 12th , 14th each with its own electrical interface 18A , 18B able to work with the evaluation and control unit 20th to communicate. The two interfaces 18A , 18B are each designed as PSI5 interfaces, which in the exemplary embodiment shown use a PSI5 protocol with the shared evaluation and control unit 20th Exchange data.

Wie oben bereits ausgeführt ist, erfasst der erste Sensor 12 eine physikalische Größe, aus welcher die aktuelle Raddrehzahl bzw. Radgeschwindigkeit ermittelt werden kann. Der mindestens eine weitere Sensor 14 kann beispielsweise eine vom zugeordneten rotierenden Fahrzeugrad 4A, 4B, 4C, 4D verursachte Beschleunigung mit einer Ausbreitung im unteren Frequenzbereich von beispielsweise 0 Hz bis 100 Hz oder im Bereich des zugeordneten Fahrzeugrads 4A, 4B, 4C, 4D eine Beschleunigung mit einer Ausbreitung im höheren Frequenzbereich von beispielsweise 100 Hz bis 10.000 Hz als weitere physikalische Größe erfassen.As already stated above, the first sensor detects 12th a physical variable from which the current wheel speed or wheel speed can be determined. The at least one other sensor 14th can, for example, be one of the associated rotating vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D Caused acceleration with a spread in the lower frequency range of, for example, 0 Hz to 100 Hz or in the area of the assigned vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D Detect an acceleration with a spread in the higher frequency range of, for example, 100 Hz to 10,000 Hz as a further physical variable.

Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, umfasst die Sensoranordnung 10B im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel einen ersten Sensors 12, einen zweiten Sensors 14A und einen dritten Sensor 14B. Hierbei sind die einzelnen Sensoren 12, 14A, 14B über eine gemeinsame elektrische Schnittstelle 18 in der Lage, mit der Auswerte- und Steuereinheit 20 zu kommunizieren. Die gemeinsame Schnittstelle 18 ist als PSI5-Schnittstelle ausgeführt, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel über ein PSI5-Protokoll mit der gemeinsamen Auswerte- und Steuereinheit 20 Daten austauscht.How out 3 can also be seen, comprises the sensor arrangement 10B in the illustrated second embodiment a first sensor 12th , a second sensor 14A and a third sensor 14B . Here are the individual sensors 12th , 14A , 14B via a common electrical interface 18th able to work with the evaluation and control unit 20th to communicate. The common interface 18th is designed as a PSI5 interface, which in the illustrated embodiment uses a PSI5 protocol with the shared evaluation and control unit 20th Exchanges data.

Im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 10B ist der zweite Sensor 14A geeignet, eine vom zugeordneten rotierenden Fahrzeugrad 4A, 4B, 4C, 4D verursachte Beschleunigung mit einer Ausbreitung im unteren Frequenzbereich als weitere physikalische Größe zu erfassen. Der dritte Sensor 14B ist geeignet, im Bereich des zugeordneten Fahrzeugrads 4A, 4B, 4C, 4D eine Beschleunigung mit einer Ausbreitung im höheren Frequenzbereich als weitere physikalische Größe zu erfassen.In the illustrated second embodiment of the sensor arrangement 10B is the second sensor 14A suitable, one of the associated rotating vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D to record the acceleration caused with a spread in the lower frequency range as a further physical quantity. The third sensor 14B is suitable in the area of the assigned vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D to detect an acceleration with a propagation in the higher frequency range as a further physical quantity.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen wertet die Auswerte- und Steuereinheit 20 die Sensorsignale des ersten Sensors 12 und des mindestens einen weiteren Sensors 14, 14A, 14B zur Ermittlung eines Zustands des korrespondierenden Fahrzeugrads 4A, 4B, 4C, 4D und/oder einer befahrenen Straße aus. Hierbei ist die Auswerte- und Steuereinheit 20 in der Lage, bei der Auswertung eine lose Radmutter oder einen zu niedrigen Reifendruck oder den Zustand einer Fahrbahnoberfläche zu erkennen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit 20 aus den Sensordaten der einzelnen Sensoren 12, 14, 14A, 14B einen Reibbeiwert zwischen Fahrbahnoberfläche und Reifen, so dass ein unkritischer trockener Straßenzustand oder ein durch Straßenglätte oder Aquaplaning-Gefahr gekennzeichneter kritischer Straßenzustand unterschieden werden kann.In the exemplary embodiments shown, the evaluation and control unit evaluates 20th the sensor signals of the first sensor 12th and the at least one further sensor 14th , 14A , 14B to determine a state of the corresponding vehicle wheel 4A , 4B , 4C , 4D and / or a busy road. Here is the evaluation and control unit 20th able to detect a loose wheel nut or a tire pressure that is too low or the condition of a road surface during the evaluation. In the exemplary embodiments shown, the evaluation and control unit determines 20th from the sensor data of the individual sensors 12th , 14th , 14A , 14B a coefficient of friction between the road surface and tires, so that a non-critical dry road condition or a critical road condition characterized by slippery roads or a risk of aquaplaning can be distinguished.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2004/0138831 A1 [0003]
JP 2002340863 A [0004]

Claims

Sensor arrangement (10) for a vehicle wheel (4), with a first sensor (12) which is suitable for detecting a speed of an associated vehicle wheel (4A, 4B, 4C, 4D), and at least one further sensor (14, 14A, 14B), which is suitable for detecting a further physical variable in the area of an assigned vehicle wheel (4A, 4B, 4C, 4D), characterized in that the first sensor (12) and the at least one further sensor (14) within a common Housing (16) are arranged, which can be attached in the area of the assigned vehicle wheel (4A, 4B, 4C, 4D).

Sensor arrangement (10) according to Claim 1 , characterized in that the individual sensors (12, 14) each communicate with an evaluation and control unit (20) via their own electrical interface (18A, 18B) or via a common electrical interface (18).

Sensor arrangement (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that a second sensor (14A) is suitable for detecting an acceleration caused by the assigned rotating vehicle wheel (4A, 4B, 4C, 4D) with a spread in the lower frequency range from 0 Hz to 100 Hz as a further physical variable.

Sensor arrangement (10) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that a third sensor (14B) is suitable in the area of the assigned vehicle wheel (4A, 4B, 4C, 4D) to detect an acceleration with a spread in the higher frequency range of 100 Hz to 10,000 Hz as a further physical variable.

Vehicle (1) with several wheels (4, 4A, 4B, 4C, 4D), each of which is assigned a sensor arrangement (10), characterized in that the sensor arrangement (10) according to one of the Claims 1 until 4th is executed.

Vehicle (1) after Claim 5 , characterized in that the common housing (16) is attached in the area of a wheel suspension of the associated vehicle wheel (4A, 4B, 4C, 4D).

Vehicle (1) after Claim 5 or 6th , characterized in that at least one evaluation and control unit (20) is provided which is suitable for receiving sensor signals from the first sensor (12) and the at least one further sensor (14).

Vehicle (1) after Claim 7 , characterized in that the sensors (12, 14) of the individual sensor arrangements (10) assigned to the individual wheels (4A, 4B, 4C, 4D) are each electrically connected to a common evaluation and control unit (20).

Vehicle (1) after Claim 7 or 8th , characterized in that the at least one evaluation and control unit (20) is suitable to use the sensor signals of the first sensor (12) and the at least one further sensor (14, 14A, 14B) to determine a state of the corresponding vehicle wheel (4A, 4B) , 4C, 4D) and / or a busy road.

Vehicle (1) after Claim 8 or 9 , characterized in that the at least one evaluation and control unit (20) is suitable for detecting a loose wheel nut or a tire pressure that is too low or the condition of a road surface during the evaluation.