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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Reifens, in dem eine Betriebsvorrichtung angeordnet ist, an einem Fahrzeug.
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Reifens, in dem eine Betriebsvorrichtung angeordnet ist, wobei die Betriebsvorrichtung elektromagnetische Sende- und Empfangsmittel aufweist. Dabei handelt es sich um einen Reifen, der an einem Fahrzeug angeordnet ist. Elektromagnetisch bedeutet insbesondere elektromagnetisch wirkend, dies bedeutet, dass Signale mittels elektromagnetischer Wellen mittels der elektromagnetischen Sende- und Empfangsmittel gesendet und empfangen werden können. Die Betriebsvorrichtung kann somit mittels der elektromagnetischen Sende- und Empfangsmittel elektromagnetische Signale versenden und empfangen.
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Es kann sich bei der Betriebsvorrichtung um einen Sensor oder eine Vorrichtung mit einem Sensor handeln, wobei der Sensor zur Erfassung von physikalischen Zustandsgrößen des Rades und insbesondere des Reifens vorgesehen ist. Dabei weist die Vorrichtung eine Komponente zum elektromagnetischen Versenden von Informationen über die erfasste physikalische Zustandsgröße aufweist, bei dieser Komponente handelt es sich um die elektromagnetischen Sende- und Empfangsmittel. Bei der Betriebsvorrichtung handelt es sich ferner insbesondere um eine RFID-Betriebsvorrichtung
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Bei dem Reifen handelt es sich beispielsweise um einen PKW-Reifen, um einen LKW-Reifen oder um einen Zweiradreifen.
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Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- - Bereitstellen eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Mehrzahl an Rädern aufweist, wobei jedes Rad einen Reifen aufweist, wobei in mindestens einem Reifen eine Betriebsvorrichtung angeordnet ist, wobei die Betriebsvorrichtung elektromagnetische Sende- und Empfangsmittel aufweist;
- - Aussenden elektromagnetischer Signale mittels der Betriebsvorrichtung während einer Rotation der Räder;
- - Bereitstellen einer Auswertevorrichtung, wobei die Auswertevorrichtung ein Empfangsmittel aufweist, wobei mittels des Empfangsmittels elektromagnetische Signale empfangen werden können;
- - Empfangen der mittels der Betriebsvorrichtung ausgesendeten elektromagnetischen Signale durch das Empfangsmittel;
- - Zuordnen der empfangenen elektromagnetischen Signale zu der Betriebsvorrichtung mittels der die elektromagnetischen Signale gesendet worden sind, mittels der Auswertevorrichtung;
- - Messen der Signalstärken der empfangenen elektromagnetischen Signale mittels der Auswertevorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Fahrzeuge, beispielsweise Lastkraftwagen, eine Vielzahl an Rädern mit Reifen aufweisen, wobei in oder an den Reifen Betriebsvorrichtungen verwendet werden. Dabei kann es sich beispielsweise um solche Betriebsvorrichtungen handeln, die eine Sensorkomponente sowie Sende- und Empfangsmittel aufweisen.
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Bei Lastkraftwagen können zwei oder mehr Räder unmittelbar nebeneinander an einer Seite einer Fahrzeugsachse eines Lastkraftwagens angeordnet sein. Um beispielsweise die mittels einer Betriebsvorrichtung sensorisch erfassten Daten sinnvoll verarbeiten zu können, ist eine Zuordnung der Daten zu einem Reifen, für den die Daten erhoben worden sind, erforderlich. Diese Zuordnung der Daten zu einem Reifen stellt insbesondere eine Bestimmung des Reifens, in dem die Betriebsvorrichtung verwendet wird, dar.
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Die Zuordnung der für den Reifen erhobenen Daten zu dem Reifen kann über eine Zuordnung der Betriebsvorrichtung, mittels der die Daten erfasst wurden, zu dem Reifen erfolgen. Es kann beispielsweise eine Zuordnung der Betriebsvorrichtung zu einer Radposition an Fahrzeugen sinnvoll sein. Die Radposition ist die Position an dem Fahrzeug, an dem das Rad mit dem Reifen, in oder an dem die Betriebsvorrichtung verwendet wird, angeordnet ist.
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Die Zuordnung von Betriebsvorrichtungen zu den entsprechenden Reifen und zu Radpositionen an Fahrzeugen könnte insbesondere bei Fahrzeugen mit mehr als vier Rädern oder insbesondere bei Fahrzeugen mit Doppelachsen oder mit Zwillingsreifen nicht eindeutig sein. Zwar könnte grundsätzlich anhand einer Richtung, aus der elektromagnetische Signale gesendet werden, und in Abhängigkeit der Stärke dieser Signale eine ungefähre Position der sendenden Betriebsvorrichtung bestimmt werden. Für den beispielhaften Fall aber, wonach zwei Reifen unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und beide Reifen elektromagnetische Signale sendende Betriebsvorrichtungen aufweisen, könnte diese Art der Bestimmung zu keinem eindeutigen Ergebnis der Bestimmung des Reifens und insbesondere der Radposition führen. Hintergrund ist, dass die Betriebsvorrichtungen gegebenenfalls nur wenige Zentimeter voneinander entfernt sind und eine aus dem Stand der Technik bekannte einfache räumliche Bestimmung der Herkunft eines elektromagnetischen Signals in Abhängigkeit seiner Signalstärke als solcher keine ausreichende räumliche Auflösung bei der Bestimmung der Position des Senders des elektromagnetischen Signals gewährleistet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels dem ein Reifen, in oder an dem eine Betriebsvorrichtung angeordnet ist oder verwendet wird, zuverlässig bestimmt werden kann.
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Gelöst wird die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe dadurch, dass das Verfahren die folgenden weiteren Schritte aufweist:
- - Erstellen eines zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken mittels der Auswertevorrichtung;
- - Vergleichen des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken mit theoretisch erwartbaren zeitlichen Verläufen von Signalstärken mittels der Auswertevorrichtung, wobei jedem theoretisch erwartbaren zeitlichen Verlauf von Signalstärken ein theoretischer räumlicher Abstand zu einer theoretischen Betriebsvorrichtung zugordnet werden kann, wobei jedem theoretisch erwartbaren zeitlichen Verlauf von Signalstärken theoretische elektromagnetische Signale zu Grunde liegen, die von den theoretischen Betriebsvorrichtungen theoretisch ausgesendet werden;
- - Zuordnen eines theoretischen räumlichen Abstands einer theoretischen Betriebsvorrichtung zu dem zeitlichen Verlauf der gemessenen Signalstärken mittels der Auswertevorrichtung, in Abhängigkeit des Vergleiches des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken mit theoretisch erwartbaren zeitlichen Verläufen von Signalstärken, wobei jedem theoretischen räumlichen Abstand einer theoretischen Betriebsvorrichtung ein tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneter Reifen eindeutig zugeordnet ist;
- - Zuordnen des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken zu einem tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneten Reifen mittels der Auswertevorrichtung in Abhängigkeit des Zuordnens des theoretischen räumlichen Abstands einer theoretischen Betriebsvorrichtung zu dem zeitlichen Verlauf der gemessenen Signalstärken.
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Mittels der Auswertevorrichtung wird insbesondere ein elektrisch auswertbares, elektronisch auswertebares oder ein mittels einer Computervorrichtung auswertbares Signal erzeugt und ausgegeben, das eine Information über die Zuordnung eines theoretischen räumlichen Abstands einer theoretischen Betriebsvorrichtung zu dem zeitlichen Verlauf der gemessenen Signalstärken enthält.
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Mittels der Auswertevorrichtung wird ferner insbesondere ein elektrisch auswertbares, elektronisch auswertebares oder ein mittels einer Computervorrichtung auswertbares Signal erzeugt und ausgegeben, das eine Information über die Zuordnung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken zu einem tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneten Reifen enthält.
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Die Auswertevorrichtung weist insbesondere Elemente zur Erzeugung, Verarbeitung und Übertragung von Signalen auf, die elektrisch, elektronisch oder mittels einer Computervorrichtung auswertbar sind.
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Die theoretische Betriebsvorrichtung weist theoretische Mittel zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Signale auf.
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Bei dem theoretischen räumlichen Abstand einer theoretischen Betriebsvorrichtung zu der Auswertevorrichtung handelt es sich insbesondere um den räumlichen Abstand der elektromagnetischen Sende- und Empfangsmittel der theoretischen Betriebsvorrichtung zu dem Empfangsmittel der Auswertevorrichtung.
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Bei der Auswertevorrichtung handelt es sich insbesondere um eine in oder an dem Fahrzeug angeordnete Auswertevorrichtung.
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Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach das Verfahren die zuvor genannten weiteren Schritte aufweist, kann eine verbesserte räumliche Auflösung erreicht werden. Hintergrund der verbesserten räumlichen Auflösung ist, dass in Abhängigkeit der Betrachtung des zeitlichen Verlaufs der Signalstärken ein charakteristischer Verlauf erzeugt werden kann. Der charakteristische Verlauf hängt ab von der räumlichen Distanz der elektromagnetischen Sende- und Empfangsmittel der Betriebsvorrichtung zu dem Empfangsmittel der Auswertevorrichtung. In Abhängigkeit eines Vergleichs des gemessenen Verlaufs der Signalstärke mit einem theoretisch zu erwartenden zeitlichen Verlauf von Signalstärken wird somit eine eindeutige räumliche Bestimmung des Reifens, in dem oder an dem die Betriebsvorrichtung angeordnet ist, zuverlässig ermöglicht. Dem theoretischen Verlauf der Signalstärken liegt ein Modell zugrunde, wonach für eine bestimmte Anordnung von Rädern an einem Fahrzeug und bei einer vorgegebenen Position einer Auswertevorrichtung mit Empfangsmittel ein charakteristischer zeitlicher Verlauf von Signalstärken für den Fall rotierender Räder berechenbar und somit vorhersagbar ist. Dazu wird angenommen, dass die Auswertevorrichtung eine relativ zu den Rädern und den Reifen des Fahrzeugs feste Position einnimmt.
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Somit kann der Reifen, in oder an dem die Betriebsvorrichtung angeordnet ist, insgesamt zuverlässig bestimmt werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung werden die elektromagnetischen Signale in einem Frequenzbereich von 3,1 GHz bis 10 GHz mittels der Betriebsvorrichtung ausgesendet. Dabei werden die Signale von den elektromagnetischen Sende- und Empfangsmitteln der Betriebsvorrichtung in einem Frequenzbereich von 3,1 GHz bis 10 GHz und insbesondere mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz ausgesendet. Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach die die elektromagnetischen Signale in einem Frequenzbereich von 3,1 GHz bis 10 GHz und insbesondere mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz mittels der Betriebsvorrichtung ausgesendet werden, kann eine hinreichende räumliche Auflösung erreicht werden. Hinreichend ist eine räumliche Auflösung von beispielsweise 1 cm. Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung werden die elektromagnetischen Signale mittels der Betriebsvorrichtung mit einer Sendeleistung von mindestens 0,5 mW ausgesendet. Dabei werden die Signale von den elektromagnetischen Sende- und Empfangsmitteln der Betriebsvorrichtung mit einer Sendeleistung von mindestens 0,5 mW ausgesendet.
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Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach die elektromagnetischen Signale mittels der Betriebsvorrichtung mit einer Sendeleistung von mindestens 0,5 mW ausgesendet werden, kann beispielsweise für den Fall, dass die Auswertvorrichtung in einem Lastkraftwagen angeordnet ist, wobei die Auswertevorrichtung und die Empfangsmittel der Auswertevorrichtung einige Meter von der Betriebsvorrichtung entfernt ist, sichergestellt werden, dass die elektromagnetischen Signals die Auswertevorrichtung und insbesondere deren Empfangsmittel mit einer durch die Empfangsmittel der Auswertevorrichtung nachweisbaren Stärke erreichen.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung werden die elektromagnetischen Signale mittels der Betriebsvorrichtung in gleichbleibenden zeitlichen Intervallen, beispielsweise alle 16 Sekunden, ausgesendet.
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Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach die elektromagnetischen Signale mittels der elektromagnetischen Betriebsvorrichtung in gleichbleibenden zeitlichen Intervallen, beispielsweise alle 16 Sekunden, ausgesendet werden, kann sichergestellt werden, dass von allen Betriebsvorrichtungen in einem bestimmten Zeitraum gleich viele Signale ausgesendet werden. Weiterhin ermöglicht ein gleichbleibendes zeitliches Intervall eine einfache Implementierung der Aussendung der elektromagnetischen Signale auf der Betriebsvorrichtung.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren die folgenden weiteren Schritte auf:
- - Bestimmen der Richtung, aus der die elektromagnetischen Signale mittels der Betriebsvorrichtung ausgesendet worden sind;
- - Zuordnen des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken zu einem tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneten Reifen in Abhängigkeit der Richtung, aus der die elektromagnetischen Signale mittels der Betriebsvorrichtung ausgesendet worden sind mittels der Auswertevorrichtung.
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Dabei wird Richtung, aus der die elektromagnetischen Signale mittels der Betriebsvorrichtung ausgesendet worden sind, insbesondere mittels der Auswertevorrichtung bestimmt.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren die folgenden weiteren Schritte auf:
- - Bestimmen des tatsächlichen räumlichen Abstands des Empfangsmittels der Auswertvorrichtung zu der Position eines Rades an dem Fahrzeug und insbesondere zu dem geometrischen Mittelpunkt des Rades an dem Fahrzeug;
- - Zuordnen des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken zu einem tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneten Reifen in Abhängigkeit des tatsächlichen räumlichen Abstands des Empfangsmittels der Auswertvorrichtung zu der Position eines Rades an dem Fahrzeug und insbesondere zu dem geometrischen Mittelpunkt des Rades an dem Fahrzeug.
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Dabei wird der tatsächliche räumliche Abstand des Empfangsmittels der Auswertevorrichtung zu der Position eines Rades an dem Fahrzeug und insbesondere zu dem geometrischen Mittelpunkt des Rades an dem Fahrzeug insbesondere mittels der Auswertevorrichtung bestimmt.
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Ferner wird das Zuordnen des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken zu einem tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneten Reifen in Abhängigkeit des tatsächlichen räumlichen Abstands des Empfangsmittels der Auswertvorrichtung zu der Position eines Rades an dem Fahrzeug und insbesondere zu dem geometrischen Mittelpunkt des Rades an dem Fahrzeug vorzugsweise mittels der Auswertevorrichtung bestimmt.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung werden die elektromagnetischen Signale zusammen mit einer Identifikationsinformation mittels der Betriebsvorrichtung übertragen, wobei die Identifikationsinformation einer Betriebsvorrichtung eindeutig zugeordnet werden kann.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren die folgenden weiteren Schritte auf:
- - Bestimmen geometrischer Merkmale eines Rades an dem Fahrzeug;
- - Zuordnen des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken zu einem tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneten Reifen in Abhängigkeit geometrischer Merkmale eines Rades an dem Fahrzeug.
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Bei den geometrischen Merkmalen eines Rades an dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um einen Raddurchmesser oder um einen Reifendurchmesser eines Reifens des Rades.
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Insbesondere wird das Zuordnen des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken zu einem tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneten Reifen in Abhängigkeit geometrischer Merkmale, beispielsweise eines Raddurchmessers oder eines Reifendurchmessers eines Reifens des Rades an dem Fahrzeug mittels der Auswertevorrichtung vorgenommen.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren den folgenden weiteren Schritt auf: Bestimmen eines Erwartungsbereichs der Verteilung der gemessenen Signalstärken, wobei ein Zuordnen des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Signalstärken zu einem tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneten Reifen an dem Fahrzeug erst erfolgt, wenn ein definiertes Konfidenzniveau von beispielsweise 99% erreicht worden ist. Das definierte Konfidenzniveau entspricht einem definierten Zuverlässigkeitsgrad mit dem ein Verlauf gemessener Signalstärken einem theoretischen Verlauf von Signalstärken zugeordnet werden kann.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung wird dem tatsächlich an dem Fahrzeug angeordneten Reifen, dem der zeitliche Verlauf der gemessenen Signalstärken mittels der Auswertevorrichtung in Abhängigkeit des Zuordnens des theoretischen räumlichen Abstands einer theoretischen Betriebsvorrichtung zu dem zeitlichen Verlauf der gemessenen Signalstärken zugeordnet worden ist, eine räumliche Position an dem Fahrzeug zugeordnet. Diese Zuordnung erfolgt insbesondere mittels der Auswertevorrichtung.
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Mittels der Auswertevorrichtung wird ferner insbesondere ein elektrisch auswertbares, elektronisch auswertebares oder ein mittels einer Computervorrichtung auswertbares Signal erzeugt und ausgegeben, das eine Information über die räumliche Position des Reifens an dem Fahrzeug enthält, beispielsweise über eine Achse oder Seite des Fahrzeugs oder für den Fall, dass an einer Achse auf einer gleichen Seite eines Fahrzeugs mehrere Reifen angeordnet sind, darüber, welche Position der Reifen dort einnimmt. Es kann dazu ferner eine Information über den Reifen, der die Betriebsvorrichtung aufweist, beispielsweise eine Seriennummer des Reifens, in der Information über die räumliche Position zugeordnet und mitenthalten sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten, auf die die Erfindung in ihrem Umfang aber nicht beschränkt ist, werden nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigt:
- 1: Ein Fahrzeug, an dem ein erfindungsgemäßes Verfahren angewendet werden kann;
- 2. Eine beispielhafte Darstellung von Abstandswerten, zugeordnet zu Betriebsvorrichtungsnummern.
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In der 1 ist ein Fahrzeug 1 schematisch dargestellt. Das Fahrzeug 1 weist eine Mehrzahl an Rädern 2 auf. Jedes der Räder 2 weist einen Reifen 3 auf. Gemäß der in der 1 dargestellten Ausführungsform eines Fahrzeugs 1 ist in zwei Reifen 3 jeweils eine Betriebsvorrichtung 4 angeordnet. Jede Betriebsvorrichtung 4 weist elektromagnetische Sende- und Empfangsmittel 5 auf Gemäß der in der 1 dargestellten Ausführungsform ist eine Auswertevorrichtung 6 in den Fahrzeug 1 angeordnet. Die Auswertevorrichtung 6 weist ein Empfangsmittel 7 auf.
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In Abhängigkeit von Signalstärken von elektromagnetischen Signalen, die mittels der elektromagnetischen Sende- und Empfangsmittel 5 der Betriebsvorrichtung 4 gesendet werden, kann jeweils ein tatsächlicher räumlicher Abstand 8 von dem Empfangsmittel 7 zu einem elektromagnetischen Sende- und Empfangsmittel 5 ermittelt werden. Somit kann ein Reifen 3, in oder an dem die Betriebsvorrichtung 4 angeordnet ist, bestimmt werden. Die Bestimmung des Reifens 3 kann insbesondere in Abhängigkeit einer Richtung 9 aus der die elektromagnetischen Signale mittels der elektromagnetischen Sende- und Empfangsmittel 5 der Betriebsvorrichtung 4 gesendet werden, bestimmt werden.
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Insbesondere kann eine räumliche Position 10 an dem Fahrzeug 1 bestimmt werden, wobei es sich dabei um die räumliche Position 10 eines bestimmten Reifens 3 handelt, in oder an dem die Betriebsvorrichtung 4 angeordnet ist. Bei der räumlichen Position 10 handelt es sich auch um die räumliche Position eines Rades 2 an dem der bestimmte Reifen 3 angeordnet ist.
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In der 2 ist eine Zuordnung von Abstandswerten A zu Betriebsvorrichtungsnummern B-Nr. beispielhaft dargestellt. Eine Betriebsvorrichtungsnummer B-Nr. ist einer Betriebsvorrichtung eindeutig zugeordnet. Bei dem Abstandswert A handelt es sich um den Betrag eines tatsächlichen räumlichen Abstands einer Betriebsvorrichtung zu einer Auswertevorrichtung. Da jeder Betriebsvorrichtungsnummer B-Nr. ein Abstandswert A eindeutig zugeordnet werden kann, kann somit ein tatsächlicher räumlicher Abstand zu einer Betriebsvorrichtung zugeordnet werden. Da die Bestimmung der Abstandswerte A auf Grundlage elektromagnetischer Signale erfolgt, die mittels der Betriebsvorrichtungen gesendet werden, ist somit eine Zuordnung der elektromagnetischen Signale zu den Betriebsvorrichtungen möglich. Insbesondere unter Berücksichtigung einer Richtung, aus der die elektromagnetischen Signale gesendet werden, ist davon abhängig eine Bestimmung eines Reifens, in oder an dem die Betriebsvorrichtung angeordnet ist, möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Rad
- 3
- Reifen
- 4
- Betriebsvorrichtung
- 5
- Elektromagnetische Sende- und Empfangsmittel der Betriebsvorrichtung
- 6
- Auswertevorrichtung
- 7
- Empfangsmittel der Auswertevorrichtung
- 8
- Abstand
- 9
- Richtung, aus der die elektromagnetischen Signals mittels der Betriebsvorrichtung ausgesendet werden oder ausgesendet worden sind
- 10
- Räumliche Position an dem Fahrzeug
- A
- Abstandswert
- B-Nr.
- Betriebsvorrichtungsnummer
