-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung wenigstens eines Parameters für mehrere Fahrzeugräder mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
-
Das Überwachen von Parametern eines Fahrzeugrades, beispielsweise des Reifendrucks oder der Reifentemperatur, spielt für die Sicherheit des Fahrzeugs bzw. des Fahrzeugführers eine entscheidende Rolle. Um das manuelle Überprüfen derartiger Parameter entbehrlich zu machen, wurden Einrichtungen entwickelt, mit welchen es möglich ist, die Parameter der Räder selbsttätig zu erfassen und beispielsweise mittels entsprechender Anzeigeeinrichtungen im Armaturenbrett anzuzeigen. Dabei ist es wünschenswert, nicht nur die Parameter oder das Überschreiten eines zulässigen Bereichs eines Parameters anzuzeigen, sondern auch eine eindeutige Zuordnung zwischen den angezeigten Parametern und der Position des betreffenden Rades anzugeben. Hierzu ist es erforderlich, eine derartige Anordnung so zu gestalten, dass diese Zuordnung auch nach dem Wechsel eines Rades korrekt vorgenommen wird.
-
Im Rahmen eines Zuordnungs- oder Initialisierungsvorgangs, der bedarfsweise oder in vorbestimmten zeitlichen Abständen vorgenommen wird, ist es erforderlich, die Kennung jeder Detektoreinheit, welche jeweils an einem Rad angeordnet. ist, der betreffenden Radposition, beispielsweise „vorne links”, „vorne rechts”, „hinten links „hinten rechts”, zuzuordnen. In der normalen Betriebsweise kann dann anhand der Kennung, die jeweils in einem von den mehreren Detektoreinheiten gesendeten Signal enthalten ist, die betreffende Radposition dadurch zugeordnet werden, dass die detektierte Kennung mit den gespeicherten Zuordnungsinformationen (gespeichert sind die Kennungen zugeordnet zu Radpositionen) verglichen wird.
-
Selbstverständlich wäre es auch denkbar, einen derartigen Zuordnungsvorgang jedes Mal durchzuführen, bevor ein Signal einer bestimmten Detektoreinheit interpretiert wird. In der Regel ist dies jedoch zu umständlich und zeitaufwändig.
-
Aus der
EP-B-0 861 160 ist ein Verfahren zur Zuordnung von Sendern zu Empfangsantennen bei Reifendrucküberwachungssystemen bekannt, bei dem jeweils einem Rad ein Druckmessfühler, ein Sender und eine Sendeantenne zugeordnet sind. Zusätzlich ist jedem Rad eine Empfangsantenne an der Karosserie zugeordnet, welche über jeweils ein Kabel mit einer Empfangs- und Auswerteelektronik verbunden ist. Das Zuordnen der Kennungen zu Radpositionen erfolgt dadurch, dass ein von einem Sender bzw. der zugehörigen Sendeantenne gesendetes Signal von allen Empfangsantennen empfangen wird und dass die (Rad-)Position derjenigen Empfangsantenne, welche das Signal mit der größten Intensität liefert, dem betreffenden Sender und dessen Kennung zugeordnet wird.
-
Nachteilig hierbei ist, dass jeder Radposition eine Empfangsantenne zugeordnet werden muss, welche jeweils über ein entsprechendes Kabel mit der Empfangs- und Auswerteelektronik verbunden werden muss. Dies verursacht einen entsprechenden Montageaufwand und entsprechend hohe Kosten für die der Radanzahl entsprechende Anzahl von Empfangsantennen.
-
Aus der
US 5,774,047 ist ein Reifendruckerfassungssystem bekannt, bei dem ebenfalls jedem Rad eine Detektoreinheit mit einem Sender zugeordnet ist. Die Auswertung und Zuordnung der Sendesignale zu den Radpositionen erfolgt durch das Vorsehen von wenigstens zwei Empfangsantennen, wobei die Phasendifferenz und Polarität der jeweils zwei Empfangssignale ausgewertet wird, die von den wenigstens zwei Empfangsantennen bei Empfangen des Signals ein und desselben Senders geliefert wird.
-
Eine derartige Auswertung der Polarität und Phasenbeziehungen der Signale ist jedoch schaltungstechnisch mit einem hohen Aufwand verbunden.
-
Aus der
DE-A-196 08 479 ist ein Verfahren zum Zuordnen von Sendern eines Reifendrucküberwachungssystems zu einem bestimmten Fahrzeug bekannt, bei dem mittels einer oder mehrerer Antennen jeweils die Gruppe der N stärksten Signale von mehreren Sendeeinheiten als diejenigen Signale identifiziert werden, die von Sendeeinheiten stammen, die am oder im Fahrzeug angeordnet sind. Die schwächeren Signale werden als von zu nicht zum Fahrzeug gehörigen Sendeeinheiten stammend ausgeschieden. Bei der Verwendung mehrerer Antennen, wobei jede Antenne einer bestimmten Fahrzeugsposition zugeordnet ist, wird nach diesem Verfahren auch die Zuordnung eines Sendesignals zu einer bestimmten Position im Fahrzeug ermöglicht. Dabei wird das von einer bestimmten Antenne jeweils am stärksten empfangene Signal als dasjenige Signal identifiziert, das von der jeweils zugeordneten Fahrzeugposition stammt. Nachteilig hierbei ist jedoch die Notwendigkeit von jeweils einer Empfangsantenne pro Fahrzeugposition.
-
Schließlich ist aus der
US-B-6 340 930 ein System zur Überwachung des Zustands von Fahrzeugrädern bekannt, bei dem die Signale von jeweils einem Rad zugeordneten Einheiten drahtlos zu einer einzigen zentralen Empfangseinheit übertragen werden. Das Senden der Information erfolgt in Form von Datenpaketen oder Datenbits, die mit einer bestimmten Senderate gesendet werden. Jede Einheit sendet dabei sowohl Informationsdaten als auch Identifikationsdaten. Da die Übertragungsstrecke zwischen der zentralen Empfangseinheit und den einzelnen Sendeeinheiten jeweils unterschiedlich ist, insbesondere von den Bestandteilen des Fahrzeugs in der jeweiligen Übertragungsstrecke abhängt, können nicht alle Datenpakete bzw. Datenbits korrekt empfangen werden. Bei diesem System wird daher die Rate der erfolgreich empfangenen Datenpakete in Kenntnis der vorbestimmten Senderate bestimmt und mit gespeicherten Werten für die Rate der erfolgreich empfangenen Daten verglichen. Die Rate der erfolgreich empfangenen Daten ist hierbei charakteristisch für die einzelnen Übertragungsstrecken. Durch den Vergleich der tatsächlich bestimmten Rate der erfolgreich empfangenen Daten mit den für die jeweiligen Übertragungsstrecken gespeicherten, charakteristischen Werten ist eine Zuordnung der Empfangssignale zu den jeweiligen Positionen möglich. Nachteilig bei diesem System ist jedoch die relativ komplizierte Auswertung so wie die Tatsache, dass nicht immer gewährleistet werden kann, dass sich die einzelnen Übertragungsstrecken ausreichend unterscheiden.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Überwachung wenigstens eines Parameters für mehrere Fahrzeugräder zu schaffen, bei welcher das Zuordnen eines Empfangssignals, welches von einer der mehreren Detektoreinheiten gesendet wird, zur betreffenden Radposition auf einfache Weise und mit geringem Aufwand realisierbar ist.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Zuordnung eines Empfangssignals zur Radposition (oder umgekehrt) auf einfache Weise dadurch möglich ist, dass wenigstens eine Empfangsantenne verwendet wird, die eine solche Richtcharakteristik aufweist, dass sich in Verbindung mit den Feldstärken der von den einzelnen Sendeeinheiten gesendeten Signale am Ort der wenigstens einen Empfangsantenne für wenigstens zwei zu unterscheidende Sendeeinheiten jeweils Empfangssignale unterschiedlicher Leistung ergeben. Somit genügt ein einfacher Vergleich von Signalpegeln mit gespeicherten Zuordnungsinformationen, um eine Zuordnung des empfangenen Signals zur betreffenden Radposition zu ermöglichen. Die gespeicherten Zuordnungsinformationen umfassen einen jeweils einer Radpositionen zugeordneten Schwellwert bzw. jeweils einen einer Radposition zugeordneten Wertebereich für die Empfangssignalleistung bzw. den Pegel (Spannungswert) des Empfangssignals.
-
Dabei ist die Richtcharakteristik der wenigstens einen Empfangsantenne so ausgebildet, dass die Empfangscharakteristik in jeder Richtung, ausgehend von der Position der Empfangsantenne in Richtung auf das betreffende Rad bzw. die Position der daran angeordneten Detektoreinheit, jeweils eine deutlich unterschiedliche Empfindlichkeit aufweist. Hierdurch wäre es möglich, mittels einer einzigen Antenne sämtliche Signale der beispielsweise vier Detektoreinheiten eines Fahrzeugs mit vier Rädern sicher zu unterscheiden.
-
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind für ein Fahrzeug mit vier Rädern zwei Empfangsantennen vorgesehen. Dabei ist vorzugsweise eine Empfangsantenne im Bereich eines Vorderrads und eine Empfangsantenne im Bereich eines Hinterrads vorgesehen. Die Richtcharakteristiken der beiden Empfangsantennen können so gestaltet sein, dass sich in Richtung des weiteren Rades derselben Fahrzeuglängsseite eine geringe (hohe) Empfindlichkeit und in Richtung des weiteren Vorder- oder Hinterrades eine hohe (geringe) Empfindlichkeit ergibt.
-
Auf diese Weise kann die Auswerteeinheit mittels jeweils einer Antenne zumindest eine eindeutige Zuordnung der Radpositionen zu den Signalen der Sendeeinheiten an den Radpositionen in Richtung der geringen und hohen Empfindlichkeit vornehmen.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Richtcharakteristik der Empfangsantenne weiterhin so beschaffen bzw. die Empfangsantenne so in Bezug auf die Radposition ausgerichtet, in deren Umgebung die Empfangsantenne angeordnet ist, dass das Signal der am Rad dieser Radposition angeordneten Detektoreinheit jeweils die höchste Empfangsleistung erzeugt. Diese Empfangsleistung sollte deutlich unterscheidbar höher sein als die Empfangsleistung bei Empfang eines Signals von der Sendeeinheit in Richtung der hohen Empfindlichkeit der Richtcharakteristik der betreffenden Empfangsantenne.
-
Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, dass mittels der einen Antenne die Signale von drei Detektoreinheiten eindeutig den betreffenden Radpositionen zuordenbar sind. Gleiches gilt in analoger Weise für die andere Empfangsantenne. Dabei kann durch die gegebene Redundanz (mehrere Radpositionen können sowohl mittels der einen als auch mittels der anderen Empfangsantenne zugeordnet werden) eine höhere Sicherheit bei der Zuordnung gewährleistet werden.
-
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung können die Sendeantennen der Detektoreinheiten oder die gesamten Sendeeinheiten bzw. Detektoreinheiten identisch ausgebildet sein. Es ist nicht erforderlich, die Sendeeinheiten so auszugestalten, dass infolge unterschiedlicher Sendeleistungen die Unterscheidbarkeit der jeweiligen Sendesignale ermöglicht wird.
-
In der Auswerteeinheit kann eine weitere Empfangsantenne vorgesehen sein, welche ebenfalls eine definierte Richtcharakteristik in Bezug auf die Radpositionen aufweisen kann. Diese zusätzliche Empfangsantenne dient dann als Redundanz und kann zur Überprüfung und gegebenenfalls Korrektur der Zuordnungsergebnisse herangezogen werden.
-
Erfindungsgemäß kann die Zuordnung der Signale der Sendeeinheiten bzw. Detektoreinheiten zu den Radpositionen im Rahmen eines Initialisierungs- oder Zuordnungsvorgangs auf Anforderung oder in vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt werden. Hierbei erfolgt eine Zuordnung der von den Sendeeinheiten jeweils gesendeten charakteristischen Kennung zur betreffenden Radposition.
-
Das Zuordnen der Empfangssignale zu den Radpositionen kann selbstverständlich jedoch auch vor oder bei jedem Empfangsvorgang erfolgen. Auf das Übertragen einer Kennung kann in diesem Fall gegebenenfalls vollständig verzichtet werden.
-
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die zentrale Auswerteeinheit bzw. von dieser umfasste Empfangseinheit einen steuerbaren Schalter auf, der jeweils eine der mehreren Empfangsantennen mit den nachgeschalteten Komponenten der Empfangseinheit bzw. der Auswerteeinheit verbindet.
-
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer ersten Ausführungsform einer Anordnung zur Überwachung wenigstens eines Parameters der vier Fahrzeugräder;
-
2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer zweiten Ausführungsform einer Anordnung zur Überwachung wenigstens eines Parameters der vier Fahrzeugräder;
-
3 eine schematische Darstellung der Richtcharakteristik einer einfachen Empfangsantenne mit Dipolcharakter;
-
4 eine vereinfachte Darstellung der Richtcharakteristik einer zusätzlichen Antenne zur Anordnung in der zentralen Auswerteeinheit.
-
Die schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 in 1 zeigt das Fahrzeug mit einer Anordnung 3 zur Überwachung wenigstens eines Parameters für mehrere (im dargestellten Beispiel vier) Fahrzeugräder. Die Anordnung 3 umfasst insgesamt vier Detektoreinheiten 5, wobei jeweils eine Detektoreinheit 5 an einem Fahrzeugrad 7 angeordnet ist. Jede Detektoreinheit 5 umfasst eine nicht näher dargestellte Sendeeinheit, die ihrerseits jeweils eine Sendeantenne aufweist. Die Detektoreinheiten 5 sind aus praktischen Gründen vorzugsweise identisch ausgestaltet.
-
Die Anordnung 3 umfasst des Weiteren zwei Empfangsantennen 9, wobei in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Empfangsantenne 9 im Bereich des vorderen linken Fahrzeugrads 7 und eine Empfangsantenne 9 im Bereich des hinteren linken Fahrzeugrads 7 ortsfest angeordnet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde bei der Darstellung in 1 auf die Darstellung der Fahrzeugräder an der linken Fahrzeugseite verzichtet. Statt dessen wurde schematisch die Richtcharakteristik der Empfangsantennen 9 dargestellt.
-
Schließlich umfasst die Anordnung 3 eine zentrale Auswerteeinheit 11, welche eine Auswerteeinheit 13 und eine dieser vorgeschaltete Empfangseinheit 15 aufweist.
-
Die Empfangsantennen 9 sind mit der Empfangseinheit 15 verbunden, wobei die Empfangseinheit 15 einen steuerbaren Schalter 17 aufweist, der jeweils das Signal einer Empfangsantenne 9 den weiteren Komponenten der Empfangseinheit 15 zuführt.
-
Bereits die in 1 dargestellte, relativ einfache Richtcharakteristik der Empfangsantennen 9, die in 3 detaillierter dargestellt ist, ermöglicht in Verbindung mit der gewählten Position und Ausrichtung der Empfangsantennen 9 die Möglichkeit, die Sendesignale der Detektoreinheiten 5 in den Radpositionen A, B, C, D zu unterscheiden.
-
Eine identische Ausbildung der Detektoreinheiten 5 vorausgesetzt, werden sich für die Empfangsantenne 9 in der zugeordneten Position I, die der Radposition A benachbart ist, folgende Beziehungen zwischen den Empfangsleistungen bzw. Signalpegeln P der Empfangssignale für Sendesignale der Detektoreinheiten in den Radpositionen A, B, C, D ergeben: PI(A) > PI(B) > PI(C) > PI(D)
-
Für die Empfangsantenne 9 in der Antennenposition II, welche der Radposition D benachbart ist, ergeben sich in analoger Weise folgende Beziehungen zwischen den Empfangssignalpegeln P bei Sendesignalen, die von den Detektoreinheiten 5 in den Radpositionen A, B, C, D erzeugt werden: PII(D) > PII(C) > PII(B) > PII(A)
-
Da der Abstand der Fahrzeugräder in Längsrichtung in der Regel größer ist als der Abstand der Räder an einer Fahrzeugachse, lassen sich auch bei der gewählten Empfangscharakteristik die Signale PI(B) und PI(C) bzw. die Empfangssignale PII(C) und PII(B) noch unterscheiden, obwohl die Empfindlichkeit der im Beispiel gewählten einfachen Dipolcharakteristik in den gewählten Empfangsrichtungen noch relativ ähnlich ist.
-
Selbstverständlich kann die Richtcharakteristik der Empfangsantennen 9 jedoch auch so ausgebildet sein, dass sich die Empfindlichkeit in diesen Richtungen deutlich unterscheidet, so dass auf diese Weise eine noch sicherere Unterscheidung der Empfangssignale der in diesen Radpositionen befindlichen Detektoreinheiten 5 ermöglicht wird.
-
Im Folgenden wir kurz das Verfahren erläutert, nach welchem die zentrale Auswerteeinheit 11 eine Unterscheidung und Zuordnung der von den einzelnen Detektoreinheiten 5 gesendeten Signale vornimmt.
-
Zunächst sei darauf hingewiesen, dass eine derartige Unterscheidung bzw. Zuordnung eines empfangenen Signals selbstverständlich vor bzw. bei jedem Empfangen eines von einer Detektoreinheit 5 gesendeten Signals vorgenommen werden kann. Anstelle dessen wird man jedoch in bevorzugter Weise in einem Zuordnungs- oder Initialisierungsvorgang, der auf Anforderung oder in vorbestimmten Zeitabständen von der zentralen Auswerteeinheit 11 durchgeführt werden kann, nacheinander jede der Detektoreinheiten 5 daraufhin untersuchen, in welcher Radposition A, B, C, D sich diese befindet und diese Information, zugeordnet zu einer für die betreffende Detektoreinheit charakteristischen Kennung in der zentralen Auswerte- und Steuereinheit 11 abspeichern. Nach Beendigung des Zuordnungsvorgangs kann dann in der normalen Betriebsweise der Anordnung 3 die Zuordnung dadurch erfolgen, dass lediglich die Kennung eines Empfangssignals detektiert und mit der gespeicherten Zuordnungsinformation verglichen wird. In der normalen Betriebsweise ist dann auch kein Umschalten der Empfangsantennen erforderlich. Vielmehr genügt es, die Empfangssignale aller vier Detektoreinheiten 5 mit ein und derselben Empfangsantenne 9 zu detektieren.
-
Soll eine Zuordnung der Empfangssignale zu Radpositionen erfolgen – ob im Rahmen eines Zuordnungs- oder Initialisierungsvorgangs oder bei Empfang jedes Signals in der normalen Betriebsweise –, so wird zunächst mittels des Schalters 17 eine Empfangsantenne mit der Empfangseinheit 15 verbunden und der betreffende Signalpegel ermittelt. In einem nächsten Schritt wird der Schalter 17 mit der jeweils anderen Empfangsantenne 9 verbunden und der Pegel des Empfangssignals infolge des Empfangs desselben Signals mit dieser Empfangsantenne 9 ermittelt. Die Auswerteeinheit 13 untersucht anschließend (bzw. jeden Empfangspegel nach dessen Feststellen), ob dieser Empfangspegel einen Schwellwert überschreitet, welcher den betreffenden Radpositionen A, B, C, D zugeordnet ist bzw. ob dieser Pegel in einem den betreffenden Radposition zugeordneten Wertebereich liegt. Überschreitet beispielsweise der Empfangspegel PI eines Signals, welches von der Empfangsantenne 9 in der Position I geliefert wird einen Schwellwert, welcher der Radposition B zugeordnet ist, nicht jedoch den Schwellwert, der der Radposition A zugeordnet ist, so wird das Empfangssignal der Radposition B zugeordnet. Damit ist der Vorgang für das Zuordnen eines Signals in der normalen Betriebsphase beendet. Wird ein Zuordnungs- bzw. Initialisierungsvorgang durchgeführt, so wird die Kennung des betreffenden Signals detektiert und zugeordnet zur betreffenden Radposition als Zuordnungsinformation gespeichert. Des Weiteren werden in einem Zuordnungs- bzw. Initialisierungsvorgang diese Schritte für die von sämtlichen Detektoreinheiten gesendeten Signale durchlaufen.
-
Da beide Empfangsantennen 9 zumindest theoretisch jeweils eine eindeutige Zuordnung des Signals infolge der gewählten Richtcharakteristik ermöglichen, kann die Auswerteeinheit 13 nicht nur eine Zuordnung des Signals infolge des Pegels der Empfangsantenne 9 in der Position I, sondern auch eine Zuordnung des Signals durch das Untersuchen des Pegels PII vornehmen, der von der Empfangsantenne 9 in der Position II geliefert wird. Durch diese Redundanz ergibt sich eine erhöhte Sicherheit.
-
Unterscheiden sich die detektierten Zuordnungen des Empfangssignals zur betreffenden Radposition infolge des Untersuchens der von den beiden Antennen gelieferten Pegel, so kann das Ergebnis verworfen und der Vorgang erneut durchgeführt werden.
-
In gleicher Weise können die Empfangssignale, die von den Empfangsantennen 9 in der Position I bzw. II geliefert werden nur für das Zuordnen bestimmter Radpositionen verwendet werden, beispielsweise diejenigen Radpositionen, die mit der höchsten Zuverlässigkeit unterschieden und zugeordnet werden können.
-
Das in 2 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Konfiguration nach 1 lediglich dadurch, dass die Empfangsantennen 9 an gegenüberliegenden Fahrzeuglängsseiten im Bereich des vorderen bzw. rückwärtigen Radhauses positioniert sind.
-
Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, wie vorstehend erwähnt, die Empfangsantenne 9 in der Position I nur für das Zuordnen eines Empfangssignals zu den Radpositionen B und C zu verwenden. Infolge der einfachen Richtcharakteristik besteht nämlich die Gefahr, dass sich die Signale der Detektoreinheiten 5 in den Radpositionen A und D in ihrem Empfangspegel nur relativ geringfügig unterscheiden. Diese Radpositionen können jedoch durch die Auswertung des von der Empfangsantenne 9 in der Position II gelieferten Empfangssignals sicher zugeordnet werden. Für die in 2 dargestellte Ausführungsform ergibt sich für die Empfangsantenne 9 in Position I die folgende Beziehung für die Verhältnisse der Empfangspegel: PI(B) > PI(A) > PI(D) > PI(C)
-
Für die Empfangsantenne 9 in Position II ergibt sich die vorstehend für die Ausführungsform nach 1 beschriebene Beziehung für die Empfangspegel.
-
Des Weiteren ist in 2 in der Empfangseinheit 15 selbst eine weitere Empfangsantenne 19 vorgesehen, die vorzugsweise auf einer gedruckten Leiterplatte der Schaltung der Empfangseinheit 15 realisiert ist. Diese Empfangsantenne kann beispielsweise die in 4 dargestellte Richtcharakteristik aufweisen. Ist diese Empfangsantenne, wie in 2 dargestellt, mit ihrer Richtcharakteristik auf die Position A ausgerichtet, so kann das betreffende Empfangssignal zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit der gesamten Anordnung bei der Auswertung der Signale der Empfangsantennen 9 verwendet werden. Die weitere Antenne kann jedoch auch auf eine der übrigen Radpositionen ausgerichtet sein. Insgesamt erhöht die weitere Empfangsantenne 19 die Redundanz der Anordnung und damit bei einer geeigneten Auswertung die Sicherheit der Zuordnung der Radpositionen A, B, C, D zu den Empfangssignalen.
