DE10241432A1

DE10241432A1 - Reifenzustands-Überwachungseinrichtung und - Verfahren

Info

Publication number: DE10241432A1
Application number: DE10241432A
Authority: DE
Inventors: Sheng Hsiung Lin
Original assignee: Lite On Automotive Corp
Current assignee: Lite On Automotive Corp
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2003-07-03
Also published as: TW593002B; US20030098787A1; JP2003196777A; US6774778B2

Abstract

Eine Reifenzustands-Überwachungseinrichtung, die in einem Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Reifen installiert ist, umfaßt eine Vielzahl von Sensormodulen, die an den Reifen installiert sind und einen drahtlosen Kommunikationssignalsender zum Übertragen eines HF-Signals haben. Das HF-Signal umfaßt einen spezifischen Code für den Reifenzustand und für den Sensormodul. Eine Vielzahl von Antennenmodulen sind jeweils individuell an jedem der Sensormodule installiert, um diese Signale zu empfangen. Eine Empfangseinrichtung ist elektrisch mit dem Antennenmodul gekoppelt, um das Signal zu verarbeiten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reifenzustands-Überwachungseinrichtung, und insbesondere eine Reifenzustands-Überwachungseinrichtung zu Überwachung des Zustandes in einem Reifen, wobei ein vereinfachtes Code-Erkennungsverfahren angewendet wird.

Es ist bereits eine Einrichtung bekannt, um die relative Lage zwischen dem Reifendruckmonitor und dem überwachten Reifen festzustellen. Beispielsweise offenbart die DE 101 36 831 A1 eine derartige Einrichtung mit einem Sensormodul, der in jedem der aufgepumpten Reifen angeordnet ist, um den Zustand des zugehörigen Reifens abzutasten. Nachdem der Zustand der Reifen kodiert worden ist, werden die Zustandsdaten als HF-Signale übertragen. Ein Dekodermodul umfasst einen Hochfrequenz an den Modul vom Empfang der HF-Signale, die von dem Sensormodul übertragen wird. Ein Speicher bei dem die Daten über den Zustand der Reifen in einem vorgegebenen Bereich und die Überwachungsdaten der Zustände des Reifens. Ein Rechner dekodiert die empfangenen HF-Signale und vergleicht die Daten in dem Speicher, um den Betriebszustand der aufgepumpten Reifen festzustellen. Ein Summer gibt ein Überwachungssignal, wenn der Druck und die Temperatur des einzelnen Reifens nicht normal ist, und identifiziert den einzelnen Reifen, um festzustellen, bei welchem Reifen der unnormale Zustand aufgetreten ist.

Wenn bei dieser bekannten Einrichtung eine Codierungsbestätigung in dem Dekodermodul und dem Sensormodul in jedem der aufgepumpten Reifen durchgeführt wird, muss der Benutzer die Luft in jedem der aufgepumpten Reifen des Motorfahrzeuges ablassen, so dass die schnelle Druckänderung in dem Reifen ausgenutzt werden kann, um kontinuierlich Signale von dem Sensormodul in dem Reifen zu übertragen. Nachdem der Dekodermodul identifiziert worden ist, wird die relative Lage des Reifens festgestellt, an dem dieser Sensormodul installiert ist. Dann muß dieser Reifen erneut aufgepumpt werden, bevor das Fahrzeug wieder betriebsbereit ist. Offensichtlich ist dieses Verfahren verhältnismäßig zeitaufwendig, unbequem und kompliziert.

Die US-A-6,259,361 zeigt ein System, welches die Temperatur und eine Beschleunigungseinrichtung benutzt, um den vorderen Reifen und den hinteren Reifen zu identifizieren und die Position der Reifen zu bestätigen. Obwohl der vordere Reifen näher bei dem Motor liegt, der zum Antreiben des Kraftfahrzeuges dient, und daher eine höhere Temperatur als der hintere Reifen hat, wird jedoch die Temperaturdifferenz oft durch die Außentemperatur beeinflußt, so dass korrekte Resultate nicht erhalten werden können.

Daher ist das vorstehende Code-Erkennungsverfahren nicht in der Lage, einen schnellen und effektiven Code-Erkennungsmodul für den Reifenüberwachungs-Dekodermodul in dem Kraftfahrzeug zu liefern, um einen speziellen Code für jeden aufgepumpten Reifen zu definieren. Es ist daher erwünscht, ein Code-Erkennungsverfahren und eine Einrichtung Überwachung des Luftdruckes zu haben, wodurch das Code-Erkennungsverfahren für die Reifenzustands-Überwachungseinrichtung einfacher und schneller wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Reifenüberwachnungseinrichtung zum Überwachen der Zustände der Reifen sowie ein Code-Erkennungsverfahren bereitzustellen, wobei durch diese Einrichtung bzw. das Verfahren die Identifizierung der Reifenposition und der installierten Reifenzustands-Überwachungseinrichtung leicht und ohne die Ausführung eines komplizierten Verfahrens identifiziert werden können.

Dazu sind die erfindungsgemäße Einrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren so ausgestaltet, wie es in den unabhängigen Einrichtungs- bzw. Verfahrensansprüchen angegeben ist.

Da bei der Reifenüberwachnungseinrichtung gemäß der Erfindung kein kompliziertes Code-Erkennungsverfahren erforderlich ist, um das von jedem Reifen übertragene Signal, insbesondere HF-Signal, zu identifizieren, kann ein Bedienungsmann die Code-Erkennung nach dem Austausch eines Reifens leicht ausführen.

Vorderafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an der beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Reifenüberwachungseinrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Reifenüberwachungseinrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 1 umfasst eine Reifenüberwachungseinrichtung 10 vier Sensormodulen 36a, 36b, 36c, 36d, die jeweils an dem linken Vorderrad (FL), dem linken Hinterrad (RL) dem rechten Vorderrad (FR) und dem rechten Hinterrad (RR) eines Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Jeder Sensormodul hat eine anwendungsspezifische, integrierte Schaltung (ASIC) und einen Hochfrequenz-(RF)-Sender. Der Sendermodul, der an einem individuellen, aufgepumpten Reifen installiert wird, wird dazu verwendet, Zustandsdaten des Reifens zu erfassen. Nach der Codierung der erfaßten Reifenzustandsdaten, wird der Code über das RF Signal übertragen. Solch ein ASIC-Sensor überträgt das Signal an den Sensor etwa jede Minute, und dieser sendet die Daten der gegenwärtigen Reifenzustandswerte, beispielsweise die Daten des Reifendrucks, der Temperatur und der Beschleunigung als RF Signal. Solch ein Sensormodul ist aus der DE 101 36 831 A1 zu entnehmen.
Die Reifenüberwachungseinrichtung 10 umfasst vier Antennenmodulen 14a, 14b, 14c, 14d, die jeweils an einer Position nahe bei dem linken Vorderrad, dem linken Hinterrad, dem rechten Vorderrad und dem rechten Hinterrad des Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Das von den vier Antennenmodulen 14a, 14b, 14c, 14d empfangenen Signal wird in einen elektronischen Schaltermodul 17 eingegeben. Der elektronische Schaltermodul 16 hat vier Signalschalter 17a, 17b, 17c, 17d, die jeweils dazu verwendet werden, die elektrische Verbindung von den Antennenmodulen 14a, 14b, 14c, 14d an eine Hochfrequenz-Impentanzanpassungseinrichtung 19 zu steuern. Vier Erdschalter 18a, 18b, 18c, 18d werden verwendet, um die Erdung der Antennenmodule 14a, 14b, 14c, 14d zu steuern. Die Impetanzanpassungseinrichtung 19 ist mit dem RF Empfänger 20 und mit einer zentralen Rechnereinheit 26 durch ein Analog/Digital-Umsetzer 32 und eine Modemschaltung 34 verbunden. Die zentrale Recheneinrichtung 26 kann einen Monitor 24 und den elektronischen Schaltermodul 16 steuern.
Das Signal der Radzustandsdaten, das von den ASIC-Sensor über den Signalsender drahtlos übertragen wird, enthält auch einen speziellen Code des ASIC-Sensors. Wenn daher der Reifen überwacht wird, verbindet die zentrale Recheneinheit 26 die vier Signalschalter 17a, 17b, 17c, 17d des elektronischen Schaltermoduls 16, und die vier Erdschalter 18a, 18b, 18c, 18d werden geöffnet, so dass die Antennenmodule 14a, 14b, 14c, 14d elektrisch mit der RF-Impedanz-Anpassungseinrichtung 19 verbunden werden können. Obwohl bei der Reifenüberwachungseinrichtung 10 HF-Signale von vier Sensormodulen 36a, 36b, 36c, 36d übertragen werden, überträgt der Sensormodul im allgemeinen das Signal etwa einmal pro Minute. Daher stüzt sich die RF Impetanzanpassungseinrichtung 19 auf das empfangene Signal, um eine Signalumschaltung an den RF Empfänger 20 zu erzeugen.
Der RF-Empfänger 20 teilt das empfangene RF Signal in ein Datensignal und ein Modulsignal auf. Das Datensignal umfasst die Reifenzustandswerte, beispielsweise die Temperatur und den Druck, die von den Sensormodulen erfast wurden, und einen speziellen Code des Sensormoduls des Reifens. Das Datensignal und das Amplitudensignal werden an die zentrale Recheneinheit 26 durch einen Analog/Digital-Umsetzer 32 und eine Modemschaltung 34 gesendet. Die zentrale Recheneinheit 26 indentifiziert den Reifen, von dem dieses Signal gesendet wurde, durch den speziellen Code des Sensormoduls des Reifens, und sie steuert den Monitor, um die Reifenzustandsdaten des Kraftfahrzeugs 12 anzuzeigen.
Bevor die Reifenüberwachungseinrichtung 10 für die Überwachung verwendet werden kann, muss ein Code-Erkennungsverfahren an ihr durchgeführt werden. Bei dem Code- Erkennungsverfahren, das in der Figur dargestellt ist, schließt die zentrale Recheneinheit 26 den Signalschalter 17a als erstes an und öffnet den Rest der Signalschalter 17b, 17c, 17d und den Erdschalters 18a, während der Rest der Erdschalter 18b, 18c, 18d geerdet wird, so dass nur das an den Antennenmodul 14a empfangene Signal in die RF-Impetanzanpassungseinrichtung 19, den RF Empfänger 20 und die zentrale Recheneinheit 26 eingegeben wird. Die zentrale Recheneinheit 26 vergleicht das Amplitudensignal, mit einem vorgegebenen Wert. Wenn die Amplitude größer als der vorgegebene Wert ist, wird festgestellt, dass dieses Signal dasjenige ist, welches von dem Sensormodul 36a in dem linken Vorderrad übertragen wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel vergleicht die zentrale Recheneinheit 26 das Amplitudensignal, das von dem RF Empfänger 20 angegeben wird, und wählt das Signal mit dem größten Wert aus, um festzustellen, ob das Signal von dem Sensormodul 36a in dem linken Vorderrad übertragen wird oder nicht. Daher kann die zentrale Recheneinheit 26 individuell die spezifischen Codes der Sensormodule 36a, 36b, 36c, 36d und die Position des installierten Reifens speichern, so dass wenn der Reifen überwacht wird, der spezifische Code festlegt, von welchem Reifen das Signal übertragen wird.
Die Amplitude des RF Signals ist bekanntlich umgekehrt proportional zu der dritten Potenz des Abstandes. Der Antennenmodul 14a empfängt daher die von den Sensormodulen 36a, 36b, 36c, 36d übertragenen Signale, wobei aber die Amplitude des von dem Sensormodul 36a übertragenen Signals erheblich größer ist als die Amplituden von den anderen drei Signalen, die drahtlos von den restlichen Sensormodulen 36b, 36c, 36d übertragen werden. Daher kann, wenn die Amplitude größer als ein vorgegebener Wert ist und/oder ein Maximum annimmt, davon sicher ausgegangen werden, dass das empfangene Signal von dem Sensormodul 36a kommt, der der Antenne 14a entspricht. Des weiteren kann die entsprechende Position und der spezifische Code des Sensormoduls 36a festgestellt werden. Auf ähnliche Weise werden die Signalen von dem Rest der Sensormodulen 36b, 36c, 36d empfangen, und ihre spezifischen Codes können von den Antennenmodulen 14b, 14c, 14d respektive identifiziert werden.
Nachdem das Kraftfahrzeug, das mit vier Rädern ausgerüstet ist, das Code-Erkennungsverfahren durchlaufen hat, kann die zentrale Recheneinheit 26 individuell den spezifischen Code der Sensormodule 36a, 36b, 36c, 36d und die Position des installierten Reifens speichern. Wenn ein Benutzer die Position des Reifens verändert hat (beispielsweise ein Umsetzen des Reifens von vorne nach hinten) kann, da die spezifischen Codes der Sensormodul 36a, 36b, 36c, 36d der vier Reifen gespeichert worden sind, die zentrale Recheneinheit 26 den gespeicherten spezifischen Code und den spezifischen Code des empfangenen Singales vergleichen, um ein Übersprechen von anderen Kraftfahrzeugen zu eliminieren und ferner um die Reifenposition mit dem installierten Sensormodul zu identifizieren, wobei dann die automatische Positionserkennung abgeschlossen ist.
Der elektronische Schaltermodul 16 hat vier Signalschalter 17a, 17b, 17c, 17d, die die Antennenmodule 14a, 14b, 14c, 14d individuell mit der RF-Impetanzanpassungseinrichtung 19 verbinden. Die vier Erdschalter 18a, 18b, 18c, 18d arbeiten mit den vier Signalschaltern 17a, 17b, 17c, 17d zusammen, um zusätzlich das Übersprechen zwischen den Signalen zu vermeiden.
Die Reifenüberwachungseinrichtung 50 gemäß Fig. 2 ist ähnlich aufgebaut wie die Reifenüberwachungseinrichtung 10. Die Reifenüberwachungseinrichtung 10 hat zwei Antennenmodule 54a, 54b, die einzelnen an dem vorderen Ende und am hinteren Ende des Kraftfahrzeuges 52 angeordnet sind. Über ASIC-Sensor der Sensormodule 76a, 76b, 76c, 76d der Reifenüberwachungseinrichtung 50 wird dazu verwendet, die Reifenzustandswerte zu erfassen, wobei die Reifenzustandswerte wenigstens die Daten bezüglich des Drucks, der Temperatur und der Beschleunigung umfassen.
Während der Signalerfassung empfängt die Reifenüberwachungseinrichtung 50 das von den Sensormodulen übertragener RF Signal durch die zwei Antennenmodule 54a, 54b, und das HF-Signal umfasst die Reifenzustandsdaten eines individuellen Reifens. Bei dem Code-Erkennungsverfahren, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, verbindet die zentrale Recheneinheit 66 den Signalschaltung 57a und unterbricht den Signalschalter 57b und den Erdschalter 58b, so dass nur das von dem Antennenmodul 54a empfangene Signal in die RF- Impetanzanpassungseinrichtung 59, den RF Empfänger und die zentrale Verarbeitungseinheit 66 eintritt. Die zentrale Verarbeitungseinheit 66 vergleicht das Amplitudensignal, das von dem RF-Empfänger 60 eingegeben wird, mit einem vorgegebenen Wert. Wenn der Wert der Amplitude größer als der vorgegebene Wert ist, wird festgestellt, dass dieses Signal von den Sensormodulen 76a, 76b in dem linken Vorderrad und dem rechten Vorderrad kommt. Des weiteren können die ASIC-Sensoren in den Sensormodulen 76a, 76b, 76c, 76d die Beschleunigung in dem Reifen erfassen. Bekanntlich ist die Beschleunigung ein Richtungsvektor. Wenn der Sensor an dem linken Rad, beispielsweise dem linken Vorderrad, eine positive Beschleunigung anzeigt, wenn das Kraftfahrzeug sich nach vorne bewegt, zeigt der Sensor an den rechten Rad, beispielsweise dem rechten Vorderrad, eine negative Beschleunigung bzw. Verzögerung an, was durch die Anordnung der Sensormodul in der gezeigten Weise bedingt ist. Daher kann aufgrund der Beschleunigung und Verzögerung des Reifens festgestellt werden, ob das Signal von dem linken Reifen ohne dem rechten Reifen kommt. Wenn das Kraftfahrzeug einen Ersatzreifen hat, hat dieser ebenfalls einen Sensormodul. Da die Beschleunigung in dem Ersatzreifen gleich Null ist, kann auch das Signal von dem Ersatzreifen festgestellt werden.
Aus der vorstehende Beschreibung wird ersichtlich, dass die Reifenüberwachungseinrichtung gemäß der Erfindung kein kompliziertes Code-Erkennungsverfahren benötigt, um festzustellen von welchem Reifen das übertragener RF Signal kommt. Wenn daher ein Benutzer die Reifen ausgetauscht hat, ist eine zusätzliche Einrichtung oder ein kompliziertes Verfahren nicht erforderlich, um auf einfache Weise die Code-Erkennung durchzuführen.

Claims

1. Reifenüberwachungseinrichtung die an einem Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Reifen installiert ist, umfassend:
eine Vielzahl von Sensormodulen(36a, 36b, 36c, 36d), die in den Reifen angeordnet sind und Signalsender zur drahtlosen Übertragung eines Signals aufweist, wobei das Signal einen spezifischen Code für die Reifenzustandswerte und einen spezifischen Code für die Sensormodule (36a, 36b, 36c, 36d) umfasst;
eine Vielzahl von Antennenmodulen (14a, 14b, 14c, 14d), die an individuellen Sensormodulen (36a, 36b, 36c, 36d) installiert sind, um das Signal zu empfangen; und
eine Empfangseinrichtung (20), die elektrisch mit den Antennenmodulen zu koppeln ist; und
eine Verarbeitungseinheit 26.

2. Reifenüberwachungseinrichtung, die in einem Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Reifen isoliert ist, umfassend:
eine Vielzahl von Sensormodulen(76a, 76b, 76c, 76d), die in den Reifen installiert sind und einen Signalsender zur drahtlosen Übertragung eines Signals aufweist, wobei das Signal einen spezifischen Code für die Reifenzustandswerte und einen spezifischen Code für den Sensormodule (76a, 76b, 76c, 76d) umfassen;
zwei Antennenmodule 54a, 54b, die separat an den vorderen Ende bzw. dem hinteren Ende des Kraftfahrzeuges installiert sind, um das Signal zu empfangen; und
ein Empfangseinrichtung (60), die elektrisch mit den Antennenmodulen (76a, 76b, 76c, 76d) gekoppelt ist; und
eine Verarbeitungseinheit 66.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein HF-Signal ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenzustandswerte ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend den Reifendruck, die Temperatur, die Beschleunigung und Kombinationen davon.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (20, 24, 26; 60, 64, 66) umfasst:
einen elektronischen Schaltermodul (16; 56), der die Sensormodulen (36a, 36b, 36c, 36d; 76a, 76b, 76c, 76d) wahlweise an die Vielzahl der Antennemodule (14a, 14b, 14c, 14d; 54a, 54b) koppelt;
einen RF Empfänger (20; 60), der an die elektronischen Schalter gekoppelt ist, um dass HF-Signal der Antennenmodule (14a, 14b, 14c, 14d; 54a, 54b) in ein Datensignal und ein Amplitudensignal aufzuteilen; und
eine zentrale Verarbeitungseinheit (26; 66), die mit dem HF-Empfänger (20; 60) gekoppelt ist, um den elektronischen Schaltermodul und den Monitor (24; 64) zu steuern.

6. Code-Erkennungsverfahren für eine Reifenüberwachungseinrichtung umfassend:
Bereitstellen einer Vielzahl von Sensormodulen, die an einer Vielzahl von Reifen an einem Kraftfahrzeug installiert sind, wobei jeder Sensormodul einen Signalsender für die drahtlose Übertragung eines Signals umfasst, welches einen spezifischen Code für die Reifenzustandsdaten und einen spezifischen Code für den Sensormodul umfasst;
Bereitstellen einer Vielzahl von Antennenmodulen, die jeweils an individuellen Sensormodulen zum Empfang des Signals installiert sind;
wahlweises Ankoppeln der Vielzahl der Antennenmodule;
Aufteilen des Signals in ein Datensignal und ein Amplitudensignal;
Bestimmung der Intensität des Amplitudensignals, um die Installationslage und den spezifischen Code des Sensormoduls festzustellen, von dem das Signal übertragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellung der Installationslage des Sensormoduls ferner umfasst, dass die Installationslage und der spezifische Code des Sensormoduls, von dem das Signal übertragen wird, festgestellt wird, wenn die Intensität des Signals größer als ein vorgegebener Wert ist.

8. Code-Erkennungverfahren für eine Reifenüberwachungseinrichtung umfassend:
Bereitstellen einer Vielzahl von Sensormodulen, die in einer Vielzahl von Reifen eines Kraftfahrzeuges installiert sind, wobei jeder Sensormodul einen Signalsender für die drahtlose Übertragung eines Signals umfasst, welches einen spezifischen Code für die Reifenzustandswerte und einen spezifischen Code für den Sensormodul umfasst;
Bereitstellen von zwei Antennenmodulen, die jeweils an dem vorderen Ende und dem hinteren Ende des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, um das Signal zu empfangen;
wahlweises Ankoppeln der beiden Antennenmodulen;
Aufteilen des Signals in ein Datensignal und ein Amplitudensignal;
Feststellen der Lage des Sensormoduls, der das Signal überträgt, das von dem vorderen Ende oder dem hinteren Ende des Kraftfahrzeugs kommt, durch die Intensität des Amplitudensignals; und
Feststellen der Lage des Sensormoduls, der das Signal überträgt, das von dem Reifen auf der linken oder dem Reifen auf der rechten Seite des Fahrzeugs kommt, durch das Beschleunigungssignal, wodurch die Instalationslage und die spezifischen Codes des Sensormoduls identifiziert wird, der das Signal überträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, ferner umfassend:
Bereitstellen eines Speichers zum Speichern der spezifischen Codes der Vielzahl der Sensormodule; und
Vergleichen des spezifischen Codes in dem Speicher und des spezifischen Codes, der von dem Sensormodul übertragen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein HE-Signal ist.

11. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifenzustand ausgewählt wird aus einer Gruppe umfassend den Druck, die Temperatur, die Beschleunigung und eine Kombination davon.