DE10243914A1

DE10243914A1 - System und Verfahren zur Reifendrucküberwachung

Info

Publication number: DE10243914A1
Application number: DE10243914A
Authority: DE
Inventors: Peter Saeger
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2003-05-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein TPMS-Reifendrucküberwachungssystem für Kraftfahrzeuge, wobei Reifendruckmeßeinrichtungen oder Reifendruckmeßmodule gemeinsam mit den Meßwerten eine individuelle Identifiktationsinformation (4) senden, bei dem eine oder mehrere Empfangseinrichtungen (2, 3) vorgesehen sind, welche die drahtlos übertragenen Meßwerte und die Identifikationsinformation empfangen und zu einer zentralen Auswerteeinrichtung (1) weiterleiten, welche die empfangenen Signale verarbeitet, und bei dem die Reifendruckmeßeinrichtungen oder Reifendruckmeßmodule (13...16) in Radgruppen eingeteilt sind und wobei die Zuordnung der empfangenen Druckmeßwerte zu einem individuellen Rad durch Vergleich der Identifikationssignale mit der über Auswertung der Empfängersignale ermittelten Radgruppe durch Überprüfung der Zuordnung von Identifikationssignalen zu den Radgruppen erfolgt. DOLLAR A Weiterhin ist ein Verfahren zur TPMS-Reifendrucküberwachung beschrieben, bei dem eine Zuordnung der einzelnen Druckmeßwerte zu den jeweiligen Rädern vorgenommen wird, indem eine Identifikationsinformation der Reifendruckmeßmodule gemeinsam mit einer durch die Vorrichtung ermittelten Radgruppe ausgewertet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reifendrucküberwachungssystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Reifendrucküberwachung gemäß Oberbegriff von Anspruch 4.
Aus der DE 199 26 616 und der DE 199 38 431 sind sensorische Reifendrucküberwachungssysteme für Kraftfahrzeuge bekannt. Bei diesen Systemen, die auch als TPMS ("Tire Pressure Monitoring System") bezeichnet werden, wird der Reifendruck mittels im Reifenventil integrierter Reifendruckmeßmodule bestimmt und die gemessene Reifendruckinformation wird, zum Teil gemeinsam mit einer Temperaturinformation, drahtlos an einen oder mehrere im Fahrzeug installierte Empfänger übertragen.
Ein bekanntes Problem bei den zuvor beschriebenen Druckmeßsystemen ist die Bestimmung der aktuellen Position eines Radmeßmoduls, welche auf Grund der Anordnung in der Felge von der Montageposition des jeweiligen Rades abhängt. Vielfach ist es erwünscht, den gemessenen Luftdruck zum Beispiel im Armaturenbrett radindividuell und gemeinsam mit einer Information über die entsprechende Position des Drucksensors im Fahrzeug anzuzeigen. Dabei besteht das Problem, daß bei einem manuellen Vertauschen der Räder des Kraftfahrzeugs, z. B. bei einem Wechsel von Sommer- auf Winterbereifung sich die Zuordnung der Radmeßmodule zu den Radhäusern verändern kann, obwohl die einzelnen Radmodule an sich durch ein in dem Fahrzeug angeordnetes Steuergerät mittels einer individuellen Identifikationsinformation (Identifier) voneinander unterscheidbar sind. Ohne besondere Maßnahmen ist eine Zuordnung der Druckanzeige zu den Radhäusern jedoch zumindest nach einem Felgentausch später nicht mehr möglich. Zur Lösung dieses Problems sind bereits Vorrichtungen bekannt geworden, bei denen eine Positionserkennung durch das System automatisch vorgenommen werden kann; zum Beispiel in dem im Bereich der Radkästen Empfangsantennen oder Empfangsmodule angeordnet werden, mit denen die Feldstärke des Antennensignals in den einzelnen Radhäusern erfaßt und ausgewertet werden kann.
In an sich bekannten direktmessenden Druckmeßsystemen ist somit zur Realisierung einer Positionserkennung eine aufwendige Empfangsanlage bestehend aus vier Empfängern im Bereich der Radhäuser oder zumindest mit einer entsprechenden Empfangsanordnung, die vier Antennen aufweist, die bis in den Bereich der Radhäuser führen, erforderlich.
Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, ein System und ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Positionserkennung mit einem verringerten vorrichtungsmäßigen Aufwand durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 beschriebene System und das Verfahren in Anspruch 4 gelöst.
Die Erfindung betrifft ein TPMS-Reifendrucküberwachungssystem für Kraftfahrzeuge, mit radindividuellen Reifendruckmeßmodulen, Sendeeinrichtungen zur drahtlosen Übertragung der Meßwerte von den einzelnen Rädern zu einer oder mehreren im Fahrzeug installierten Empfangseinrichtungen, zu denen insbesondere Empfänger, aber auch Empfangsantennen zählen. Zur Auswertung der empfangenen Signale ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, welche eine Positionserkennung und ggf. eine weitere Aufbereitung der Reifendruckmeßwert vornimmt. Zur Unterscheidung der Reifendruckmeßmodule senden diese gemeinsam mit den Meßwerten eine individuelle Identifikationsinformation an die Empfangseinrichtung.
Die Reifendruckmeßmodule können in das Reifenluftventil integriert oder als eigenständige im Rad mitrotierende Reifendruckmeßeinrichtungen ausgeführt sein.
Die Auswerteeinrichtung ist bevorzugt in einem Steuergerät für eine elektronisch gesteuerte Bremsanlage integriert, kann aber auch in einem separaten Gehäuse, beispielsweise in einem Empfänger für Schlüssel mit Funksender (Remote Keyless Entry), untergebracht sein.
Die Auswerteeinrichtung für die Positionszuordnung kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auch in einer elektronischen Steuerung des Armaturenbretts integriert sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn die zu übertragenden Informationen über einen Fahrzeugdatenbus von den Empfängern direkt an das Armaturenbrett übertragen werden.
Durch die Positionserkennung nach der Erfindung kann eine Zuordnung der empfangenen Druckmeßwerte zu den am Fahrzeug montierten Rädern vorgenommen werden, wobei gemeinsam mit einer Einteilung der Identifier in Radgruppen eine vorrichtungsmäßige Ortung des Radmeßmoduls durchgeführt wird. Die erfindungsgemäße Ortung wird jedoch nicht mit der üblichen Ortsgenauigkeit durchgeführt, sondern ist auf bestimmte Fahrzeugbereiche (vorne, hinten, rechts, links, etc.) beschränkt. Durch die Einteilung der Radmodule in vorbestimmte Gruppen ist es möglich, in einer Vorrichtung mit beispielsweise vier Empfängern in den Radhäusern auf zwei Empfänger zu verzichten. Mit Hilfe des weiter unten beschriebenen Verfahrens, bei dem zwei Positionserkennungsverfahren miteinander kombiniert werden, ist kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit genau einer Empfangseinrichtung ausgeführt werden.
Nach dem Verfahren der Erfindung werden die Radmeßmodule in Radgruppen eingeteilt. Radgruppen lassen sich beispielsweise durch eine Aufteilung der Räder in mehrere räumlich begrenzte Fahrzeugbereiche definieren. Geeignete Gruppen sind beispielsweise rechtslinks, vorne/hinten oder diagonal vorne linksdiagonal hinten rechts. Wird nach einer bevorzugten Ausführungsform eine Einteilung der Radgruppen in zwei diagonal angeordnete Gruppen, z. B. "vorne links" und "hinten rechts", vorgenommen, ist es besonders zweckmäßig, zwei Empfänger einzusetzen, wobei die beiden Empfänger beispielsweise diagonal gegenüberliegend (z. B. ein Empfänger im Bereich des vorderen linken und ein Empfänger im Bereich des hinteren rechten Radhaus) angeordnet werden. In diesem Fall kann auf besonders einfache Weise festgestellt werden, ob bei einem Radwechsel die Laufrichtung der Räder getauscht wurde.
Die Radmeßmodule umfassen bevorzugt eine oder mehrere individuelle optische Kennzeichnungen, welche insbesondere erhalten werden durch Aufbringen von Richtungsangaben (z. B. Einprägung eines Pfeils in das Gehäuse) oder Aufbringen von Bezeichnungen (z. B. Bezeichnung der Seite mit den Lettern "nur RECHTS" oder "nur LINKS") oder aber durch farbliche Kennzeichnung des Radmeßmoduls.
Üblicherweise werden die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelten Druck- und Positionsinformationen für eine Druckanzeige im Armaturenbrett des Fahrzeugs herangezogen. Es ist aber ebenfalls möglich und bevorzugt, die ermittelten Druckinformationen für Eingriffe in die Sicherheitsfunktionen eines Kraftfahrzeug-Regelungssystems, z. B. in ein Fahrstabilitätsregelungssystem (ESP) zur Verbesserung der Sicherheit, einzusetzen.
Wie bereits erwähnt, ist es möglich, das Verfahren der Erfindung nach einer bevorzugten Ausführungsform mit genau einem Empfänger durchzuführen, wenn zusätzlich zu dem in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Positionserkennungsverfahren ein weiteres Positionserkennungsverfahren, wie es beispielsweise in der Deutschen Patentanmeldung DE 10 20 7785 beschrieben ist, mit dem vorliegenden Positionserkennungsverfahren kombiniert wird. Das in der DE 10 20 7785 beschriebene Verfahren, welches gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit dem Verfahren der Erfindung kombiniert wird, basiert auf dem Prinzip der Berücksichtigung der Reifentemperatur, die sich mit dem zur Druckmessung eingesetzten Reifenmeßmodul ebenfalls messen läßt. Bei diesem Verfahren wird zur TPMS-Positionszuordnung der Fahrzustand gemeinsam mit den fahrzustandsabhängigen individuellen Temperaturänderungen und/oder mit den fahrzustandsabhängigen Druckänderungen in den Rädern ausgewertet. Nach dem Verfahren der Erfindung wird die Positionszuordnung der Radmodule bevorzugt im wesentlichen ausschließlich mittels eines auf einem Algorithmus basierenden Lösung erreicht. Hierdurch wird bei dem vorliegenden, für die Massenproduktion vorgesehenen, Reifendruckkontrollsystem ein erheblicher Kosteneinsparungseffekt gegenüber an sich bekannten Reifendruckkontrollsystemen erzielt. Die Positionserkennung erfolgt insbesondere durch Beobachtung von zeitlich aufeinanderfolgenden Druck- und Temperaturmessungen, die während der Fahrt des Kraftfahrzeuges vorgenommen werden. Es ist dabei auch möglich, Druck- bzw. Temperaturinformationen vor Beginn der Fahrt mit auszuwerten. Der Reifendruck und die Reifentemperatur sind keine voneinander unabhängigen Größen. Unter der vereinfachenden Annahme eines idealen Gases und einer konstanten Gasteilchenzahl im Reifen besteht der physikalische Zusammenhang P/T = const. In dem hier beschriebenen zweiten Positionserkennungsverfahren wird also sowohl die Reifentemperatur als auch der Reifendruck gemessen und durch eine Übertragungseinrichtung an einen Empfänger im Bereich des Fahrzeugchassis bzw. der Fahrzeugkarosserie übertragen. Es hat sich gezeigt, daß die Reifentemperatur nicht nur von äußeren thermischen Effekten, wie Wetter, Sonneneinstrahlung etc., bestimmt wird, sondern auch von den zurückliegenden Fahrzuständen des Fahrzeugs, insbesondere dem Fahrzustand des betreffenden Rades, für das die Temperatur bestimmt werden soll. Durch Messung des zeitlichen Verlaufs von Druck- und Temperatur können bestimmte Fahrzustände mit erheblich größerer Zuverlässigkeit bestimmt werden, als bei Messung lediglich einer dieser Meßgrößen. So wirken sich beispielsweise Änderungen der Außentemperatur in der Regel auf den Druck und die Temperatur in ähnlicher Weise aus, wogegen sich eine Druckänderung auf Grund eines Reifendefekts nur unwesentlich auf die Reifentemperatur auswirkt. Gemäß dem zweiten Positionserkennungsverfahren ist es also möglich, das erfindungsgemäße Verfahren lediglich mit einer Empfangseinrichtung durchzuführen.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Fig. 1 näher erläutert. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen System zur Reifendruckbestimmung (TPMS).
In Fig. 1 sind Räder 9, 10, 11 und 12 in den Radhäusern 5, 6, 7 und 8 angeordnet, wobei in jede Felge eines Rades ein Radmeßmodul 13, 14, 15 und 16 befestigt ist. Bei den Radmeßmodulen handelt es sich um ein System aus Drucksensorik, Batterie und Sender, welches in das Reifenluftventil integriert ist. Die von einem Radmeßmodul gemessenen Druck- und Temperaturinformationen werden von dem im Radmeßmodul angeordneten Sender über Antenne 17 drahtlos zu Antennen 18 und von dort an den jeweils mit der entsprechenden Antenne verbundenen Empfänger 2 und 3 übertragen. Beide Empfänger 2 und 3 empfangen die übertragene Druck- /Temperaturinformation und wandeln diese in ein niederfrequentes Signal um, welches über Leitungen 21 an eine zentrale elektronische Auswerteeinrichtung 1 weitergeleitet wird. In Auswerteeinrichtung 1 werden die weitergeleiteten Informationen dann zum Beispiel für eine Übertragung durch einen Fahrzeugdatenbus weiterverarbeitet. Es ist ebenfalls möglich, daß die Empfänger 2 und 3 selbst mit einem Anschluß für den vorstehend erwähnten Fahrzeugdatenbus ausgestattet sind, wodurch die Leitungen 21 entfallen können. Auswerteeinrichtung 1 ist bevorzugt in einem Steuergerät 19 für eine elektronisch gesteuerte Bremsanlage integriert.
Auswerteeinrichtung 1 führt mittels eines Mikroprozessorsystems die Positionszuordnung durch, in dem eine Unterscheidung zwischen den Radmeßmodulen 13 und 15 im Bereich des in der Nähe der Vorderachse angeordneten Empfängers 2 und der Radmeßmodule 14 und 16 im Bereich des Empfängers 3 in der Nähe der Hinterachse vorgenommen wird. Radmeßmodule 13, 14, 15 und 16 senden in regelmäßigen Abständen gemeinsam mit der Druck-/Temperaturinformation individuelle Identifikationsinformationen 4 (A, B, C, D) aus. Diese Identifikationsinformationen werden jeweils von beiden Empfängern 2 und 3 empfangen. Zusätzlich werden die Radmeßmodule 13, 14, 15 und 16 bereits bei der Herstellung in zwei Gruppen eingeteilt, wobei eine entsprechende Gruppenbezeichnung am Gehäuse des Radmeßmoduls so angebracht wird, daß diese bei der Reifenmontage deutlich sichtbar ist. Je nach Kennzeichnung wird eine Montage des Radmeßmoduls entweder im vorderen Fahrzeugteil (Radmodule 13 und 15) oder im hinteren Fahrzeugteil (Radmodule 14 und 16) vorgenommen. In Abhängigkeit von der Kennzeichnung wird außerdem eine gruppenspezifische Identifikationsinformation für die jeweilige Radmodulgruppe vergeben. Die Identifikationsinformation ist zum Beispiel eine digital kodierte ganze Zahl mit einer festgelegten Wortbreite (Identifier). Bekanntlich ist es bei TPMS-Systemen zur Vermeidung einer Beeinflussung von und durch Nachbarfahrzeuge notwendig, daß bei der Produktion der Radmeßmodule möglichst wenige Identifier doppelt vergeben werden. Wird nun gemäß der Erfindung eine Einteilung der Zahlen in der Weise vorgenommen, daß ein gerades Byte für die linke Seite und ein ungerades Bytes für die rechte Seite vergeben wird, kann durch zusätzliche an sich bekannte Auswertung der Empfangsfeldstärke, insbesondere mittels eines statistischen Auswahlverfahrens, festgestellt werden, ob ein Radmodul im Bereich der Vorderachse oder im Bereich der Hinterachse angeordnet ist.

Claims

1. Reifendrucküberwachungssystem für Kraftfahrzeuge, mit radindividuellen Reifendruckmeßmodulen (13. . . 16), Sendeeinrichtungen (17) zur drahtlosen Übertragung der Meßwerte von den einzelnen Rädern zu im Fahrzeug installierten Empfangs- (2, 3) und Auswerteeinrichtungen (1), wobei die Reifendruckmeßeinrichtungen oder Reifendruckmeßmodule gemeinsam mit den Meßwerten eine individuelle Identifikationsinformation (4) senden, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Empfangseinrichtungen (2, 3) vorgesehen sind, welche die drahtlos übertragenen Meßwerte und die Identifikationsinformation empfangen und zu einer zentralen Auswerteeinrichtung (1) weiterleiten, welche die empfangenen Signale verarbeitet, und daß die Reifendruckmeßeinrichtungen oder Reifendruckmeßmodule (13. . . 16) in zwei oder mehrere Radgruppen (rechts/links oder vorne/hinten oder diagonal) eingeteilt sind und wobei die Zuordnung der empfangenen Druckmeßwerte zu einem individuellen Rad, Reifen oder Felge (9. . . 12) durch Vergleich der Identifikationssignale mit der über Auswertung der Empfängersignale ermittelten Radgruppe durch Überprüfung der Zuordnung von Identifikationssignalen zu den Radgruppen erfolgt.

2. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radindividuellen Reifendruckmeßmodule in Form von Meß- und Sendeeinrichtungen ausgebildet sind, die im Bereich der Felge oder des Reifens angeordnet sind, wobei diese insbesondere baulich in den Radventilen integriert sind.

3. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einteilung der Reifendruckmeßeinrichtungen oder Reifendruckmeßmodule in die Gruppen vorne/hinten erfolgt und ein Empfangsmodul (2) im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und ein Empfangsmodul (3) im hinteren Teil des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.

4. Verfahren zur Reifendrucküberwachung, insbesondere in einem System gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der in den einzelnen Reifen aktuell vorhandene Luftdruck mit Hilfe von radindividuellen Druckmeß- und Sendeeinrichtungen erfaßt und zu einer im Kraftfahrzeug installierten zentralen Auswerteeinrichtung weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuordnung der einzelnen Druckmeßwerte zu den jeweiligen Rädern, Felgen oder Reifen vorgenommen wird, wobei die Zuordnung
durch Auswertung von Identifikationsinformationen der Reifendruckmeßeinrichtungen oder Reifendruckmeßmodule,
durch Auswertung der durch die Vorrichtung, insbesondere aus den Empfangssignalen, ermittelten Radpositionen und
durch Auswertung der Zuordnung des Identifikationssignals zu einer Radgruppe (rechts/links oder vorne/hinten oder diagonal) erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Identifikationsinformation eine Zahl ist und bestimmte Zahlengruppen, wie z. B. gerade, ungerade, positiv, negativ etc., für diese Zahl gebildet werden und die gebildeten Zahlengruppen jeweils einer ganz bestimmten Radgruppe zugeordnet werden, wobei diese Zuordnung für verschiedene Fahrzeugtypen standardisiert ist.