DE10246024A1 - Vorrichtung zum Überwachen eines Parameters von Fahrzeugreifen - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung besteht aus einem Aufnehmer (100, 101, 110, 111), der im Bereich jedes Reifens angeordnet ist, dessen Druck überwacht werden soll, einem Sender, der jedem Aufnehmer zugeordnet ist, und einem gemeinsamen Empfänger (6), der zum Empfang der von den Sendern übertragenen Informationen dient. Ferner umfasst die Vorrichtung mindestens eine Detektorvorrichtung (200, 201, 210, 211), die es erlaubt, eine Ausstrahlung im Sendefrequenzbereich der auf den Aufnehmern zugeordneten Sendern zu detektieren, wobei jede Detektorvorrichtung mit einer zentralen Einheit (8) so verbunden ist, dass sie an diese zentrale Einheit (8) ein Signal übertragen kann, das anzeigt, dass eine Ausstrahlung in dem betrachteten Frequenzbereich detektiert wurde.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen eines Parameters wie z. B. des Drucks von Reifen eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges.
• Es ist bereits bekannt, ein Kraftfahrzeug mit einem System zum Überwachen des Reifendrucks auszurüsten. Ein Druckaufnehmer wird dann in jedem Reifen angeordnet. Jeder Aufnehmer ist einem Sender zugeordnet, der die gemessenen Informationen an eine zentrale Einheit überträgt, die zum Verarbeiten dieser Informationen dient. Die Übertragung erfolgt üblicherweise durch Hochfrequenz-Ausstrahlung mit einer Frequenz von 433 MHz. Ein einzelner HF-Empfänger ist am Fahrzeug angebracht und sammelt die von den Sendern abgestrahlten Informationen, um sie an die zentrale Einheit zu übertragen.
• Verschiedene Verfahren, die im allgemeinen relativ komplex sind, werden dazu benutzt, um für jede empfangene Information bestimmen zu können, zu welchem Reifen sie gehört. Das Dokument FR 2 774 178 beispielsweise offenbart ein Verfahren zum Orten und Erkennen der Position der Räder am Fährzeug. Hier sind die Räder jeweils mit einem Aufnehmer ausgerüstet, der ein Detektorsignal entsprechend einem Zustand des entsprechenden Rades abgibt. Das Fahrzeug seinerseits ist mit einer Vorrichtung zum Verarbeiten des Detektorsignals versehen. Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren besteht darin, eine Signatur eines Detektorsignals zu bestimmen, das von einem von einem Rad getragenen Aufnehmer abgegeben wird, und diese Signatur und die entsprechende Position des Rades in der Verarbeitungsvorrichtung zu speichern. Die Position eines Rades wird in der Weise erkannt, dass die Signatur eines Detektorsignals analysiert und diese Signatur mit gespeicherten Signaturen verglichen wird.
• Ein derartiges Verfahren ist schwierig durchzuführen. Da ferner die Aufnehmer entfernt vom Empfänger angeordnet sind, können Störsignale die Informationsübertragung und somit die Signatur des Signals verfälschen. Es ist auch möglich, dass eng benachbarte und schwierig zu differenzierende Signaturen vorhanden sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Empfänger im vorderen Bereich des Fahrzeuges angeordnet ist und man die von dem linken hinteren Rad kommenden Informationen von den vom rechten hinteren Rad kommenden Informationen unterscheiden möchte.
• Dem Fachmann sind noch weitere entsprechende Verfahren bekannt. Ohne hier ins Einzelne zu gehen, verlangen einige das Vorhandensein einer Niederfrequenz-Verbindung (NF-Verbindung), um zwischen den Aufnehmern und dem Empfänger zu kommunizieren, und andere verlangen einen Querneigungsmesser und/oder einen Beschleunigungsmesser im Bereich jedes Rades.
• Die vorliegende Erfindung hat somit das Ziel, eine Vorrichtung zum Überwachen eines Parameters von Fahrzeugreifen zu schaffen, die es erlaubt, in einfacher und zuverlässiger Weise den Ursprung von Informationen zu bestimmen, die von einem Aufnehmer an eine zentrale Einheit übertragen werden.
• Zu diesem Zweck geht die vorliegende Erfindung aus von einer Vorrichtung, die aus einem Aufnehmer, der im Bereich jedes Reifens angeordnet ist, dessen Druck überwacht werden soll, einem Sender, der jedem Aufnehmer zugeordnet ist, und einem gemeinsamen Empfänger, der zum Empfang der von den Sendern übertragenen Informationen dient, besteht.
• Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Detektorvorrichtung umfasst, die es erlaubt, eine Ausstrahlung im Sendefrequenzbereich der den Aufnehmern zugeordneten Sendern zu detektieren, wobei jede Detektorvorrichtung mit einer zentralen Einheit so verbunden ist, dass sie an diese zentrale Einheit ein Signal übertragen kann, das anzeigt, dass eine Ausstrahlung in dem betrachteten Frequenzbereich detektiert wurde.
• Bei einer derartigen Vorrichtung genügt es, die Empfindlichkeit jeder Detektorvorrichtung so zu regeln, dass sie nur die von dem nächsten Sender (oder den nächsten Sendern) ausgestrahlte Information und nicht die von den weiter entfernten Sendern ausgestrahlte Information detektiert. Wenn somit der Rechner ein Signal empfängt, das von einem Aufnehmer über seinen Sender übertragen wird, empfängt er im wesentlichen gleichzeitig ein Signal der Detektorvorrichtung, das ihm anzeigt, dass ein Signal detektiert wurde. Der Rechner ordnet dann das abgegebene Signal der Detektorvorrichtung zu, und da er die Position der Detektorvorrichtung kennt, kann er hieraus den Ort des zugehörigen Aufnehmers ableiten.
• Vorzugsweise beträgt die verwendete Ausstrahlfrequenz 433 MHz.
• Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass jede Detektorvorrichtung eine auf einer gedruckten Schaltung vorgesehen Antenne und eine Diode aufweist. Diese Detektorvorrichtung kann ferner ein Signalverarbeitungssystem enthalten.
• Für eine bessere Zuverlässigkeit der Ortung ist vorzugsweise vorgesehen, dass jeder Sender einer entsprechenden Detektorvorrichtung zugeordnet ist. Um jedoch die Kosten der Vorrichtung zu verringern, ist es auch möglich, jedem Sender bis auf einen eine entsprechende Detektorvorrichtung zuzuordnen. Der Aufnehmer, der dem Sender entspricht, welchem keine Detektorvorrichtung zugeordnet ist, wird dann durch "Deduktion" geortet.
• In dem Fall, wo nur eine vordere/hintere oder gegebenenfalls rechte/linke Ortung erwünscht ist, kann eine Detektorvorrichtung auch zwei Sendern zugeordnet werden. Um die Kosten der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zu beschränken, ist es auch möglich, nur eine einzige Detektorvorrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, bei dem lediglich eine vordere/hintere Ortung erwünscht ist. Die Detektorvorrichtung wird dann im vorderen oder hinteren Bereich angeordnet, und die Ortung erfolgt in Abhängigkeit von dem gleichzeitigen oder nicht gleichzeitigen Empfang eines Signals des Aufnehmers und eines Signals der Detektorvorrichtung.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Signal, das von jeder Detektorvorrichtung an die zentrale Einheit übertragen wird, ein analoges Signal ist, das entweder den Wert 0 oder den Wert 1 in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen einer Detektion einer Ausstrahlung im betrachteten Frequenzbereich annimmt.
• Anhand der einzigen Figur (Fig. 1), die eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Überwachen des Reifendrucks gemäß der Erfindung darstellt, wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
• Die einzige Figur zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 2, das vier jeweils mit einem Reifen ausgerüstete Räder 4 hat. Im Bereich jedes Reifens der Räder 4 befindet sich ein Aufnehmer. Im Verlauf der folgenden Beschreibung sei angenommen, dass es sich um Druckaufnehmer handelt; es kann sich jedoch auch um andere Aufhehmer, beispielsweise um Temperaturaufnehmer, handeln. Jeder Aufnehmer ist beispielsweise an dem Ventil angebracht, das zum Zuführen und Ablassen der Luft dient. Das Fahrzeug 2 ist somit mit vier Aufnehmern versehen: einem linken vorderen Aufnehmer 100, einem rechten vorderen Aufnehmer 101, einem linken hinteren Aufnehmer 110 und einem rechten hinteren Aufnehmer 111. Jeder Aufnehmer ist mit einem HF-Sender ausgerüstet. Die hier verwendete Frequenz ist beispielsweise 433 MHz, wenngleich auch eine andere Frequenz gewählt werden könnte. In der Figur ist die Größe der Aufnehmer nicht maßstabsgerecht; der Deutlichkeit wegen sind die Aufnehmer vergrößert dargestellt.
• Das Fahrzeug 2 seinerseits, ist mit einem einzigen HF-Empfänger 6 versehen, der die von den vier Aufnehmern 100, 101, 110, 111 abgegebenen Signale empfängt. Der Empfänger 6 ist in einen Rechner 8 (z. B. ein Betriebssteuergerät) integriert. Die beim Empfänger 6 ankommenden Signale werden von einer Antenne 10 aufgefangen. Die Antenne 10 ist in den Rechner 8 integriert. Es handelt sich beispielsweise um eine Antenne, die auf eine Schaltung des Rechners 8 aufgedruckt ist. Es könnte sich jedoch auch um eine externe Antenne, beispielsweise eine Viertelwellenantenne handeln. Es sei hier angenommen, dass die vier Aufnehmer 100, 101, 110, 111 identisch sind; es könnten jedoch auch unterschiedlich ausgebildete Aufnehmer verwendet werden.
• Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rechner 8 und somit die Antenne 10 im linken Teil des Armaturenbrettes des Fahrzeuges angeordnet. Diese Lage ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, da die Reichweite der HF-Sender so groß ist, dass der Empfänger 6 problemlos die elektromagnetischen Signale empfangen kann, die von den den vier Aufnehmern zugeordneten HF-Sendern ausgestrahlt werden.
• Die Vorrichtung zum Überwachen des Reifendrucks weist ferner vier Detektorvorrichtungen auf, mit denen sich ein HF-Signal wie das, das von den den Aufnehmern 100, 101, 110, 111 zugeordneten Sendern ausgestrahlt wird; detektieren lässt. Diese Detektorvorrichtungen, die die Bezugszeichen 200, 201, 210 und 211 haben, werden im folgenden "Satelliten" genannt.
• Jeder Satellit ist im Bereich eines Kotflügels angeordnet und bezüglich des Fahrzeuges 2 fest. Der Satellit 200 ist im linken vorderen Kotflügel angeordnet, der Satellit 201 im rechten vorderen Kotflügel, der Satellit 210 im linken hinteren Kotflügel und der Satellit 211 im rechten hinteren Kotflügel.
• Jeder Satellit umfasst einen gedruckte Schaltung, im folgenden PCB (Printed Circuit Board) genannt, in die eine HF-Antenne integriert ist, sowie eine Diode. Jeder Satellit erzeugt ein analoges Signal. Wenn ein HF-Signal von der Antenne des Satelliten empfangen wird, hat dieses Signal den Wert 1, während das Signal den Wert 0 hat, wenn kein Signal empfangen wird oder wenn das Signal zu schwach ist. Die Ausgangsspannung des Satelliten kann beispielsweise 0-5 V oder 0-12 V betragen. Der Satellit kann ferner ein System zum Aufbereiten und/oder Verarbeiten des Signals enthalten.
• Die Empfindlichkeit jedes Satelliten wird durch die Wahl der Antenne und der Diode bestimmt. Sie wird so gewählt, dass jeder Satellit ein Signal mit dem Wert 1 abgibt, wenn der nächste Sender ein HF-Signal ausstrahlt, und dass jeder Satellit ein Signal mit dem Wert 0 ausstrahlt, wenn einer oder mehrere der anderen Sender ein HF-Signal ausstrahlen. Wenn beispielsweise der Sender des Aufnehmers 100 sendet, erzeugt der Satellit 200 ein Signal mit dem Wert 1, und alle anderen Satelliten 201, 210 und 211 erzeugen ein Signal mit dem Wert 0, und wenn die drei Sender, die den Aufnehmern 101, 110 und 111 entsprechen, ein HF-Signal - sogar gleichzeitig - ausstrahlen, hat das von dem Satelliten 200 abgegebene Signal den Wert 0.
• Jeder Satellit ist mit dem zentralen Rechner 8 verbunden, um sein Ausgangssignal an den Rechner übertragen zu können. Zu diesem Zweck hat der Rechner vier analoge Eingänge, die jeweils einem Satelliten entsprechen.
• Bei der oben beschriebenen Vorrichtung ist ein Satellit 200, 201, 210 oder 211 in den Nähe jedes Rades 4 des Fahrzeuges 2 angeordnet. Jeder Satellit wird im Hinblick auf seine geringe Empfindlichkeit gewählt.
• Jedes Mal, wenn ein HF-Signal von einem Satelliten detektiert wird, überträgt dieser an die zentrale Einheit ein Signal mit dem Wert 1. Andernfalls hat das Signal am Ausgang des Satelliten den Wert 0. Um die Kosten eines Satelliten gering zu halten, ist dieser nicht mit Mitteln versehen, die ihn in die Lage versetzen, den Inhalt des HF-Signales zu erkennen.
• Der Rechner 8 ist in der Lage, festzustellen, welcher Satellit ein Signal mit dem Wert 0 oder auch 1 abgegeben hat, da er weiß, welcher Eingang das Signal empfangen hat und welchem Eingang ein bestimmter Satellit entspricht. Wenn somit ein einem Aufhehmer zugeordneter Sender ein HF-Signal dem Rechner 8 über den Empfänger 6 zuführt, wird dieses Signal von dem am nächsten angeordneten Satelliten, nicht jedoch von irgendeinem anderen Satelliten, detektiert. Wenn somit der Rechner 8 das HF-Signal empfängt und decodiert, erkennt es die in dem übertragenen Signal enthaltene Identifizierung des Aufnehmers. Indem somit der Rechner 8 in Betracht zieht, welcher Satellit im selben Augenblick oder mit einer bekannten bzw. bestimmbaren Verzögerung ein Signal mit dem Wert 1 übertragen hat, ist der Rechner 8 in der Lage, den Aufnehmer dem entsprechenden HF-Satelliten zuzuordnen. Auf diese Weise leitet der Rechner 8 hieraus die Position des entsprechenden Aufnehmers am Fahrzeug ab.
• Um die von einem Aufnehmer abgegebene und von dem Rechner 8 empfangene Information abzusichern, kann man beispielsweise vorsehen, dass mehrere Signale desselben Aufnehmers ausgewertet werden, ehe eine definitive Ortung vorgenommen wird.
• Um die Kosten der oben beschriebenen Vorrichtung zu optimieren, ist es möglich, nur drei Satelliten für ein Fahrzeug mit vier Rädern vorzusehen. Der Aufnehmer, der dann keinem Satelliten zugeordnet ist, wird dann durch Deduktion geortet. Wenn ein HF-Signal von dem Rechner 8 über den Empfänger 6 mit einer bekannten Identifizierung empfangen wird, ohne dass jedoch gleichzeitig ein Signal mit dem Wert 1 empfangen wird, leitet der Rechner 8 hieraus ab, dass das Signal von dem Aufnehmer abgegeben wurde, dem kein Satellit zugeordnet ist.
• Es versteht sich, dass es auch möglich ist, nur zwei oder sogar nur einen Satelliten zu verwenden, wenn lediglich eine vordere/hintere Ortung oder gegebenenfalls eine linke/rechte Ortung vorgesehen werden soll.
• Die Vorrichtung erlaubt es, ein Rad bzw., genauer gesagt, einen entsprechenden Aufnehmer zu orten, sobald ein HF-Signal (oder ein Signal einer anderen Frequenz) abgegeben wurde. Wenngleich weiter oben gesagt wurde, dass zum Absichern des Ergebnisses der Empfang mehrerer Signale bevorzugt wird, reicht jedoch ein einziges Signal aus, um die Quelle dieses Signals zu lokalisieren. Außerdem erlaubt die Vorrichtung gemäß der Erfindung im Gegensatz zu vorbekannten Systemen mit Querneigungsmessern und/oder Beschleunigungsmessern die Ortung eines Aufnehmers unabhängig davon, ob das Fahrzeug stillsteht oder nicht. Es ist somit unnötig, zu warten, dass das Fahrzeug zu rollen beginnt, um die Position der verschiedenen Aufnehmer zu bestimmen. Auch liefert die Vorrichtung gemäß der Erfindung Ergebnisse, die unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit bzw. dem Fahrverlauf (Geradeausfahrt oder Kurvenfahrt) des Fahrzeuges sind.
• Die Beladung eines Fahrzeuges kann einen Einfluss auf die HF- Signale haben, die von den den Aufnehmern zugeordneten Sendern abgestrahlt werden. Diese Änderungen können bei bestimmten Vorrichtungen des Standes der Technik das Ergebnis der Ortung der Aufnehmer beeinflussen. Dies ist jedoch bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung absolut nicht der Fall.
• Die verwendeten Detektoren, die in der vorstehenden Beschreibung mit Satelliten bezeichnet wurden, sind konstruktiv einfache und kostengünstig herstellbare Detektoren. Die Vorrichtung der Erfindung benötigt keine speziellen Funktionen im Bereich der Fahrzeugräder (Vorhandensein beispielsweise eines NF-Detektors oder dergleichen). Sie ist im übrigen unabhängig von anderen Systemen, die sich an Bord des Fahrzeuges befinden können, wie z. B. einem Aufnehmer einer ABS-Bremsanlage, Aufnehmer für den Schwungradwinkel, usw.
• Schließlich lässt sich eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einfacher Weise an eine Vorrichtung des Standes der Technik anpassen, da es genügt, HF- Satelliten, ihre Verbindung mit dem Rechner und analoge Eingänge an diesem vorzusehen.
• Im Gegensatz zu vorbekannten Vorrichtungen, die die Ortung eines Aufnehmers unter Verwendung von elektromagnetischen Signalen im Hochfrequenzbereich (HF-Bereich) erlauben, verwendet die Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht die Stärke oder Signatur der HF-Signale, sondern lediglich das Vorhandensein dieser HF-Signale.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Überwachen eines Parameters der Reifen eines Fahrzeuges, mit einem Aufnehmer (100, 101, 110, 111), der im Bereich jedes Reifens angeordnet ist, dessen Druck überwacht werden soll, einem Sender, der jedem Aufnehmer zugeordnet ist, und einem gemeinsamen Empfänger (6), der zum Empfang der von den Sendern übertragenen Informationen dient, gekennzeichnet durch mindestens eine Detektorvorrichtung (200, 201, 210, 211), die es erlaubt, eine Ausstrahlung im Sendefrequenzbereich der den Aufnehmern zugeordneten Sendern zu detektieren, wobei jede Detektorvorrichtung mit einer zentralen Einheit (8) so verbunden ist, dass sie an diese zentrale Einheit (8) ein Signal übertragen kann, das anzeigt, dass eine Ausstrahlung in dem betrachteten Frequenzbereich detektiert wurde.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Ausstrahlungsfrequenz 433 MHz ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Detektorvorrichtung (200, 201, 210, 211) eine auf einer gedruckten Schaltung vorgesehen Antenne und eine Diode aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Detektorvorrichtung (200, 201, 210, 211) ein Signalverarbeitungssystem aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sender einer entsprechenden Detektorvorrichtung (200, 201, 210, 211) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sender bis auf einen einer entsprechenden Detektorvorrichtung (200, 201, 210, 211) zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Detektorvorrichtung (200, 201, 210, 211) zwei Sendern zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal, das von jeder Detektorvorrichtung (200, 201, 210, 211) an die zentrale Einheit (8) übertragen wird, ein analoges Signal ist, das entweder den Wert 0 oder den Wert 1 in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen einer Detektion einer Ausstrahlung im betrachteten Frequenzbereich annimmt.