DE10342297A1

DE10342297A1 - Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung der Radposition

Info

Publication number: DE10342297A1
Application number: DE10342297A
Authority: DE
Inventors: Frank Fischer; Martin Dr. Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2023-09-13
Also published as: DE10342297B4

Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird zur Ermittlung der Radposition von Rädern eines Kraftfahrzeuges die jeweilige Winkelposition der Sendeantenne für die Bestimmung der Radposition mit zu berücksichtigen. Ein Radwinkel abhängiges Kompensationssignal kann hier sowohl sendeseitig oder auch empfängerseitig dem gesendeten Datensignal überlagert werden. Zusätzlich oder alternativ ist es auch vorteilhaft, das Datensignal nur innerhalb eines relativ kleinen Winkelbereichs oder zu einer vorgegebenen Winkelposition des Radwinkels zu senden. Auf diese Weise werden Radwinkel bedingte Schwankungen der RSSI-Feldstärke reduziert bzw. idealerweise eliminiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung der Radposition von Rädern eines Kraftfahrzeuges.
Aus sicherheitstechnischen Gründen muss der Reifendruck von Kraftfahrzeugen regelmäßig überprüft werden, was allerdings sehr häufig versäumt wird. Moderne Kraftfahrzeuge weisen unter anderem aus diesem Grunde Reifendruckkontrollvorrichtungen auf, die den Reifendruck automatisch messen, die zumindest eine kritische Abweichung von einem Sollwert des erkennen und dem Kraftfahrzeugführer anzeigen. Eine manuelle Überprüfung wird so entbehrlich.
Zu diesem Zwecke weist typischerweise jedes Rad eine elektronische Radeinheit auf, die den Reifendruck eines jeweils zugeordneten Rades aufnimmt und diese Informationen an eine Auswerteeinrichtung des Kraftfahrzeuges sendet. Als elektronische Radeinheit kann jede Einrichtung verstanden werden, die Informationen ermittelt, über die am Rad möglicherweise auftretende Fehlerzustände detektiert werden können. Der Begriff Fehlerzustand ist im vorliegenden Zusammenhang weit auszulegen und umfasst alle Zustände, Eigenschaften und Informationen eines jeweiligen Rades, die als detektionswürdig betrachtet werden.

Zusätzlich zu der eigentlichen Detektion eines Fehlerzustandes ist bei gattungsgemäßen Verfahren und Einrichtungen vorgesehen, dass auch die Radposition der einzelnen Räder ermittelt wird und zusammen mit einem jeweiligen Fehlerzustand übermittelt wird. Für die Bestimmung der Radpositionen, die in der einschlägigen Literatur häufig auch als Lokalisation bezeichnet wird, sind in eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren bekannt, von denen nachfolgend einige kurz erläutert werden.

Aus der EP 806 307 B1 ist eine Luftdruckkontrollvorrichtung beschrieben, die für jede Radposition ein Signal mit einer individuellen Kennung an eine zentrale Auswerteeinheit aussendet. Die Zentraleinheit nimmt eine Zuordnung der Kennung zur Radposition für das entsprechende Rad entsprechend abgespeicherter Kennungen vor. Dieses Verfahren ist aber außerordentlich Hardware- und Software intensiv und erfordert insbesondere in der zentralen Auswerteeinheit einen erhöhten Aufwand für die Dekodierung der jeweiligen individuellen Kennungen. Darüber hinaus belastet diese Vorrichtung auch die Batterien der in jedem Rad angeordneten elektronischen Radeinheiten aufgrund des erhöhten Kodierungsaufwandes für die Übermittlung der individuellen Kennung.

In der DE 197 20 123 C2 ist eine Reifendruckkontrollvorrichtung beschrieben, bei der im Bereich von jedem zu überwachenden Rad eine eigens zugeordnete Empfangsantenne vorgesehen ist, mit der die von der elektronischen Radeinheit ausgesendeten Signale empfangen werden können. Zwar empfängt diese Empfangsantenne auch Signale von elektronischen Radeinheiten benachbarter Räder. Zur Unterscheidung der Radposition der einzelnen Räder wird hier davon ausgegangen, dass ein von einer unmittelbar benachbarten Radeinheit ausgesendetes und empfangenes Signal einen höheren Signalpegel aufweist als ein Signal, das von einer weiter entfernt angeordneten elektronischen Einrichtung empfangen wird. Auch dieses bekannte System ist außerordentlich Hardware und Software aufwändig, da insbesondere für jede elektronische Einrichtung eine eigene Antenne vorgesehen sein muss.

Bei einem weiteren bekannten, gattungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der Radposition sendet jede elektronische Radeinheit die entsprechenden Informationen mittels hochfrequenter Signals an die zentrale Auswerteeinrichtung. Durch Auswertung der Feldstärke der empfangenen Signale ist dann eine Zuordnung dieses Signals zu einer Radposition möglich.

Das Problem dieser Feldstärke abhängigen Bestimmung der Radposition besteht darin, dass die empfangene Feldstärke (RSSI = Received Signal Strength Indicator) von den verschiedensten Parametern, zum Beispiel der Empfindlichkeit des Empfängers, der Ausgangsleistung der elektronischen Einrichtung, des Felgentyps, des Drehmoments des Rades, Reflexionen des sinusförmigen Hochfrequenzsignals, Umweltparameter, etc. abhängt.

Neben den genannten Parametern hängt die empfangene Feldstärke in sehr starkem Maße von dem jeweiligen Radwinkel der elektronischen Radeinheit während der Übertragung ab. Ursache dafür ist, dass die elektronische Radeinheit bzw. deren Sendeantenne Bestandteil des Rades ist und sich somit mit dem entsprechenden Rad mitdreht, wodurch die gesendeten Datensignale abhängig von Rotationseffekten sind. Vor allem der Radwinkel führt zu erheblichen Schwankungen der Feldstärke. 4 zeigt eine Darstellung der empfangenen Feldstärke (RSSI) für alle vier Räder eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit vom Radwinkel der elektronischen Radeinheit. Wie aus 4 ersichtlich ist, kann die empfangene Feldstärke Radwinkel abhängig bis zu etwa 30 dB schwanken.

Zur Lösung dieses Problems werden die Schwankungen der empfangenen Feldstärke in der zentralen Auswerteeinrichtung mittels mehr oder weniger komplexer Algorithmen berücksichtigt. Dies verringert allerdings die Leistungsfähigkeit des gesamten Systems und verstärkt zudem die Anforderungen an die Antennenpositionierung.

Weitere Reifendruckkontrollsysteme im Zusammenhang mit der Ermittlung der Radpositionen sind zum Beispiel in der DE 101 52 337 A1 , der DE 199 21 413 C1 sowie der EP 793 579 B1 beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mittels denen auf einfache, jedoch sehr sichere Weise die jeweilige Radposition angegeben werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Ferner ist eine Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 22 vorgesehen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die jeweilige Winkelposition – nachfolgend kurz als Radwinkel bezeichnet – der Sendeantenne, welche Datensignale mit Informationen über Eigenschaften des jeweils zugeordneten Rades aussendet, für die Bestimmung der Radposition mit zu berücksichtigen.

Die von einer zentralen Auswerte- und Steuereinrichtung von den verschiedenen Radeinheiten empfangenen Datensignale weisen abhängig von den entsprechenden Radwinkeln der elektronischen Radeinheiten schwankende Feldstärken auf, die ohne Berücksichtigung des Radwinkels eine Zuordnung der empfangenen Datensignale zu den jeweils diese Datensignale sendenden elektronischen Einheiten signifikant erschwert. Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht nun darin, dass die Feldstärke der verschiedenen empfangenen Datensignale deutlich weniger schwanken, wenn der jeweilige Radwinkel der entsprechenden elektronischen Einheiten bei der Auswertung der empfangenen Datensignale mit berücksichtigt wird.

Ein Radwinkel abhängiges Kompensationssignal kann hier sowohl sendeseitig oder auch empfängerseitig dem gesendeten Datensignal überlagert werden. Zusätzlich oder alternativ ist es auch vorteilhaft, das Datensignal nur innerhalb eines relativ kleinen Winkelbereichs oder zu einer vorgegebenen Winkelposition des Radwinkels zu senden. Auf diese Weise werden Radwinkel bedingte Schwankungen der RSSI-Feldstärke reduziert bzw. idealerweise eliminiert. Im Ergebnis erleichtert dies die Zuordnung zu den jeweils sendenden elektronischen Einheiten, da die Feldstärke und damit die Intensität der empfangenen Datensignale bei Berücksichtigung des Radwinkels deutlich geringeren Schwankungen unterworfen sind.

Insbesondere ist auch der Aufwand der Auswerte- und Steuereinrichtung signifikant reduziert, da zum Beispiel ein Algorithmus für eine Zuordnung der empfangenen Datensignale sehr viel einfacher ausgestaltet werden kann. Die sehr viel einfachere Auswertung hat wiederum zur Folge, dass die Auswertung schneller vonstatten geht. Eine in der Auswerte- und Steuereinrichtung vorgesehene Programm gesteuerte Einheit, die die Auswertung der empfangenen Datensignale vornimmt, kann dadurch in stärkerem Maße für andere Aufgaben, beispielsweise für Aufgaben der Motorsteuerung, Komforteinrichtungen, etc. eingesetzt werden. Kürzere Auswertezeiten sind zudem gleichbedeutend mit einer geringeren Energieaufnahme, wodurch eine lokale Energieversorgung für die Auswerte- und Steuereinrichtung zudem entlastet wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht vor allem darin, dass der Entwicklungsaufwand für die Bereitstellung von Verfahren und Einrichtungen zur Ermittlung der Radposition signifikant reduziert werden können, insbesondere da die Anforderungen für die Antennenpositionierung geringer sind. Derzeitige Einrichtungen zur Bestimmung der Radpositionen können meist nur bei solchen Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, die einen sehr hohen Radabstand aufweisen. In diesen Fällen kann ein gesendetes Datensignal noch gut von den anderen gesendetes Datensignalen unterschieden werden. Bei einer Reduzierung des Achsabstandes verhindert die Radwinkel bedingte Streuung in der Feldstärke des empfangenen Datensignals eine definierte Unterscheidung und damit eine Zuordnung der empfangenen Datensignale zu den jeweils sendenden elektronischen Einheiten. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfin dungsgemäßen Einrichtung ist die Feldstärke des empfangenen Datensignals idealerweise Radwinkel unabhängig. Im Ergebnis bedeutet dies eine signifikante Reduzierung der Streuung der Feldstärke im empfangenen Datensignal. Dies ermöglicht vielfach erst den Einsatz einer Einrichtung zur Ermittlung der Radposition und damit den Einsatz von Reifendruckkontrollvorrichtungen für Kraftfahrzeuge mit relativ geringem Achsabstand.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ermittlung der Radpositionen;
2 eine schematische Darstellung eines Rades mit Beschleunigungssensor;
3 von dem Beschleunigungssensor aus 2 aufgenommene Beschleunigung in Abhängigkeit vom Radwinkel;
4 eine Darstellung der empfangenen Feldstärke (RSSI) für alle vier Räder in Abhängigkeit vom Winkel der elektronischen Radeinheit bei Verwendung einer bisherigen Raddrucküberwachungseinrichtung.
In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Signale – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ermittlung der Radpositionen.
In 1 ist mit Bezugszeichen 1 ein Kraftfahrzeug bezeichnet, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Räder 2 – 5 aufweist. Das Kraftfahrzeug 1 verfügt über ein Reifendruckkontrollsystem, welches dazu ausgelegt ist, Eigenschaften der Räder 2 – 5 anzuzeigen. Das Reifendruckkontrollsystem weist eine erfindungsgemäße Einrichtung 6 zur Ermittlung der Radpositionen der verschiedenen Räder 2 – 5 aufweist. Die Radposition vorne links ist als VL gekennzeichnet, die Radposition vorne rechts ist als VR gekennzeichnet, die Radposition hinten links ist als HL gekennzeichnet und die Radposition hinten rechts ist als HR gekennzeichnet.
Hierzu ist jedem der Räder 2 – 5 eine elektronische Radeinheit 7 – 10 zugeordnet, die beispielsweise in einem Reifen und/oder im Bereich des Ventils des jeweiligen Rades 2 – 5 angeordnet sein kann. Die elektronischen Radeinheiten 7 – 10 enthalten Sendeeinrichtungen 11 – 14, um über jeweilige Sendeantennen die von den jeweiligen elektronischen Einheiten 7 – 10 bereitgestellten Datensignale D1 – D4 auszusenden. Bei den Datensignalen D1 – D4 handelt es sich typischerweise um hochfrequente, Frequenz- oder Phasen-modulierte Datensignale D1 – D4.
Die erfindungsgemäße Einrichtung 6 enthält ferner eine zentrale Auswerte- und Steuereinheit 15 sowie eine mit dieser verbundene Empfangseinrichtung 16 zum Empfangen der gesendeten Datensignale D1 – D4. Die aufgenommenen Datensignale D1 – D4 werden über eine Antenne empfangen und der zentralen Auswerte- und Steuereinheit 15 zugeführt. Zur Auswertung der empfangenen Datensignale D1 – D4 und zur Steuerung enthält die zentrale Auswerte- und Steuereinheit 15 eine Programm gesteuerte Einrichtung 17, zum Beispiel einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor. Anhand der Datensignale D1 – D4 kann die zentrale Auswerteeinrichtung 16 feststellen, ob ein Fehlerzustand an einem Rad 2 – 5 aufgetreten ist. Die zentrale Auswerte- und Steuereinrichtung nimmt neben der Bestimmung eines Fehlerzustandes an einem Rad 2 – 5 auch eine Bestimmung der jeweiligen Radposition VL, VR, HL, HR anhand der empfangenen Datensignale D1 – D4 vor.
Die Zuordnung der empfangenen Datensignale D1 – D4 zu der jeweiligen Radposition VL, VR, HL, HR erfolgt anhand der Feldstärke (RSSI = Received Signal Strength Indicator) des empfangenen Datensignals D1 – D4. Eine in der zentralen Auswerte- und Steuereinrichtung 15 empfangene und ausgewertete Feldstärke lässt sich dann eindeutig einem jeweiligen Datensignal D1 – D4 und damit einer jeweiligen Radposition VL, VR, HL, HR zuordnen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Einrichtung 6 lässt sich die Schwankung der Feldstärke, die auf die Drehungen der jeweiligen Räder 2 – 5 zurückzuführen sind, eliminieren bzw. weitestgehend reduzieren, so dass eine eindeutige Zuordnung der Radposition VL, VR, HL, HR möglich ist.
Hierzu ist erfindungsgemäß jedem Rad 2 – 5 eine Einrichtung zur Bestimmung des Radwinkels 18 – 21 zugeordnet, welche dazu ausgelegt ist, den jeweiligen Radwinkel α des Rades 2 – 5 zu bestimmen. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine solche Einrichtung 18 zur Bestimmung des Radwinkels α. Der Radwinkel α ist dabei der Winkel zwischen der Sendeeinrichtung 11 und einem ortsfesten Referenzpunkt, zum Beispiel die Fahrbahnebene 22 oder der oberste Punkt eines Rades 2. Es sei hier angenommen, dass der Berührungspunkt des Rades 2 mit der Fahrbahnebene 22 die 180° Position bezeichnet und der oberste Punkt des Rades 2 die 0° Position bzw. die 360° Position bezeichnet.
Da sich die Sendeeinrichtung 11 mit dem Rad 2 mitdreht, verändert sich bei einer Drehung des Rades 2 um die Radachse 23 damit auch der Radwinkel α. In einer Ausgestaltung kann statt der Sendeeinrichtung 11 auch jeder andere fest mit dem Rad 2 verbundene Gegenstand oder Punkt als Referenzpunkt für die Bestimmung des Radwinkels α herangezogen werden. Da dieser Gegenstand einen konstanten Winkel zu der Sendeeinrichtung 11 aufweist, lässt sich daraus sehr einfach der Radwinkel α berechnen. Der Radwinkel α bezeichnet hier also die Winkelposition, bei der sich die Einrichtung 18 jeweils befindet.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Reduzierung einer Schwankung der Feldstärke der empfangenen Datensignale D1 – D4 näher beschrieben. Die Ermittlung der Radpositionen unter Berücksichtigung des Radwinkel α kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen:

1. Bei der Erzeugung eines jeweiligen Datensignals D1 – D4 wird dessen Amplitude in Abhängigkeit der Radwinkel abhängigen Schwankung verändert. Diese sendeseitige Manipulation des gesendeten Datensignals D1 – D4 erfolgt jeweils in der elektronischen Radeinheit 7 – 10 bzw. deren Sendeeinrichtung 11 – 14. Die Anpassung der Amplitude des Datensignals D1 – D4 erfolgt derart, dass die Feldstärke des von der Empfangseinrichtung 16 empfangenen Datensignals D1 – D4 Radwinkel unabhängig ist und damit eine vernachlässigbare Schwankung aufweist. Andere Einflüsse auf die Amplitude des Sendesignals können zwar nach wie vor auftreten, jedoch sind diese Einflüsse gegenüber dem Einfluss des Radwinkels α auf die Feldstärke sehr viel geringer.
2. Die Sendeeinrichtung 11 – 14 sendet Datensignale D1 – D4, die unter anderem auch Information des jeweiligen Radwinkels α enthalten. Die zentrale Auswerte- und Steuereinrichtung 15 wertet diese Radwinkelinformationen aus und kompensiert anhand dieser Radwinkelinformationen die Feldstärke des empfangenen Datensignals D1 – D4. In Folge dieser empfängerseitigen Kompensation ergibt sich eine Feldstärke der empfangenen Datensignale D1 – D4, die nahezu unabhängig von einer Änderung des Radwinkels α ist. Zur Kompensation wird dabei das empfangene Datensignal D1 – D4 mit einem Radwinkel abhängigen Kompensationssignal überlagert, welches bei einer Überlagerung mit dem empfangenen Datensignal D1 – D4 Radwinkel abhängige Schwankungen der Feldstärke des empfangenen Datensignals D1 – D4 beseitigt. Dieses Kompensationssignal beruht zum Beispiel auf Erfahrungswerte oder auf gemessene Werten und kann zum Beispiel in einer eigens in der zentralen Auswerte- und Steuereinheit 15 dafür vorgesehenen Speichereinrichtung 24, die zum Beispiel als Look-Up-Table ausgebildet ist, abgelegt sein. Für die Erzeugung des Kompensationssignals können beispielsweise Kenntnisse über Radwinkel α abhängige Schwankungen der empfangenen Datensignale D1 – D4, wie sie in 4 dargestellt sind, verwendet werden.
3. Die Einrichtung zur Bestimmung des Radwinkels 18 – 21 ermittelt stetig einen jeweiligen Radwinkel α. Die Sendeeinrichtung 11 – 14 sendet die Datensignale D1 – D4 lediglich innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs des Radwinkels α. Innerhalb dieses Winkelbereichs ist das empfangene Datensignal D1 – D4 relativ stabil, das heißt, es weist nahezu keine Radwinkel abhängigen Schwankungen auf. Auch hier können Informationen aus den bekannten Signalverläufen der empfangenen, Radwinkel abhängigen Datensignale D1 – D4, wie sie beispielsweise in 4 dargestellt sind, mit berücksichtigt werden. Werden die Datensignale D1 – D4 innerhalb dieses Winkelbereiches gesendet, dann kann sichergestellt werden, dass hier eine verschwindend geringe Schwankung in der Feldstärke des empfangenen Datensignals D1 – D4 realisiert wird.
4. Die Sendeeinrichtung 11 – 14 sendet die Datensignale D1 – D4 lediglich punktuell, das heißt bei einer fest vorgegebenen Radposition. Es werden hier die Datensignale D1 – D4 lediglich bei einer bestimmten Winkelposition gesendet, wenn sich zum Beispiel die Einrichtung 18 – 21 in der 360° Position oder in der 180° Position befindet. Dies hat den besonderen Vorteil, dass in diesem Fall naturgemäß keine Radwinkel abhängigen Schwankungen der Feldstärke bzw. der Amplitude des empfangenen Datensignals D1 – D4 vorhanden sind.

Nachfolgend seien einige Verfahren zur Bestimmung des Radwinkels der elektronischen Radeinheit 7 – 10 beschrieben:

a) In einer ersten Ausgestaltung ist die Einrichtung 18 – 21 zur Bestimmung des Radwinkels als Beschleunigungssensor 18 ausgebildet. Dieser Beschleunigungssensor 18 ist dazu ausgelegt, zentripedale Beschleunigungen zu messen. Der Beschleunigungssensor 18 ist vorteilhafterweise mit der elektronischen Radeinheit 7 – 10 bzw. deren Sendeeinrichtung 11 – 14 gekoppelt. Wesentlich ist, dass der Beschleunigungssensor 18 empfindlich genug ist, den Einfluss der Gravitation (Erdanziehungskraft) in dem gemessenen Beschleunigungssignal zu detektieren. Diesem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei konstanter Winkelgeschwindigkeit des Rades 2 die gemessene Beschleunigung sich aus der konstanten zentripedalen Beschleunigung aufgrund der Raddrehung sowie einer sinusförmigen Beschleunigung aufgrund der Gravitation zusammensetzt. 3 zeigt eine schematische Darstellung der gemessenen Beschleunigung in Abhängigkeit vom Radwinkel, wobei der Radwinkel entsprechend der Darstellung in 2 definiert ist. Es sei angenommen, dass der Betrag der zentralen Beschleunigung 15 g beträgt und der Betrag der Gravitationsbeschleunigung 1 g beträgt. Der Vektor X_G der Gravitationsbeschleunigung zeigt bekanntermaßen nach unten, das heißt in Richtung der Fahrbahnebene 22. Der Vektor X_Z der zentripedalen Beschleunigung steht immer senkrecht zu dem Vektor X_W der Winkelgeschwindigkeit, das heißt, er ist von der Oberfläche des Rades 2 nach außen gerichtet. Im Falle der 90° Position und der 270° Position stehen die Vektoren X_Z der Gravitationsbeschleunigung senkrecht zu dem Vektor der zentripedalen Beschleunigung und haben betragsmäßig somit keinen Einfluss auf die gemessene Beschleunigung von 15 g. Im Falle der 180° Position sind die beiden Beschleunigungsvektoren X_G, X_Z parallel zueinander und in dieselbe Richtung gerichtet, so dass deren Beträge addiert werden. Die gemessene Beschleunigung beträgt hier somit 16 g. Umgekehrt sind bei der 360° Position die beiden Vektoren X_G, X_Z entgegen gesetzt gerichtet, so dass der Betrag der Gravitationsbeschleunigung vom Betrag der zentripedalen Beschleunigung abgezogen wird. Die resultierende gemessene Beschleunigung beträgt hier somit 14 g. Abhängig von der Genauigkeit des Beschleunigungssensors 18 können somit Radwinkel abhängige Beschleunigungskurven entsprechend 3 gemessen werden. Als Referenzpunkte für die Bestimmung des Radwinkels α können zum Beispiel der Maximalwert (360° Position) oder der Minimalwert (180° Position) der gemessenen Beschleunigung verwendet werden, da hier eine sehr einfache Bestimmung des Radwinkels α möglich ist.
b) Als Winkelsensor 18 kann auch ein Drucksensor vorgesehen sein. Vorteilhafterweise ist als Drucksensor 18 ein piezoelektrischer Sensor, der zum Beispiel im Gummi des Radreifens einvulkanisiert oder eingeklebt ist, vorgesehen. Bei einer Drehung des Rades 2 detektiert der Drucksensor 18 einen Druck bzw. eine Druckänderung aufgrund des Bodenkontaktes des Radreifens. Zum Beispiel ist der Druck an der 180° Position des Rades 2 (siehe 2) am Größten. Diese Position des Rades kann direkt als Referenzpunkt verwendet werden.

Zur Bestimmung des Zeitpunktes bzw. des Zeitbereiches, bei der die Sendeeinrichtung 11 – 14 den vorgegebenen Radwinkel α bzw. Winkelbereich erreicht hat, ist lediglich die augenblickliche Position der ortsfesten Sendeeinrichtung 11 – 14, deren optimale Sendeposition (Referenzpunkt) und die augenblickliche Geschwindigkeit erforderlich. Diese Informationen sind der Sendeeinrichtung 11 – 14 bzw. der elektronischen Radeinheit 7 – 10 typischerweise bekannt. Die elektronischen Radeinheit 7 – 10 berechnet daraus die Zeit, bis zu der die Sendeeinrichtung 11 – 14 ihre optimale Position erreicht hat. Es sei hier von einer weitestgehend konstanten Beschleunigung ausgegangen, was für kurze Zeitperioden auch zulässig ist, da hier eine Geschwindigkeitsänderung und damit eine Beschleunigungsänderung weitestgehend vernachlässigbar ist.
Vorteilhafterweise wird die 180° Position als Referenzpunkt zum Senden der Datensignale D1 – D4 verwendet. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die gesendeten Daten D1 – D4 von der Empfangseinrichtung 16 besser empfangen werden. Die Empfangseinrichtung 16 befindet sich typischerweise unter der Fahrzeugkarosserie und für den Fall, dass die Daten D1 – D4 in der 180° Position gesendet werden, existiert eine weitgehend freie Sendestrecke, wodurch Störungen und Dämpfungen aufgrund von in der Sendestrecke liegenden Gegenständen minimal sind.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung ist für die Einrichtung zur Bestimmung des Radwinkels ein mit dem jeweiligen Rad gekoppelter oder verbundener Winkelsensor vorgesehen. Vorteilhafterweise ist hier ein ABS-Winkelsensor eines ohnehin vorhandenen ABS-Systems vorgesehen.

Claims

Verfahren zur Ermittlung der Radposition (VL, VR, HL, HR) der Räder (2 – 5) eines Kraftfahrzeuges (1), insbesondere in einer Reifendruckkontrollvorrichtung (6), wobei zumindest einem Rad (2 – 5) zu Überwachungszwecken eine elektronische Radeinheit (7 – 10) zugeordnet ist, bei dem – von zumindest einer elektronischen Radeinheit (7 – 10) ein Datensignal (D1 – D4) mit ersten Daten über die Eigenschaften des zugeordneten Rades (2 – 5) ausgesendet wird, – die Feldstärke der ausgesendeten und empfangenen Datensignale (D1 – D4) ausgewertet wird und – anhand der ausgewerteten Feldstärke eine Bestimmung der jeweiligen Radposition (VL, VR, HL, HR) vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, – dass zumindest an einem Rad (2 – 5) ein Radwinkel (α) ermittelt wird und – dass die Information über den ermittelten Radwinkel (α) für die Bestimmung der Radposition (VL, VR, HL, HR) mitberücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Information der Radwinkel (α) bei der Erzeugung der entsprechenden Datensignale (D1 – D4) mitberücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung des Datensignals (D1 – D4) die Amplitude des Datensignals (D1 – D4) in Abhängigkeit von dem jeweiligen Radwinkel (α) so verändert wird, dass die Feldstärke des empfangenen Datensignals (D1 – D4) unabhängig von der Änderung des Radwinkels (α) ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignale (D1 – D4) zusätzlich zu den ersten Daten über die Eigenschaften des zugeordneten Rades (2 – 5) auch zweite Daten mit Informationen des aktuellen Radwinkels (α) enthalten.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Daten ausgewertet werden und die Feldstärke des empfangenen Datensignals (D1 – D4) anhand der ausgewerteten zweiten Daten derart verändert wird, dass eine Radwinkel (α) abhängige Schwankung der so veränderten Feldstärke des empfangenen Datensignals (D1 – D4) minimal ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignale (D1 – D4) nur innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs des Radwinkels (α) gesendet werden, wobei der vorgegebene Winkelbereich so gewählt wird, dass eine Radwinkel (α) abhängige Schwankung der Feldstärke des empfangenen Datensignals (D1 – D4) beim Senden in diesem Winkelbereich minimal ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignale (D1 – D4) nur bei einem vorgegebenen Radwinkel (α) gesendet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, die Verfahrensschritte: – ein Sensor (18), der in einem Rad (2 – 5) angeordnet ist, der eine fest vorgegeben Position bezüglich der elektronischen Radeinheit (7 – 10) aufweist und der Sensorsignale in Abhängigkeit vom jeweiligen Radwinkel (α) des Rades (2 – 5) aufnimmt, wird bereitgestellt; – ein erster Zeitpunkt wird vorgegeben, bei dem das aufgenommene Sensorsignal eine vorbestimmte Amplitude aufweist; – die Winkelgeschwindigkeit des Rades (2 – 5) wird bestimmt; – aus dem ersten Zeitpunkt und der Winkelgeschwindigkeit des jeweiligen Rades (2 – 5) wird ein zweiter Zeitpunkt errechnet, bei dem die elektronische Radeinheit (7 – 10) eine vorgegebene Radposition aufweist; – zum zweiten Zeitpunkt wird das Datensignal (D1 – D4) gesendet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsignale Druck abhängige Signale sind und der erste Zeitpunkt den Zeitpunkt bildet, bei dem sich der Sensor (18) im Bereich der 180° Position des Rades (2 – 5) befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsignale von der Gravitation abhängige Signale sind und der erste Zeitpunkt den Zeitpunkt bildet, bei dem sich der Sensor (18) im Bereich der 180° und/oder im Bereich der 360° Position des Rades (2 – 5) befindet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignale (D1 – D4) gesendet werden, wenn sich eine Sendeeinrichtung der elektronischen Radeinheit (7 – 10) im Bereich der 180° Position des Rades (2 – 5) befindet.
Einrichtung zur Ermittlung der Radposition (VL, VR, HL, HR) von Rädern (2 – 5) eines Kraftfahrzeuges (1), insbesondere für ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, – mit mehreren Rädern (2 – 5), – mit zumindest einer elektronischen Radeinheit (7 – 10), die zu Überwachungszwecken jeweils einem Rad (2 – 5) zugeordnet ist, die ein Datensignal (D1 – D4) mit ersten Daten über die Eigenschaften des zugeordneten Rades (2 – 5) erzeugt und die eine Sendeeinrichtung (11 – 14) zum Aussenden des Datensignals (D1 – D4) aufweist, – mit einer zentralen Auswerteeinrichtung (15), die eine Empfangseinrichtung (16) zum Empfangen der Datensignale (D1 – D4) aufweist, die die Feldstärke der empfangenen Datensignale (D1 – D4) auswertet und die anhand der ausgewerteten Feldstärke eine Bestimmung der Radposition (VL, VR, HL, HR) des jeweiligen Rades (2 – 5) vornimmt, dadurch gekennzeichnet, – dass zumindest eine Vorrichtung (18 – 21) zur Ermittlung eines Radwinkels (α) vorgesehen ist und – dass die zentrale Auswerteeinrichtung (15) den ermittelten Radwinkel für die Bestimmung der Radposition (VL, VR, HL, HR) mitberücksichtigt.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung eines Radwinkels (α) ein mit dem jeweiligen Rad (2 – 5) gekoppelter oder verbundener Winkelsensor (18 – 21), insbesondere ein ABS-Winkelsensor eines ABS-Systems, vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rad (2 – 5) zumindest einen Radreifen aufweist und die Vorrichtung (18 – 21) im Gummi des Radreifens einvulkanisiert oder eingeklebt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (18 – 21) als Drucksensor (18), insbesondere als piezo-elektrischer Drucksensor (18), ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (18 – 21) als Beschleunigungssensor (18) ausgebildet ist, der dazu ausgelegt ist, die zentripeda le Beschleunigung sowie die Gravitationsbeschleunigung eines Rades (2 – 5) aufzunehmen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Auswerteeinrichtung (15) vorgesehen ist, die eine programmgesteuerte Einrichtung (17), insbesondere einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor, zur Auswertung der empfangenen Datensignale (D1 – D4) enthält.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (6) Bestandteil einer Reifendruckkontrollvorrichtung (6) ist.
Verfahren und Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Amplitude des gesendeten Datensignals (D1 – D4) und/oder zur Kompensation der Feldstärke des empfangenen Datensignals (D1 – D4) Kompensationssignale vorgesehen sind, welche eine Radwinkel (α) abhängige Schwankung der Amplitude und/oder der Feldstärke reduzieren, wobei die Kompensationssignale in einer Speichereinrichtung (24) abgelegt sind.
Verfahren und Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Daten Informationen über den Reifendruck und/oder über die Temperatur eines jeweiligen Rades (2 – 5) enthalten.
Verfahren und Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignale (D1 – D4) hochfrequente Datensignale (D1 – D4) sind.
Verwendung eines ABS-Winkelsensors in einer Reifendruckkontrollvorrichtung (6) in einem Kraftfahrzeug (1), insbesondere in einer Einrichtung (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 21.