DE19632150B4

DE19632150B4 - Verfahren zur Kontrolle des Luftdrucks in den Reifen von Kraftfahrzeugrädern

Info

Publication number: DE19632150B4
Application number: DE19632150A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Ing. Meyer (FH); Walter Dipl.-Ing. Ulke
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2016-08-10
Also published as: GB9716499D0; GB2316209A; US5880363A; FR2752201A1; FR2752201B1; DE19632150A1; GB2316209B; IT1292186B1; ITMI971455A1; ITMI971455A0

Abstract

Verfahren zur Kontrolle des Luftdrucks in den Reifen (12, 14, 16, 18) von Kraftfahrzeugrädern (11, 13, 15, 17), bei dem mittels
– einer im oder am Reifen (12, 14, 16, 18) jedes Kraftfahrzeugrads (11, 13, 15, 17) angeordneten Messeinheit (32) als Messsignal zumindest ein für den Luftdruck charakteristisches Drucksignal aufgenommen wird,
– einer im oder am Reifen (12, 14, 16, 18) jedes Kraftfahrzeugrads (11, 13, 15, 17) angeordneten Sendeeinheit (31) ein Datensignal (DS) ausgegeben wird, das zumindest einen aus dem Drucksignal abgeleiteten Messwert des Luftdrucks und einen charakteristischen Identifikationswert enthält,
– einer beabstandet zu den Kraftfahrzeugrädern (11, 13, 15, 17) angeordneten Empfangseinheit (22) das von der jeweiligen Sendeeinheit (31) ausgegebene Datensignal (DS) empfangen wird,
– einer Steuereinheit (21) der charakteristische Identifikationswert im Datensignal (DS) mit einem der jeweiligen Sendeeinheit (31) zugeordneten, veränderbaren Identifikationsvergleichswert verglichen wird, wobei eine Weiterverarbeitung des Datensignals (DS) durch die Steuereinheit (21) nur...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle des Luftdrucks in den Reifen von Kraftfahrzeugrädern, wie es aus der EP 0 626 911 B1 bekannt ist.

Die richtige Einstellung des Luftdruckes in den Reifen von Kraftfahrzeugrädern ist aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Fahrsicherheit von großer Bedeutung: Ein falsch eingestellter, d. h. ein zu hoher oder zu niedriger Luftdruck, führt einerseits zu einem erhöhten Reifenverschleiß, wodurch die Reifen frühzeitig ersetzt werden müssen, sowie zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und bedingt andererseits eine erhöhte Walkarbeit der Reifenflanken, durch die die Temperatur des Reifens stark erhöht wird und der Reifen (insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs) zerstört werden kann, was oftmals schwere Verkehrsunfälle nach sich zieht. Aus diesen Gründen sollte bzw. muss der Luftdruck in den Reifen regelmäßig, bei Lastkraftwagen sogar täglich, überprüft werden. Diese Überprüfung unterbleibt jedoch häufig, da die Messung des Luftdrucks in den Reifen eine relativ langwierige und auch schmutzige Arbeit ist, die zudem ein gewisses technisches Geschick erfordert. Daher sind bereits Verfahren bekannt, beispielsweise aus der DE 39 30 479 A1 , den Luftdruck in den Reifen von Kraftfahrzeugrädern mittels eines am Kraftfahrzeugrad angeordneten Drucksensors zu messen und das Messsignal des Luftdrucks dem Fahrer in geeigneter Weise anzuzeigen.

Beim gattungsgemäßen Verfahren der EP 626 91 1 B1 wird mittels einer im oder am Reifen jedes Kraftfahrzeugrades angeordneten Druckmesseinheit der in der Luftkammer des Kraftfahrzeugrades herrschende Druck erfasst und ein dafür repräsentatives elektrisches Signal ausgegeben, mittels einer im oder am Reifen jedes Kraftfahrzeugrades angeordneten Sendeeinheit (beispielsweise unmittelbar am Ventil) aus dem elektrischen Signal ein zumindest aus dem Messwert des Luftdrucks und einem charakteristischen Identifikationswert bestehendes Datensignal generiert und ausgegeben, mittels einer stationär am oder im Kraftfahrzeug angeordneten Empfangseinheit eine Erfassung des von der jeweiligen Sendeeinheit ausgegebenen Datensignals vorgenommen und mittels einer Steuereinheit eine Auswertung der Datensignale durchgeführt. Aus Gründen der Zuverlässigkeit der Datenübertragung zwischen den Sendeeinheiten und der Empfangseinheit (Schutz vor Störsignalen) weist die Empfangseinheit Identifikationsvergleichswerte auf, die den jeweiligen charakteristischen Identifikationswerten zugeordnet sind (demzufolge sind der charak teristische Identifikationswert und der zugeordnete Identifikationsvergleichswert entweder identisch oder stehen in einer bestimmten Relation zueinander). Eine Weiterverarbeitung des Datensignals erfolgt nur dann, wenn der von der Sendeeinheit ausgestrahlte und von der Empfangseinheit empfangene charakteristische Identifikationswert mit dem Identifikationsvergleichswert der Empfangseinheit identisch ist oder diesem zugeordnet ist. Der Identifikationsvergleichswert ist veränderbar, um eine (variable) Zuordnung der Positionen der Kraftfahrzeugräder zu ermöglichen (beispielsweise beim Austausch eines Reifens oder beim Wechsel von Sommerreifen auf Winterreifen und umgekehrt). Hierzu wird mittels einer Schalteinheit ein Umschalten der Empfangseinheit vom normalen Betriebsmodus, in dem der Luftdruck kontrolliert wird, in einen Paarungsmodus ermöglicht, in dem die Empfangseinheit den von jeder Sendeeinheit ausgegebenen charakteristischen Identifikationswert empfängt und als Identifikationsvergleichswert zusammen mit einer Zuordnung der jeweiligen Radposition abspeichert. Nachteilig hierbei ist, dass die Zuordnung oder die Festlegung der Positionen der Kraftfahrzeugräder aufwendig ist und nicht automatisch erfolgt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, dass eine einfache und automatische Zuordnung der Positionen der Kraftfahrzeugräder erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Beim vorgestellten Verfahren wird eine Zuordnung der Position der Kraftfahrzeugräder zu den Datensignalen mittels eines bidirektionalen Datenübertragungsverfahrens zwischen der Steuereinheit, der Empfangseinheit und den Kraftfahrzeugrädern vorgenommen. Hierbei wird von der Steuereinheit ein Aktivierungssignal (Frequenz beispielsweise 60 kHz) generiert und selektiv jeweils einer am Kraftfahrzeugrad oder in der Nähe des Kraftfahrzeugrades angeordneten Langwellen-Einheit als Langwellen-Signal zugeführt (beispielsweise mittels einer Leitungsverbindung), wobei jedem Kraftfahrzeugrad eine Langwellen-Einheit zugeordnet ist. Dieses Langwellen-Signal wird von der Langwellen-Einheit einer dieser Langwellen-Einheit zugeordneten, im Kraftfahrzeugrad angeordneten Langwellen-Empfangseinheit mittels einer leitungslosen Übertragung bereitgestellt, beispielsweise durch induktive Kopplung. Von einer Kontrolleinheit wird das von der Langwellen-Empfangseinheit empfangene Langwellen-Signal verarbeitet und hieraus ein Langwellen-Identifikationssignal generiert – das Langwellen-Identifikationssignal enthält demnach die Infor mation, welches der Kraftfahrzeugräder für die Zuordnung seiner Position selektiert wurde. Von der Sendeeinheit wird das die normalen Messdaten, den charakteristischen Identifikationswert und das Langwellen-Identifikationssignal enthaltende Datensignal an die Steuereinheit als HF-Signal (Trägerfrequenz beispielsweise 433.92 MHz) übertragen. Von der Steuereinheit wird das eintreffende Datensignal ausgewertet, insbesondere wird überprüft, ob ein Langwellen-Identifikationssignal im Datensignal enthalten ist. Da nur eines der von den Sendeeinheiten ausgegebenen Datensignale ein Langwellen-Identifikationssignal aufweisen kann, ist eine Zuordnung der Position des Kraftfahrzeugrads auf einfache Weise anhand des im Datensignal enthaltenen charakteristischen Identifikationswerts der Sendeeinheit möglich, da der Steuereinheit das von ihr selektiv mit dem Aktivierungssignal (Langwellen-Signal) beaufschlagte Kraftfahrzeugrad bekannt ist.

Eine Durchführung der Zuordnung der Kraftfahrzeugräder kann hierbei nach bestimmten Kriterien beim Vorliegen bestimmter Bedingungen vorgenommen werden: beispielsweise bei jedem Motorstart, in regelmäßig zeitlichen Abständen (beispielsweise jede Stunde), nach einer bestimmten gefahrenen Wegstrecke (beispielsweise alle 1000 Kilometer), beispielsweise abhängig von der Fahrgeschwindigkeit, oder nach einer manuellen Anforderung seitens des Fahrers/Bedieners (beispielsweise nach dem Wechsel von Reifen etc.).

Das Langwellen-Identifikationssignal kann auf vielfältige Weise anhand des Langwellen-Signals generiert und dem Datensignal beigefügt werden. Beispielsweise kann das Langwellen-Identifikationssignal als Zählerstand eines Zählers generiert werden, der sich bei einem „positiven" Langwellen-Identifikationssignal deutlich vom Zählerstand bei einem „negativen". Langwellen-Identifikationssignal unterscheidet oder als Spannungswert eines analogen Integrators ausgebildet sein.

Der Anzeigewert des Luftdrucks und/oder eine Warnung bei einem falschen Luftdruck (zu niedriger oder zu hoher Wert) kann beim Erreichen bestimmter Schwellwerte mittels einer Anzeigeeinheit dem Fahrer visuell (optisch, akustisch oder haptisch etc.) mitgeteilt werden.

Anhand der Zeichnung mit den 1 bis 3 wird das vorgestellte Verfahren im folgenden näher erläutert.
Hierbei zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit den Systemkomponenten zur Durchführung des Verfahrens,
2 ein Blockschaltbild des Steuermoduls bestehend aus Steuereinheit und Empfangseinheit,
3 ein Blockschaltbild des Radmoduls bestehend aus Sendeeinheit, Messeinheit und Langwellen-Empfangseinheit.
Gemäß der 1 werden das Verfahren zur Kontrolle des Luftdrucks in den Reifen 12, 14, 16, 18 der Kraftfahrzeugräder 11, 13, 15, 17 des Kraftfahrzeugs 1 und die Zuordnung der Position VL, VR, HL, HR der Kraftfahrzeugräder 11, 13, 15, 17 mit folgenden Komponenten durchgeführt:

– ein beispielsweise als separates Steuergerät ausgebildetes oder in einem Steuergerät integriertes Steuermodul 2 aus Steuereinheit 21 und Empfangseinheit 22,
– ein in oder an den Reifen 12, 14, 16, 18 der Kraftfahrzeugräder 11, 13, 15, 17 angeordnetes Radmodul 3 aus Sendeeinheit 31, Messeinheit 32, Langwellen-Empfangseinheit 33 und Kontrolleinheit 34, das ein Datensignal DS als HF-Signal an das Steuermodul 2 überträgt,
– eine im oder am oder in der Nähe jedes Kraftfahrzeugrads 11, 13, 15, 17 (beispielsweise im Radkasten) angeordnete und jeweils einem Radmodul 3 zugeordnete Langwellen-Einheit 4, die mittels eines vom Steuermodul 2 generierten, auf den Leitungen 41, 42, 43, 44 als Langwellen-Signal LWS übertragenen Aktivierungssignals AS aktiviert wird und die dieses Langwellen-Signal LWS nach der Aktivierung dem zugeordneten Radmodul 3 (der Langwellen-Empfangseinheit 33) bereitstellt (beispielsweise mittels leitungsloser induktiver Übertragung),
– ein Armaturenmodul 5 aus einer Anzeigeeinheit 51 zur (digitalen und/oder analogen) Anzeige verschiedener Anzeigewerte (beispielsweise des Luftdrucks) oder Warnmeldungen (beispielsweise einer optischen Warnleuchte oder eines akustischen Warnmelders) und aus einer Bedieneinheit 52 mit Tasten und/oder Schaltern (beispielsweise zur manuellen Aktivierung des Steuermoduls 2),
– eine als Datenbus ausgebildete Datenübertragungsstrecke 6, die das Steuermodul 2 mit dem Armaturenmodul 5 und weiteren Steuergeräten des Kraftfahrzeugs 1 (beispielsweise über Datenleitungen 61, 62) verbindet.

Gemäß der 2 des Steuermoduls 2 enthält die Steuereinheit 21 als Hauptkomponenten einen Mikroprozessor 211 zur Signal-/Datenverarbeitung und Steuerung des zeitlichen Verfahrensablaufs, einen Eingang 212, an dem die Bedieneinheit 52 des Armaturenmoduls 5 angeschlossen ist, ein Interface 213 zum Anschluss an den Datenbus 6 (beispielsweise ein Bus- Interface 213 zum Anschluss an die beiden Datenleitungen 61, 62 eines CAN-Datenbusses 6), einen Langwellen-Sender 214 zur selektiven Abstrahlung eines Langwellen-Signals LWS an jeweils eine Langwellen-Einheit 4 mittels der Übertragungsstrecken 41, 42, 43, 44, eine Überwachungsschaltung 215 („Watch-Dog") und ein beispielsweise an die Batterie (Kl. 15, Kl. 31) des Kraftfahrzeugs 1 angeschlossenes Netzteil 216 mit Überspannungs- und Verpolschutz zur Gewährleistung der Spannungsversorgung.
Die Empfangseinheit 22 besteht aus einer (HF-) Empfangsantenne 221 zur Aufnahme des von den Sendeeinheiten 31 der Radmodule 3 abgestrahlten Datensignals DS und einem auf die Frequenz des Datensignals DS abgestimmten HF-Empfänger 222, der das Datensignal DS dem Mikroprozessor 211 zur Weiterverarbeitung zur Verfügung stellt.
Gemäß der 3 des Radmoduls 3 besteht die Sendeeinheit 31 aus einem HF-Sender 311 zur Generierung eines HF-Datensignals DS (beispielsweise mit der Frequenz 433.92 MHz) und aus einer HF-Antenne 312 zur Abstrahlung des Datensignals DS (Übertragung an das Steuermodul 2).
Die Kontrolleinheit 34 besteht aus einem Mikroprozessor 341 oder alternativ einem anwendungsspezifischen, integrierten Schaltkreis (ASIC) zur Steuerung des zeitlichen Verfahrensablaufs und zur Signal-/Datenverarbeitung, einer (Lithium-) Batterie 342 zur Gewährleistung der Spannungsversorgung des Radmoduls 3, einer Stromversorgungskomponente 343, einem Zeitzähler 344 zur Vorgabe eines bestimmten Zeittakts oder Zählerwerts, einem D/A-Wandler 345 zur Umwandlung der analogen Messwerte der Messeinheit 32 in digitale Ausgangswerte und einer Interface-Schaltung 346 zur Parametrierung der sensorspezifischen Messwerte.
Die Messeinheit 32 enthält verschiedene Sensoren zur Aufnahme der Messwerte bestimmter Messgrößen, beispielsweise einen Drucksensor 321 zur Aufnahme des Luftdrucks in den Reifen 12, 14, 16, 18 und einen Temperatursensor 322 zur Aufnahme der Temperatur der Reifen 12, 14, 16, 18.
Die Langwellen-Empfangseinheit 33 besteht aus einer Langwellen-Antenne 331 zur Aufnahme des von der zugeordneten Langwellen-Einheit 4 abgestrahlten Langwellen-Signals LWS und aus einem Langwellen-Empfänger 332 (beispielsweise für den Frequenzbereich von 40 bis 80 kHz) zur Aufbereitung des Langwellen-Signals LWS vor der Weiterleitung an den Mikroprozessor 341 der Kontrolleinheit 34, der hieraus das Langwellen-Identifikationssignal LWIS generiert. Als Lang wellen-Empfänger 332 kann beispielsweise ein für den Empfang von Langwellen-Zeitzeichensendern in Funkuhren eingesetzter integrierter Schaltkreis (IC) verwendet werden.
Durch die Anordnung der Langwellen-Einheiten 4 in der Nähe des jeweils zugeordneten Radmoduls 3 ist gewährleistet, dass die einzelnen Kraftfahrzeugräder 11, 13, 15, 17 mittels des Langwellen-Signals LWS einzeln selektiert werden können, ohne dass ein Übersprechen zu anderen Kraftfahrzeugrädern erfolgt. Daher kann anhand des im Datensignal DS enthaltenen Langwellen-Identifikationssignals LWIS (unter Zuhilfenahme der im Datensignal DS enthaltenen Identifikationswerte der Sendeeinheiten 31) eine eindeutige Zuordnung der Position VL, VR, HR, HL der Kraftfahrzeugräder 11, 13, 15, 17 zu den von den Sendeeinheiten 31 der Radmodule 3 übertragenen Datensignalen DS erfolgen.

Claims

Verfahren zur Kontrolle des Luftdrucks in den Reifen (12, 14, 16, 18) von Kraftfahrzeugrädern (11, 13, 15, 17), bei dem mittels – einer im oder am Reifen (12, 14, 16, 18) jedes Kraftfahrzeugrads (11, 13, 15, 17) angeordneten Messeinheit (32) als Messsignal zumindest ein für den Luftdruck charakteristisches Drucksignal aufgenommen wird, – einer im oder am Reifen (12, 14, 16, 18) jedes Kraftfahrzeugrads (11, 13, 15, 17) angeordneten Sendeeinheit (31) ein Datensignal (DS) ausgegeben wird, das zumindest einen aus dem Drucksignal abgeleiteten Messwert des Luftdrucks und einen charakteristischen Identifikationswert enthält, – einer beabstandet zu den Kraftfahrzeugrädern (11, 13, 15, 17) angeordneten Empfangseinheit (22) das von der jeweiligen Sendeeinheit (31) ausgegebene Datensignal (DS) empfangen wird, – einer Steuereinheit (21) der charakteristische Identifikationswert im Datensignal (DS) mit einem der jeweiligen Sendeeinheit (31) zugeordneten, veränderbaren Identifikationsvergleichswert verglichen wird, wobei eine Weiterverarbeitung des Datensignals (DS) durch die Steuereinheit (21) nur dann erfolgt, wenn der charakteristische Identifikationswert und der veränderbare Identifikationsvergleichswert ein vorgegebenes Zuordnungskriterium erfüllen, – des Zuordnungskriteriums eine Zuordnung der jeweiligen Position (VL, VR, HR, HL) des Kraftfahrzeugrads (11, 13, 15, 17) vorgenommen wird, bei der der veränderbare Identifikationsvergleichswert an den charakteristischen Identifikationswert angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der jeweiligen Position (VL, VR, HL, HR) des Kraftfahrzeugrads (11, 13, 15, 17) zu den empfangenen Datensignalen (DS) mittels eines bidirektionalen Datenübertragungsverfahrens vorgenommen wird, bei dem – ein von der Steuereinheit (21) generiertes Aktivierungssignal (AS) als ein Langwellen-Signal (LWS) selektiv jeweils einer in oder an jedem Kraftfahrzeugrad (11, 13, 15, 17) angeordneten Langwellen-Einheit (4) zugeführt wird, – von einer im oder am Reifen (12, 14, 16, 18) jedes Kraftfahrzeugrads (11, 13, 15, 17) angeordneten, der jeweiligen Langwellen-Einheit (4) zugeordneten Langwellen-Empfangseinheit (33) das Langwellen-Signal (LWS) empfangen wird, – das von der Langwellen-Empfangseinheit (33) empfangene Langwellen-Signal (LWS) einer der jeweiligen Langwellen-Empfangseinheit (33) zugeordneten Kontrolleinheit (34) zugeführt wird, die hieraus ein Langwellen-Identifikationssignal (LWIS) generiert, – das das Langwellen-Identifikationssignal (LWIS) und den charakteristischen Identifikationswert enthaltende Datensignal (DS) von der jeweiligen Sendeeinheit (31) an die Steuereinheit (21) als Hochfrequenz-Signal ausgegeben wird, und – von der Steuereinheit (21) anhand des Langwellen-Identifikationssignals (LWIS) diejenige Position (VL, VR, HR, HL) des Kraftfahrzeugrads (11, 13, 15, 17) identifiziert wird, von der das Datensignal (DS) stammt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Langwellen-Signal (LWS) von der Steuereinheit (21) sukzessive den Langwellen-Einheiten (4) aller Kraftfahrzeugräder (11, 13, 15, 17) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungssignal (AS) durch die Steuereinheit (21) beim Vorhandensein bestimmter Bedingungen generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungssignal (AS) in bestimmten Zeitabständen und/oder nach einer bestimmten gefahrenen Wegstrecke des Kraftfahrzeugs (1) und/oder abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) und/oder nach manueller Anforderung oder beim Motorstart des Kraftfahrzeugs (1) generiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Langwellen-Identifikationssignal (LWIS) als ein Zählerstand eines Zählers oder als ein Spannungswert eines analogen Integrators generiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Empfangseinheit (22) empfangene und von der Steuereinheit (21) verarbeitete Datensignal (DS) mittels einer Anzeigeeinheit (51) dargestellt wird.