DE19735686A1 - Verfahren zum Zuordnen von Kennungen in Signalen von Sendern in einem Reifendrucküberwachungssystem zu den Rädern, an welchen sich die Sender befinden - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren mit den im Oberbegriff des An­ spruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein solches Verfahren ist aus der DE-196 08 478 A1 bekannt. Das bekannte Reifendrucküberwachungssystem hat an je­ dem Rad eines Fahrzeugs einen Druckmeßfühler, eine mit dem Druckmeßfühler verbundene elektronische Auswerteschaltung, einen Sender, eine Sendeantenne und eine Batterie, welche die am Rad vorgesehene Elektronik (nachfolgend auch als Radelektronik bezeichnet) mit Strom versorgt. Den Rädern benachbart sind an der Karosserie des Fahrzeuges Empfangsantennen vorgesehen, welche über Kabel an eine zentrale Empfangs- und Auswerteschaltung (nachfolgend auch als zentrale Auswerteelektronik bezeichnet) angeschlossen sind.

Ein Problem, das sich bei solchen Reifendrucküberwachungssystemen stellt, ist die eindeutige Zuordnung der Sender zu der Position ihres Rades am Fahrzeug. Zu diesem Zweck erzeugen die Sender ein in vier Abschnitte unterteiltes Signal, bestehend aus Präambel, Identifikationssignal, Meßsignal und Postambel. An­ hand des Identifikationssignals (Kennung) kann die zentrale Auswerteelektronik erkennen, wo sich das sendende Rad am Fahrzeug befindet. Voraussetzung da­ für ist jedoch, daß die Kennung und die Radposition einander zuvor eindeutig zu­ geordnet wurden und diese Zuordnung in der zentralen Auswerteelektronik abge­ speichert wurde. Die DE 196 08 478 A1 offenbart eine Möglichkeit, wie diese Zu­ ordnung nach der erstmaligen Montage von Rädern am Fahrzeug oder nach ei­ nem Radwechsel automatisch aus den von den Radelektroniken gesandten Si­ gnalen bestimmt werden kann. Dazu findet eine statistische Auswertung der Si­ gnalintensitäten statt: Zwar empfängt jede Empfangsantenne Signale von allen sendenden Rädern des Fahrzeuges, doch geht man von der Annahme aus, daß die Signale von dem der jeweiligen Empfangsantenne nächstliegenden Rad im statistischen Mittel mit der stärksten Intensität empfangen werden.

Ein ähnliches Zuordnungsverfahren ist aus der DE 196 08 479 A1 bekannt.

Die bekannten Zuordnungsverfahren haben den Nachteil, daß sie erhebliche Ko­ sten des Reifendrucküberwachungssystems verursachen, weil für jedes Rad eine gesonderte Empfangsantenne vorgesehen ist, welche mit einem Antennenkabel an die zentrale Empfangs- und Auswerteschaltung im Fahrzeug anzuschließen ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzu­ zeigen, die automatische Zuordnung der von den Radelektroniken ausgesandten Kennungen zu bestimmten Radpositionen mit geringerem Aufwand zu erreichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebe­ nen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, die am jeweiligen Rad vorhandene Ra­ delektronik dahingehend zu ergänzen, daß sie nicht nur den Reifendruck mißt und an die zentrale Empfangs- und Auswerteschaltung übermittelt, sondern zu­ sätzlich noch Informationen über den Bewegungszustand des Rades übermittelt, aus welchem eine Information über die Position des betreffenden Rades am Fahrzeug gewonnen wird. Nützliche Informationen über den Bewegungszustand des Rades werden erfindungsgemäß aus am Rad auftretenden Beschleunigun­ gen gewonnen. Die von einem mit der Radelektronik verbundenen Beschleuni­ gungssensor gelieferten Beschleunigungssignale werden entweder in der Rade­ lektronik ausgewertet und das Ergebnis der Auswertung wird an die zentrale Aus­ werteelektronik gesendet, oder die Beschleunigungssignale werden von der Ra­ delektronik in das regelmäßig auszusendende Singal eingefügt, an die zentrale Auswerteelektronik gesendet und darin ausgewertet.

Miniaturisierte Beschleunigungssensoren auf Halbleiterbasis, die mit verhältnis­ mäßig geringem Aufwand in die ohnehin benötigte Radelektronik integriert wer­ den können, sind verfügbar. Der damit verbundene zusätzliche Aufwand in der Radelektronik ist wesentlich geringer als der Aufwand, der durch den Fortfall von Empfangsantennen und ihrer Verkabelung vermieden wird.

Auf folgende Weisen lassen sich Informationen über die Radposition aus Be­ schleunigungssignalen ableiten, die am Rad gewonnen wurden:

• 1. Durch Drehen des Rades tritt an diesem eine Zentrifugalbeschleunigung auf. Nur an mitgeführten Reserverädern tritt auch bei rollendem Fahrzeug keine Zentrifugalbeschleunigung auf. Signale, welche bei rollendem Fahrzeug empfangen werden, aber die Zentrifugalbeschleunigung z = O signalisieren, werden deshalb einem mitgeführten Reserverad zugeordnet.
• 2. Die Stärke der am Rad auftretenden Zentrifugalbeschleunigung ist abhängig von der Drehzahl des Rades. Wird die Stärke der Zentrifugalbeschleunigung in der zentralen Empfangs- und Auswerteschaltung über eine vorgegebene Zeitspanne integriert, so ist die Größe des Integralwertes ein Maß für den Weg, den das Rad in dieser Zeitspanne zurückgelegt hat. Da die gelenkten Vorderräder bei Kurvenfahrt einen größeren Weg zurücklegen als die unge­ lenkten Hinterräder eines Fahrzeuges, wird der Integralwert für ein gelenktes Vorderrad größer sein als für ein nicht gelenktes Hinterrad. Die Kennungen, die in den Signalen enthalten sind, welche zu den größten Integralwerten füh­ ren, können deshalb den gelenkten Vorderrädern des Fahrzeuges zugeordnet werden.
• 3. Bei übereinstimmender Einbaulage des Beschleunigungssensors am Rad lie­ fern ein Beschleunigungssensor an einem Rad auf der rechten Seite des Fahrzeuges und ein Beschleunigungssensor an einem Rad auf der linken Sei­ te des Fahrzeuges bei einer Fahrzeugbeschleunigung Bahn-Beschleuni­ gungssignale mit entgegengesetzten Vorzeichen. Als Bahnbeschleunigung wird hier die beim Beschleunigen (oder Bremsen) in Umfangsrichtung des Ra­ des auftretende Beschleunigungskomponente bezeichnet. Das Vorzeichen des Bahnbeschleunigungssignals erlaubt eine Unterscheidung zwischen rech­ ten und linken Rädern, wobei Vorzeichen vorzugsweise bereits in der Rade­ lektronik bestimmt und der zentralen Empfangs- und Auswerteschaltung über­ mittelt wird. Am besten wird die Unterscheidung zwischen rechten und linken Rädern in der Beschleunigungsphase nach einem Start des Fahrzeugs vorge­ nommen.
  Hat man aus der Zentrifugalbeschleunigung die Kennung des Reserverades ermittelt und aus der Bahnbeschleunigung ermittelt, welche Räder auf der rechten Seite und welche auf der linken Seite des Fahrzeuges angeordnet sind, dann könnte man die restliche Unterscheidung zwischen vorderen Rädern und hinteren Rädern statt durch Auswertung von Integralwerten der Zentrifugalbeschleunigung auch durch eine gegenüber dem Stand der Tech­ nik verringerte Anzahl von Antennen auf der Empfangsseite bestimmen, näm­ lich dadurch, daß jeder Achse des Fahrzeuges lediglich eine eigene Emp­ fangsantenne zugeordnet wird. Die Unterscheidung zwischen den einzelnen Achsen kann dann durch statistische Auswertung der Signalintensitäten auf dieselbe Weise erfolgen, wie sie in der DE 196 08 478 A1 oder in der DE 196 08 479 A1 offenbart ist, wobei man jedoch nicht mehr für jedes Rad eine eige­ ne Empfangsantenne am Fahrzeug benötigt, sondern für die auf einer gemein­ samen Achse angeordneten Räder nur noch eine gemeinsame Empfangsantenne.
• 4. Zur Unterscheidung von gelenkten Vorderrädern und nicht gelenkten Hinterrä­ dern des Fahrzeuges kann nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung auch das Auftreten einer Coriolisbeschleunigung am gelenkten Rad beobach­ tet und ausgewertet werden. Eine Coriolisbeschleunigung tritt an den unge­ lenkten Rädern nicht auf, wohl aber an den gelenkten Rädern, wenn Lenkbe­ wegungen ausgeführt werden. Signalisiert ein Rad das Auftreten einer Corio­ lisbeschleunigung, dann ist klar, daß es sich um eines der gelenkten Vorder­ räder handelt.

Die Zentrifugalbeschleunigung wirkt senkrecht zur Bahnbeschleunigung. Die Coriolisbeschleunigung wiederum wirkt senkrecht zur Zentrifugalbeschleuni­ gung und zur Bahnbeschleunigung.

Ein Beschleunigungssensor, der zwischen Beschleunigungen in Richtung von drei unterschiedlichen Koordinatenachsen unterscheiden kann oder eine An­ ordnung von drei Beschleunigungssensoren, welche in drei verschiedenen Koordinatenachsen empfindlich sind, eignet sich mit Vorteil für die vorliegende Erfindung. Die Erfindung ist aber nicht nur mit einem dreiachsigen Beschleuni­ gungssensor durchführbar, sondern, wie vorstehend erläutert, auch mit Hilfe eines zweiachsigen Beschleunigungssensors, ja sogar mit einem nur in einer Achse empfindlichen Beschleunigungssensor, z. B. mit Hilfe eines die Zentrifu­ galbeschleunigung erfassenden Sensors, welcher es erlaubt, das Reserverad zu bestimmen und zwischen gelenkten Vorderrädern und ungelenkten Hinter­ rädern zu unterscheiden, so daß zur Unterscheidung zwischen rechten Rä­ dern und linken Rädern auf jeder Achse nur noch eine Empfangsantenne an der Fahrzeugunterseite benötigt wird.

Claims (8)

1. Verfahren zum Zuordnen von Kennungen, die in Signalen enthalten sind, wel­ che von Sendern in einem Reifendrucküberwachungssystem ausgesandt wer­ den, das aus je einem Druckmeßfühler, einem Sender und einer Sendeanten­ ne an jedem einer Anzahl von Rädern eines Fahrzeuges, aus einer oder meh­ reren Empfangsantennen an der Karosserie des Fahrzeuges und aus einer an diese über Kabel angeschlossenen Empfangs- und Auswerteelektronik be­ steht,
zu den Positionen der Räder, an welchen sich die Sender befinden, indem die Signale, welche die Kennung enthalten, von der einen oder den mehreren Empfangsantennen aufgefangen, an die Empfangs- und Auswer­ teelektronik weitergeleitet und darin hinsichtlich ihrer Kennung ausgewertet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß an den überwachten Rädern zusätzlich zum Luftdruck im Reifen eine sich aus dem Bewegungszustand des jeweiligen Ra­ des ergebende Beschleunigung gemessen, ein daraus abgeleitetes Signal mittels des jeweiligen Senders der Empfangs- und Auswerteschaltung signali­ siert
und auf eine im Signal enthaltene Information über die Lage jenes Rades aus­ gewertet wird, von welchem das Signal ausgeht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei rollen­ dem Fahrzeug empfangenes Signal, welches eine Zentrifugalbeschleunigung z = O signalisiert, einem mitgeführten Reserverad zugeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unter­ scheidung von Rädern auf der rechten Seite des Fahrzeugs von Rädern auf der linken Seite des Fahrzeugs das Vorzeichen einer am Rad auftretenden Bahnbeschleunigung b ermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorzeichen der Bahnbeschleunigung b bereits in einer am Rad vorgesehenen Auswerte­ schaltung bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterschei­ dung von gelenkten Rädern und nicht gelenkten Rädern des Fahrzeuges Si­ gnale, welche die Stärke der gemessenen Zentrifugalbeschleunigung ange­ ben, über eine vorgegebene Zeitspanne integriert werden, wobei den gelenk­ ten Rädern jene Signale zugeordnet werden, welche die größten Integralwerte liefern.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterschei­ dung von gelenkten Rädern und nicht gelenkten Rädern des Fahrzeuges wäh­ rend Lenkbewegungen das Auftreten einer Coriolisbeschleunigung ermittelt und signalisiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den auf einer ge­ meinsamen Achse des Fahrzeuges angeordneten Rädern jeweils eine ge­ meinsame Empfangsantenne zugeordnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gesamtheit der sendenden Räder des Fahrzeuges lediglich eine einzige An­ tenne benutzt wird.