DE19921413C1 - Verfahren zur Durchführung der Zuordnung von Reifendruckkontrollvorrichtungen zu Radpositionen in einem Reifendruckkontrollsystem eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
Verfahren zur Durchführung der Zuordnung von Reifendruckkontrollvorrichtungen zu Radpositionen in einem Reifendruckkontrollsystem eines KraftfahrzeugesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung der Zuordnung von Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a-4d zu Radpositionen in einem Reifendruckkontrollsystem eines Kraftfahrzeuges. Jede Reifendruckkontrollvorrichtung 4a-4d sendet in zeitlichen Abständen ihre individuelle Kennung und ein verlängertes Hochfrequenzsignal an die Zentraleinheit 10 des Reifendruckkontrollsystems. Die Hochfrequenzsignale weisen aufgrund der Geometrie des Radkastens und in Folge der Rotation des Rades einen vom Rotationswinkel des Rades und von der Zeit abhängigen individuellen Verlauf auf. In der Zentraleinheit 10 wird aus zwei aufeinander folgenden Hochfrequenzsignalen jeweils ein Zeitpunkt festgelegt, zu dem das Rad, von dem aus die Signale gesendet wurden, jeweils die gleiche Winkelposition einnimmt. Zwischen den beiden Zeitpunkten hat das entsprechende Rad eine ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen gemacht. In der Zentraleinheit 10 wird mit Hilfe der Signale der Drehzahlsensoren 12a-12d die Radposition ermittelt, in der das Rad zwischen den beiden Zeitpunkten eine ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen gemacht hat. Die entsprechende Radposition wird der von der Reifendruckkontrollvorrichtung 4a-4d übermittelten individuellen Kennung zugeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung der Zuordnung von
Reifendruckkontrollvorrichtungen zu Radpositionen in einem
Reifendruckkontrollsystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Aus sicherheitstechnischen Gründen muß der Reifendruck von Kraftfahrzeugen
regelmäßig überprüft werden, was von dem Kraftfahrzeugführer aus
unterschiedlichen Gründen häufig versäumt wird. Deshalb sind bereits
Reifendruckkontrollsysteme entwickelt worden, die jedem Rad zugeordnet eine
Reifendruckkontrollvorrichtung enthalten, die den Reifendruck der
Kraftfahrzeugreifen automatisch messen und zumindest eine kritische
Abweichung von einem Sollreifendruck dem Kraftfahrzeugführer melden. Die
Reifendruckkontrollvorrichtungen können z. B. in den Reifen einvulkanisiert oder
eingeklebt sein, auch am oder im Ventil oder an oder in der Felge befestigt sein.
Entsprechende Ausbildungen sind bekannt.
Aus der DE 197 34 323 A1 ist ein Reifendruckkontrollsystem bekannt, bei dem
jedem Reifen des Kraftfahrzeuges jeweils eine Reifendruckkontrollvorrichtung
zugeordnet ist. Jede Reifendruckkontrollvorrichtung übermittelt in regelmäßigen
Abständen ein gemessenes Drucksignal zusammen mit einer individuellen
Kennung an eine Zentraleinheit. Durch die Übermittlung einer individuellen
Kennung wird vermieden, daß die an die Zentraleinheit übermittelten Daten
beispielsweise mit Daten verwechselt werden, die von einem anderen
Kraftfahrzeug ausgesendet werden. In der Zentraleinheit sind Wertepaare der
Form (Kennung der Reifendruckkontrollvorrichtung/Radposition) für jedes Rad
des Kraftfahrzeuges gespeichert, so daß durch entsprechenden Vergleich in der
Zentraleinheit darauf geschlossen werden kann, welche Kennung mit dem
dazugehörigen Drucksignal von welcher Radposition des Kraftfahrzeuges
gesendet wird. Eine Abweichung des übermittelten Drucksignales von einem
vorgegebenen Wert an einer Radposition wird dem Kraftfahrzeugführer von der
Zentraleinheit angezeigt, so daß dieser geeignete Maßnahmen einleiten kann.
Die Ausführungen zeigen, daß das aus der DE 197 34 323 A1 bekannte
Reifendruckkontrollsystem nur dann einwandfrei funktionieren kann, wenn in der
Zentraleinheit die Zuordnungen (Kennung der Reifendruckkontrollvorrichtungen/
Radposition) richtig gespeichert sind. Dementsprechend muß zumindest nach
jedem Reifenwechsel am Kraftfahrzeug eine neue Zuordnung vorgenommen
werden, was bei dem aus der oben genannten Druckschrift bekannten
Reifendruckkontrollsystem wie folgt geschieht: Jeder
Reifendruckkontrollvorrichtung ist ein Umdrehungssensor zugeordnet, der für ein
erstes Zeitintervall eingeschaltet wird. Während des ersten Zeitintervalls wird aus
dem Signal des Umdrehungssensor eine erste definierte Winkelposition des
Rades, dem der Umdrehungssensor zugeordnet ist, bestimmt. Die
Reifendruckkontrollvorrichtung übermittelt zu einem ersten Zeitpunkt t1, in dem
das Rad diese erste definierte Winkelposition einnimmt, die individuelle Kennung
an die Zentraleinheit. Der gleiche Umdrehungssensor wird später für ein zweites
Zeitintervall eingeschaltet, während dem aus seinem Signal die gleiche definierte
Winkelposition des Rades bestimmt wird, wie im ersten Zeitintervall. Die
Reifendruckkontrollvorrichtung übermittelt zu einem zweiten Zeitpunkt t2, in dem
das Rad diese definierte Winkelposition einnimmt, ihre individuelle Kennung an
die Zentraleinheit, wobei die Zentraleinheit weiß, daß das Rad, von dem aus die
individuelle Kennung übermittelt worden ist, zwischen den Zeitpunkten t1 und t2
eine ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen gemacht hat. In der Zentraleinheit
wird nun geprüft, von welchem Drehzahlsensor (bei den Drehzahlsensoren
handelt es sich um ortsfeste Sensoren eines Schlupfregelsystems) bzw. von
welcher Radposition eine ganzzahlige Umdrehungszahl zwischen den
Zeitpunkten t1 und t2 übermittelt wurde. Die entsprechende Radposition wird in
der Zentraleinheit der von der Reifendruckkontrollvorrichtung übermittelten
individuellen Kennung zugeordnet. Die übrigen Reifendruckkontrollvorrichtungen
des Kraftfahrzeuges werden in der gleichen Art und Weise ihrer Radposition
zugeordnet.
Mit dem aus der DE 197 34 323 A1 bekannten Verfahren ist eine zuverlässige
Zuordnung von Reifendruckkontrollvorrichtungen zu den Radpositionen in einem
Reifendruckkontrollsystem eines Kraftfahrzeuges möglich. Das
Reifendruckkontrollsystem benötigt jedoch in jeder
Reifendruckkontrollvorrichtung einen Umdrehungssensor, was die Kosten des
Systems in die Höhe treibt. Darüber hinaus belasten die Umdrehungssensoren
die Batterien der Reifendruckkontrollvorrichtungen. Obwohl sie nur während
kurzer Zeitintervalle eingeschaltet werden, verkürzt sich dennoch die
Lebensdauer der Batterien, so daß die angestrebte hohe Batterielebensdauer nur
schwierig zu realisieren ist.
Bei einem aus der DE 42 05 911 A1 bekannten Reifendruckkontrollsystem wird
eine neue Zuordnung durchgeführt, indem die Intensität der von den einzelnen
Reifendruckkontrollvorrichtungen gesendeten Signale von Empfängern, von
denen jeweils einer einer Radposition fest zugeordnet ist, gemessen wird. Jedes
von einer Reifendruckkontrollvorrichtung ausgesendete Signal wird derjenigen
Radposition zugeordnet, an welcher es die höchste Signalintensität erzeugt
(beispielsweise wird die Signalintensität der Reifendruckkontrollvorrichtung, die
sich in dem Reifen vorne links befindet, an dem Empfänger am größten sein, der
der Radposition vorne links zugeordnet ist, so daß eine entsprechende
Zuordnung festgestellt werden kann). Die entsprechenden Zuordnungen werden
in der Zentraleinheit gespeichert.
Für das erläuterte Zuordnungsverfahren ist an jeder Radposition des
Kraftfahrzeuges ein Empfänger notwendig, wodurch ebenfalls die Kosten des aus
der DE 42 05 911 A1 bekannten Reifendruckkontrollsystems steigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der DE 197 34 323 A1,
ein Verfahren zur Durchführung der Zuordnung von
Reifendruckkontrollvorrichtungen zu Radpositionen in einem
Reifendruckkontrollsystem eines Kraftfahrzeuges so zu verbessern, daß es sich
mit einem preiswerten Reifendruckkontrollsystem durchführen läßt.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
Zu dem Begriff "verlängertes Hochfrequenzsignal" ist folgendes festzustellen:
Jede Reifendruckkontrollvorrichtung sendet ihre Daten, also insbesondere ihre
individuelle Kennung und das Drucksignal, in Form von Hochfrequenzsignalen
aus. Unter einem verlängerten Hochfrequenzsignal ist ein Hochfrequenzsignal zu
verstehen, das wesentlich länger (also mindestens eine Größenordnung länger)
ist als die üblicherweise von einer Reifendruckkontrollvorrichtung ausgesendeten
Hochfrequenzsignale.
Vorzugsweise wird jedes verlängerte Hochfrequenzsignal von der
Reifendruckkontrollvorrichtung mit konstanter Maximalamplitude ausgesendet,
die in Folge der Rotation des Rades, von dem aus das verlängerte
Hochfrequenzsignal gesendet wird, einen vom Rotationswinkel des Rades bzw.
von der Zeit abhängigen individuellen Verlauf bekommt, so wie es auch in
Anspruch 2 beansprucht wird.
Die Erfindung macht sich die Beobachtung zunutze, daß die konstante
Maximalamplitude eines ausgesendeten Hochfrequenzsignals durch die Rotation
des Rades einen vom Rotationswinkel des Rades von der Zeit abhängigen
individuellen Verlauf bekommt, so daß anhand des Signalverlaufes auf eine
relative Winkelposition des Rades rückgeschlossen werden kann. Der
individuelle Verlauf ist auf die unterschiedlichen geometrischen Gegebenheiten in
den Radkästen des Kraftfahrzeuges und auf die zeitliche Veränderung des
Abstandes einer Reifendruckkontrollvorrichtung zu dem Radkasten, an dem sie
bei der Rotation vorbeigeführt wird, zurückzuführen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß
zur Durchführung des Verfahrens weder ein Empfänger an jeder Radposition
(wie bei der DE 42 05 911 A1), noch ein Umdrehungssensor in jeder
Reifendruckkontrollvorrichtung (wie bei der DE 197 34 323 A1) notwendig ist.
Vielmehr bedarf es zur Durchführung des Zuordnungsverfahrens keiner
Bestandteile, die nicht ohnehin im Reifendruckkontrollsystem oder im
Kraftfahrzeug (wie die Drehzahlsensoren, die Bestandteile eines
Schlupfregelsystems sind) vorhanden sind. Somit läßt sich das
Zuordnungsverfahren mit Hilfe eines preiswerten Reifendruckkontrollsystems
durchführen. Weitere Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß das
Zuordnungsverfahren genauso zuverlässig funktioniert, wie die bisher bekannt
gewordenen Zuordnungsverfahren und die Batterien der
Reifendruckkontrollvorrichtungen wenig belastet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Weitere Vorteile und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung werden im
Zusammenhang mit den nachstehenden Figuren erläutert, darin zeigen:
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Reifendruckkontrollsystem,
Fig. 2 ein Diagramm,
Fig. 3 ein Diagramm,
Fig. 4 ein Diagramm.
Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Darstellung ein Kraftfahrzeug mit Rädern 2a
bis 2d, das über ein Reifendruckkontrollsystem verfügt. Das
Reifendruckkontrollsystem enthält u. a. Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis
4d, von denen jeweils eine in dem Reifen der Räder 2a bis 2d enthalten ist (z. B.
im Reifengummi bzw. im oder am Ventil), oder von denen jeweils eine einem
Reifen zugeordnet ist, z. B. durch entsprechende Positionierung und Befestigung
an der Felge. Die Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis 4d verfügen über einen
Sender, mit dessen Hilfe sie Daten in Form von Hochfrequenzsignalen an einen
Empfänger 6 berührungslos übermitteln können. Der Empfänger 6 überträgt die
von den Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis 4d empfangenen Daten über
den Übertragungsweg 8 an eine Zentraleinheit 10. Im einfachsten Fall ist der
Empfänger 6 als Empfangsantenne ausgebildet, mit Hilfe der die Zentraleinheit
10 die übermittelten Daten empfängt. Das Reifendruckkontrollsystem enthält
ferner Drehzahlsensoren 12a bis 12d, die an dem Kraftfahrzeug befestigt sind
und jeweils einem Rad 2a bis 2d des Kraftfahrzeuges ortsfest zugeordnet sind.
Jeder Drehzahlsensor 12a bis 12d steht über einen Übertragungsweg 14a bis
14d ebenfalls mit der Zentraleinheit 10 in Verbindung. Anhand des
Übertragungsweges 14a bis 14d kann die Zentraleinheit 10 das Signal eines
Drehzahlsensors 12a bis 12d einer Radposition zuordnen. Liegt beispielsweise
an dem Übertragungsweg 14a ein Signal an, so ist dies ein Zeichen für die
Zentraleinheit 10 dafür, daß dieses Signal von dem Drehzahlsensor 12a
übermittelt wird, der sich in der Radposition "vorne rechts" (in der Fig. 1 sind die
Radpositionen "vorne rechts" mit VR, "hinten rechts" mit HR, "hinten links" mit HL
und "vorne links" mit VL abgekürzt) befindet. Wie das Signal der
Drehzahlsensoren 12a bis 12d im einzelnen aussieht, wird im Zusammenhang
mit der Fig. 2 erläutert.
Im normalen Betrieb übermitteln die Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis 4d
jeweils eine individuelle Kennung und Druckdaten an die Zentraleinheit 10. Dort
werden die übermittelten Druckdaten ausgewertet und mit vorgegebenen
Druckdaten verglichen. Weichen die übermittelten Druckdaten über ein
bestimmtes Maß hinaus von den vorgegebenen Druckdaten ab, so wird dies dem
Kraftfahrzeugführer durch die Zentraleinheit 10 angezeigt.
In einem Zuordnungsmodus, in dem die Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis
4d den Radpositionen im Reifendruckkontrollsystem zugeordnet werden,
übermittelt jede Reifendruckkontrollvorrichtung 4a bis 4d in zeitlichen Abständen
zusätzlich zu der individuellen Kennung und ggf. den Druckdaten ein
verlängertes Hochfrequenzsignal an die Zentraleinheit 10. Mit Hilfe der
verlängerten Hochfrequenzsignale und der von den Drehzahlsensoren 12a bis
12d an die Zentraleinheit 10 übermittelten Signale wird in der Zentraleinheit 10
eine Zuordnung der Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis 4d zu den
Radpositionen durchgeführt. Dies wird im einzelnen mit den nachstehenden
Figuren erläutert.
Jedes übermittelte Hochfrequenzsignal ist vorzugsweise so lang, daß das
entsprechende Rad 2a bis 2d, von dem es ausgesendet wird, während der Dauer
des Signals mindestens eine Umdrehung macht. Dies kann beispielsweise
dadurch weitestgehend sichergestellt werden, daß in den
Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis 4d eine Zeitdauer für die verlängerten
Hochfrequenzsignale vorgegeben wird, die so gewählt ist, daß schon bei
niedrigen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges jedes Rad 2a bis 2d während
dieser Länge mindestens eine Umdrehung macht. Zusätzlich kann jede
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a bis 4d über einen Fliehkraftsensor 16a bis 16d
verfügen, der oberhalb einer vorgegebenen Umdrehungszahl des Rades 2a bis
2d ein Signal erzeugt, wobei eine Reifendruckkontrollvorrichtung 4a bis 4d ein
verlängertes Hochfrequenzsignal mit der vorgegebenen Länge nur dann sendet,
wenn das Signal des Fliehkraftsensors 16a bis 16d vorliegt. Hierbei ist die Länge
des verlängerten Hochfrequenzsignals so auf die Umdrehungszahl, bei der der
Fliehkraftsensor 16a bis 16d ein Signal erzeugt, abgestimmt, daß das Rad 2a bis
2d mindestens eine Umdrehung während der Aussendung des verlängerten
Hochfrequenzsignals macht.
Alternativ ist es möglich, daß das Reifendruckkontrollsystem über einen zentralen
Sender 18 und jede Reifendruckkontrollvorrichtung über einen (nicht
eingezeichneten) Empfänger verfügt. Zur Auslösung des Zuordnungsverfahrens
sendet der zentrale Sender 18 ein Signal an alle
Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis 4d, die unmittelbar nach Empfang des
Signals ein verlängertes Hochfrequenzsignal an die Zentraleinheit 10 übermitteln.
Zusätzlich kann der zentrale Sender 18 eine Information über die Länge des
verlängerten Hochfrequenzsignals übermitteln, das von den
Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis 4d übertragen werden soll. Die Länge
wird von dem zentralen Sender 18 vorzugsweise von der Geschwindigkeit des
Kraftfahrzeuges abhängig derart vorgegeben, daß sichergestellt ist, daß jedes
Rad 2a bis 2d des Kraftfahrzeuges während der Aussendung des verlängerten
Hochfrequenzsignals mindestens eine Umdrehung macht.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem das von den Drehzahlsensoren 12a bis 12d
erzeugte Signal über der Zeit aufgetragen ist. Bei den Drehzahlsensoren 12a bis
12d kann es sich beispielsweise um Sensoren eines Schlupfregelsystems
handeln, die an sich bekannt sind und eine Zahnradscheibe mit einer gewissen
Anzahl von Zähnen aufweisen. Bei einer vollen Umdrehung des
Kraftfahrzeugrades 2a bis 2d erzeugt jeder Zahn der Zahnradscheibe des
entsprechenden Drehzahlsensors 12a bis 12d einen Impuls, so daß in der
Zentraleinheit 10 (s. Fig. 1) aus der Anzahl der Impulse zwischen zwei
Zeitpunkten die Umdrehungszahl zwischen den Zeitpunkten berechnet werden
kann. Bei dem in der Fig. 2 gezeigten Diagramm wurde beispielsweise davon
ausgegangen, daß die Zahnradscheibe 6 Zähne aufweist. Da das Diagramm
zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 12 Signale aufweist, hat das Kraftfahrzeugrad
2a bis 2d zwischen diesen Zeitpunkten also zwei Umdrehungen gemacht.
Fig. 3a zeigt ein Diagramm, in dem der Betrag der Amplitude der verlängerten
Hochfrequenzsignale, die von den Reifendruckkontrollvorrichtungen 4a bis 4d
erzeugt werden, über der Zeit aufgetragen ist. Das Hochfrequenzsignal zwischen
den Zeitpunkten t0 und t1 wird von der Reifendruckkontrollvorrichtung 4a, das
Hochfrequenzsignal zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird von der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4b, das Hochfrequenzsignal zwischen den
Zeitpunkten t4 und t5 wird von der Reifendruckkontrollvorrichtung 4c und das
Hochfrequenzsignal zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 wird von der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4d erzeugt. Dem Diagramm ist zu entnehmen,
daß der Amplitudenbetrag jedes erzeugten Hochfrequenzsignales während der
gesamten Länge den Wert Amax erreicht (in Wirklichkeit handelt es sich bei den
Hochfrequenzsignalen um Schwingungssignale, so daß der maximale
Amplitudenbetrag während eines Schwingungsvorganges zweimal erreicht wird;
da es sich jedoch um ein Hochfrequenzsignal handelt, liegen die beiden
Maximalwerte während einer Schwingungsperiode so dicht beieinander, daß
vereinfacht nur die "umhüllende Kurve" des Amplitudenbetrages gezeichnet
wurde). Die Zeitintervalle zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 sowie zwischen t2
und t3, t4 und t5, t6 und t7 sind so lang, daß das entsprechende Kraftfahrzeugrad
2a bis 2d, dessen Reifendruckkontrollvorrichtung das verlängerte
Hochfrequenzsignal erzeugt hat, in den genannten Zeitintervallen mindestens
eine Umdrehung gemacht hat.
Fig. 3b zeigt ein Diagramm, in dem der von der Zentraleinheit 10 empfangene
Amplitudenbetrag der verlängerten Hochfrequenzsignale über der Zeit
aufgetragen ist. Dem Diagramm ist zu entnehmen, daß die Zentraleinheit 10 im
Zeitintervall von t0 bis t1 von der Reifendruckkontrollvorrichtung 4a ein
Hochfrequenzsignal mit dem Verlauf 20a, in dem Zeitintervall von t2 bis t3 von der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4b ein Hochfrequenzsignal mit dem Verlauf 20b,
im Zeitintervall von t4 bis t5 von der Reifendruckkontrollvorrichtung 4c ein
Hochfrequenzsignal mit dem Verlauf 20c und im Zeitintervall von t6 bis t7 ein
Hochfrequenzsignal mit dem Verlauf 20d empfängt. Die empfangene
Maximalamplitude des Hochfrequenzsignals 20a weist weitestgehend über das
gesamte Zeitintervall von t0 bis t1 den Maximalbetrag Amax auf. Lediglich im
Bereich der Zeiten t01 und t02 wird von der Zentraleinheit 10 eine deutlich
verringerte maximale Amplitude empfangen. Ein derartiger Verlauf der von der
Zentraleinheit 10 empfangenen Amplitude über der Zeit ist auf folgendes
zurückzuführen: Die Reifendruckkontrollvorrichtung 4a dreht sich während der
Aussendung des verlängerten Hochfrequenzsignals mit dem Kraftfahrzeugrad
2a. Dadurch nimmt die Reifendruckkontrollvorrichtung 4a zu dem Radkasten
bzw. zu der Bodenaufstandsfläche des Rades 2a immer eine andere Position ein.
Durch Interferenzen im übertragenen Hochfrequenzsignal oder andere Effekte
kommt es dazu, daß die Amplitude des Hochfrequenzsignals nicht mehr im
gesamten Zeitintervall den gleichen Maximalwert erreicht, sondern sich in
bestimmten relativen Winkelpositionen der Reifendruckkontrollvorrichtung 4a
verändert. Eine Veränderung der übermittelten Amplitude findet immer in der
gleichen Winkelposition der Reifendruckkontrollvorrichtung 4a statt. Die
Zentraleinheit 10 empfängt also ein verlängertes Hochfrequenzsignal 20a von der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a, das einen vom Rotationswinkel des Rades
und von der Zeit abhängigen individuellen Verlauf aufweist. Auch die anderen
Hochfrequenzsignale 20b, 20c und 20d weisen jeweils einen vom
Rotationswinkel des entsprechenden Rades und von der Zeit abhängigen
individuellen Verlauf auf.
Dem Verlauf des Hochfrequenzsignales 20a ist zu entnehmen, daß das Rad 2a,
von dem aus das verlängerte Hochfrequenzsignal gesendet wurde, zu den
Zeitpunkten t01 und t02 die gleiche Winkelposition einnimmt, zwischen diesen
beiden Zeitpunkten also eine ganze Umdrehung gemacht hat (in der Fig. 3b ist
das Zeitintervall von t0 bis t1 so lang gewählt, daß das Kraftfahrzeugrad 2a
zwischen diesen beiden Zeitpunkten ca. 2 Umdrehungen macht).
Im Zusammenhang mit der Fig. 3c wird nun erläutert, wie mit Hilfe der
verlängerten Hochfrequenzsignale 20a eine Zuordnung der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a zur entsprechenden Radposition, in der diese
sich befindet, erfolgt: Zunächst sendet die Reifendruckkontrollvorrichtung 4a ihre
individuelle Kennung an die Zentraleinheit 10. Danach sendet die
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a ein über ein erstes Zeitintervall I1 andauerndes
erstes verlängertes Hochfrequenzsignal 20a an die Zentraleinheit 10 aus. Infolge
der Rotation des Rades 2a weist das verlängerte Hochfrequenzsignal 20a einen
vom Rotationswinkel des Rades 2a bzw. von der Zeit abhängigen individuellen
Verlauf auf, so daß von der Zentraleinheit 10 das in der Fig. 3c gezeigte
Hochfrequenzsignal empfangen wird. Die gleiche Reifendruckkontrollvorrichtung
4a sendet zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt zunächst wieder ihre
individuelle Kennung an die Zentraleinheit 10. Darüber hinaus sendet die
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a ein über ein zweites Zeitintervall I2
andauerndes zweites verlängertes Hochfrequenzsignal 20a an die Zentraleinheit
10. Beide Zeitintervalle sind so lang, daß das der Reifendruckkontrollvorrichtung
4a zugeordnete Rad 2a in dem entsprechenden Zeitintervall zumindest eine
Umdrehung macht. Somit weisen beide verlängerten Hochfrequenzsignale 20a
mit Sicherheit die im Zusammenhang mit den Fig. 3a und 3b erläuterte
Verringerung der Amplitude des Hochfrequenzsignals 20a auf, das erste
verlängerte Hochfrequenzsignal 20a nämlich zum ersten Zeitpunkt t1 und das
zweite verlängerte Hochfrequenzsignal 20a zum zweiten Zeitpunkt t2. Da die
Verringerung der Amplitude der Hochfrequenzsignale 20a jeweils in der gleichen
Winkelposition stattfindet, hat das Rad 2a, das der Reifendruckkontrollvorrichtung
4a zugeordnet ist, in dem dritten Zeitintervall I3 von t1 bis t2 eine ganzzahlige
Anzahl von Umdrehungen gemacht. In der Zentraleinheit 10 wird nun
ausgewertet, wieviele Signale in dem Zeitintervall I3 von den Drehzahlsensoren
12a bis 12d über die Übertragungswege 14a bis 14d an diese übermittelt worden
sind. Daraufhin wird dort aus der Anzahl der übertragenen Signale berechnet,
wieviele Umdrehungen die den Drehzahlsensoren 12a bis 12d zugeordneten
Räder 2a bis 2d in dem Zeitintervall I3 gemacht haben. Die von der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a übermittelte individuelle Kennung wird
derjenigen Radposition zugeordnet, in der das Rad in dem Zeitintervall I3 eine
ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen gemacht hat.
Von den Drehzahlsensoren 12a bis 12d wurden im Zeitintervall I3
folgende Anzahlen von Signalen an die Zentraleinheit 10 übermittelt:
Drehzahlsensor 12a - 606 Signale; Drehzahlsensor 12b - 603 Signale;
Drehzahlsensor 12c - 603 Signale; Drehzahlsensor 12d - 602 Signale. In der
Zentraleinheit 10 werden daraus folgende Umdrehungszahlen berechnet, wenn man
davon ausgeht, daß die Zahnscheibe der Drehzahlsensoren 6 Zähne aufweist:
Umdrehungszahl des Rades 2a - 101,0; Umdrehungszahl des Rades 2b - 100,5;
Umdrehungszahl des Rades 2c - 100,5; Umdrehungszahl des Rades 2d - 100,3.
Demzufolge hat im Zeitintervall I3 das Rad 2a in der Radposition "vorne rechts"
eine ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen gemacht. Infolgedessen wird in der
Zentraleinheit 10 die von der Reifendruckkontrollvorrichtung 4a übermittelte
individuelle Kennung der Radposition "vorne rechts" zugeordnet. Die übrigen
Reifendruckkontrollvorrichtungen 4b bis 4d werden in gleicher Art und Weise den
Radpositionen zugeordnet.
Fig. 3d zeigt weitgehend das gleiche Diagramm wie Fig. 3c. Der einzige
Unterschied ist darin zu sehen, daß im Intervall I2 eine Verringerung der
Amplitude des verlängerten Hochfrequenzsignals zweimal auftritt, das
entsprechende Rad 2a bis 2d also im Intervall I2, das genauso lang ist wie das
Intervall I1, die entsprechende Winkelposition, in der die Verringerung stattfindet,
zweimal einnimmt. Eine solche Fall-Konstellation kann beispielsweise dadurch
auftreten, daß das Rad 2a bis 2d sich im Zeitintervall I2 mit einer größeren
Geschwindigkeit dreht als im Zeitintervall I1. In diesem Fall kann das Zeitintervall
I3, in dem das entsprechende Rad 2a bis 2d eine ganzzahlige Anzahl von
Umdrehungen gemacht hat, entweder von t1 bis t20 oder von t1 bis t21 gewählt
werden und entsprechend wie im Zusammenhang mit der Fig. 3c erläutert
vorgegangen werden.
Bei dem im Zusammenhang mit der Fig. 3 erläuterten Ausführungsbeispiel der
Erfindung wurde davon ausgegangen, daß das von der Zentraleinheit 10
empfangene verlängerte Hochfrequenzsignal bei jeder Umdrehung des Rades 2a
bis 2d genau eine signifikante Stelle aufweist, nämlich eine Verringerung der
Amplitude des Hochfrequenzsignals an einer Steile. Im Zusammenhang mit Fig.
4 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, bei dem sich der Verlauf
des von der Zentraleinheit 10 empfangenen verlängerten Hochfrequenzsignals
über die gesamte Umdrehung des Rades 2a bis 2d gegenüber dem von der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a bis 4d ausgesendeten Hochfrequenzsignal
verändert.
Fig. 4a zeigt ein Diagramm, in dem der Betrag der Amplitude eines von der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a erzeugten verlängerten Hochfrequenzsignals
über der Zeit aufgetragen ist. Das Hochfrequenzsignal wird von der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a in dem Zeitintervall von t0 bis t1 gesendet. Das
Diagramm gemäß der Fig. 4 ist analog zu dem in der Fig. 3a gezeigten
Diagramm aufgebaut, so daß diesbezüglich auf die entsprechende
Figurenbeschreibung verwiesen wird.
Fig. 4b zeigt ein Diagramm, in dem der Betrag der von der Zentaleinheit 10
empfangenen Amplitude über der Zeit aufgetragen ist. Aufgrund der Rotation des
Rades 2a und der sich verändernden Winkelposition der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a zum Radkasten empfängt die Zentraleinheit 10
ein verlängertes Hochfrequenzsignal, das einen von der Zeit bzw. dem
Rotationswinkel des Rades 2a abhängigen individuellen Verlauf aufweist. Da der
Verlauf des von der Zentraleinheit 10 empfangenen Hochfrequenzsignals von
dem Rotationswinkel des Rades 2a abhängt, weist es einen periodischen Verlauf
auf, wobei die Länge der Periode durch die Dauer einer Umdrehung des Rades
2a bestimmt ist. Bei dem in der Fig. 4b gezeigten Beispiel überdeckt eine
Periode ein Zeitintervall von t0 bis t01 bzw. von t01 bis t02 und das Rad 2a, von
dem das verlängerte Hochfrequenzsignal ausgesendet wird, macht im
Zeitintervall von t0 bis t1 ca. zwei Umdrehungen.
Im Zusammenhang mit der Fig. 4c wird erläutert, wie mit Hilfe der von der
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a erzeugten verlängerten Hochfrequenzsignale
die Zuordnung dieser zu einer Radposition vorgenommen werden kann. Die
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a sendet zu einem beliebigen Zeitpunkt zunächst
ihre individuelle Kennung und unmittelbar danach ein über ein erstes Zeitintervall
I1 andauerndes erstes verlängertes Hochfrequenzsignal aus. Von der
Zentraleinheit 10 wird die individuelle Kennung und das in der Fig. 4c links
gezeigte erste verlängerte Hochfrequenzsignal empfangen. Zu einem beliebigen
späteren Zeitpunkt sendet die gleiche Reifendruckkontrollvorrichtung 4a
wiederum ihre individuelle Kennung und unmittelbar danach ein über ein zweites
Zeitintervall I2 andauerndes zweites verlängertes Hochfrequenzsignal an die
Zentraleinheit 10 aus. Von der Zentraleinheit 10 wird das in der Fig. 4c rechts
gezeigte zweite verlängerte Hochfrequenzsignal empfangen. Die beiden
Zeitintervalle I1, I2 sind mindestens so lang, daß das Rad 2a, von dem aus die
verlängerten Hochfrequenzsignale gesendet werden, in diesem Zeitintervall I1, I2
mindestens eine Umdrehung macht. Vorzugsweise sind die beiden Zeitintervalle
I1 und I2 gleich lang.
In der Zentraleinheit 10 werden die beiden empfangenen verlängerten
Hochfrequenzsignale so übereinander geschoben, daß sich eine maximale
Überlappung dieser Signale ergibt. Der Fig. 4c ist zu entnehmen, daß bei dem
gezeigten Beispiel im ersten Zeitintervall I1 der maximale Überlappungsbereich X
vom Zeitpunkt t10 bis zum Zeitpunkt t11 und im Zeitintervall I2 vom Zeitpunkt t20 bis
zum Zeitpunkt t21 reicht.
In den beiden Überlappungsbereichen X nimmt das Rad 2a, von dem aus das
verlängerte Hochfrequenzsignal gesendet wurde, zu einander entsprechenden
Zeitpunkten die gleiche Winkelposition ein. Beispielsweise wird zum Zeitpunkt t10
von dem Rad 2a die gleiche Winkelposition eingenommen wie zum Zeitpunkt t20
und zum Zeitpunkt t11 die gleiche Winkelposition eingenommen wie zum
Zeitpunkt t21. Entsprechendes gilt für alle zwischen den Zeitpunkten t10 und t11
bzw. t20 und t21 liegenden Zeitpunkte, wenn der zwischen den Zeitpunkten t20 und
t21 liegende Zeitpunkt den gleichen Abstand zu t20 hat, wie der zwischen den
Zeitpunkten t10 und t11 liegende Zeitpunkt zum Zeitpunkt t10.
Das Rad 2a, von dem aus das verlängerte Hochfrequenzsignal ausgesendet
wurde, macht zwischen zwei entsprechend gewählten Zeitpunkten, also
beispielsweise zwischen den Zeitpunkten t10 und t20 (d. h. im Zeitintervall I3) eine
ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen. Mit Hilfe der Drehzahlsensoren 12a bis
12d wird nun von der Zentraleinheit 10 überprüft, welches Rad des
Kraftfahrzeuges im Zeitintervall I3 eine ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen
gemacht hat. Dies geschieht, wie es bereits im Zusammenhang mit der Fig. 3
erläutert worden ist, so daß an dieser Stelle auf die entsprechenden
Ausführungen verwiesen wird. Die von der Reifendruckkontrollvorrichtung 4a
übertragene individuelle Kennung wird der entsprechenden Radposition (im
Beispiel "vorne rechts") zugeordnet. Die übrigen
Reifendruckkontrollvorrichtungen 4b bis 4d werden auf die gleiche Art und Weise
ihren Radpositionen zugeordnet.
Bei der Fig. 4c wurde davon ausgegangen, daß das Rad 2a, von dem das
verlängerte Hochfrequenzsignal ausgesendet wird, in den beiden Zeitintervallen
I1 und I2 eine gleiche Anzahl von Umdrehungen macht. Dies ist
(zumindest in sehr guter Näherung) sicher richtig, wenn man davon ausgeht, daß
der zeitliche Abstand zwischen den beiden Zeitintervallen I1 und I2 nur wenige
Zehntelsekunden beträgt, da sich in den seltensten Fällen während des
Betriebes eines Kraftfahrzeuges innerhalb einer derartig kurzen Zeitspanne die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Kraftfahrzeugräder grundlegend ändert.
Im Zusammenhang mit Fig. 4d wird das Verfahren für den Fall erläutert, daß die
beiden Zeitintervalle I1 und I2 gleich lang sind, aber im Zeitintervall I2 die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades 2a, von dem aus das
Hochfrequenzsignal gesendet wurde, jedoch höher ist als im Zeitintervall I1. Vor
Übermittlung der verlängerten Hochfrequenzsignale sendet die
Reifendruckkontrollvorrichtung 4a ihre individuelle Kennung an die Zentraleinheit 10
aus. Aus diesem Grunde "weiß" die Zentraleinheit 10, daß sowohl das erste
verlängerte Hochfrequenzsignal, das im Zeitintervall I1 ausgesendet wurde, als
auch das zweite Hochfrequenzsignal, das im Zeitintervall I2 ausgesendet wurde,
von der gleichen Reifendruckkontrollvorrichtung 4a stammt. Ferner "weiß" die
Zentraleinheit 10, daß das Rad 2a, von dem aus die Hochfrequenzsignale
ausgesendet wurden, in beiden Zeitintervallen I1 und I2 mindestens eine
Umdrehung gemacht hat. Aus diesem Grunde muß es - abgesehen von einer
Stauchung bzw. Streckung des Signalverlaufes in beiden Zeitintervallen I1 und I2
- übereinstimmende Signalabschnitte geben. Lassen sich die beiden Signale
also auch bereichsweise nicht ohne Stauchung bzw. Streckung zur Deckung
bringen, so staucht bzw. streckt die Zentraleinheit 10 eines der beiden Signale,
bevor sie zur Deckung gebracht werden. Dabei wird in der Zentraleinheit 10
festgestellt, daß das Rad 2a im Überlappungsbereich X zwischen den
Zeitpunkten t10 und t11 bzw. zwischen den Zeitpunkten t20 und t21 zueinander
entsprechenden Zeitpunkten jeweils die gleiche Winkelposition eingenommen
hat. Beispielsweise wird die gleiche Winkelposition zu den Zeitpunkten t10 und t20
bzw. t11 und t21 eingenommen. Entsprechendes gilt für die zwischen den
Zeitpunkten t10 und t11 bzw. t20 und t21 liegenden Zeiten. Beispielsweise hat das
Rad 2a zu den Zeitpunkten ta und tb die gleiche Winkelposition eingenommen, da
der Zeitpunkt ta von dem Zeitpunkt t10 den gleichen relativen Abstand hat, wie der
Zeitpunkt tb von dem Zeitpunkt t20. Allgemein formuliert läßt sich sagen, daß von
dem Rad 2a zu zwei Zeitpunkten ta und tb die gleiche Winkelposition genau dann
eingenommen wird, wenn folgendes gilt: ta - t10/t11 - t10 = tb - t20/t21 - t20.
Sind zwei Zeitpunkte, in denen das Rad 2a eine übereinstimmende
Winkelposition einnimmt, festgelegt, so steht fest, daß es im Zeitintervall I3
zwischen diesen beiden Zeitpunkten eine ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen
gemacht hat. Die Zuordnung der von dem Rad 2a übermittelten individuellen
Kennung zu der Radposition kann dann so erfolgen, wie es im Zusammenhang
mit der Fig. 3 bereits erläutert worden ist. Die individuellen Kennungen der
übrigen Reifendruckkontrollvorrichtungen 4b-4d werden entsprechend den
Radpositionen zugeordnet.
Das im Zusammenhang mit den Fig. 4c und 4d erläuterte Verfahren zur
Auffindung des Überlappungsbereiches zweier Signale wird als
"Kreuzkorrelation" bezeichnet und ist dem Fachmann an sich bekannt, so daß es
an dieser Stelle nicht näher erläutert werden soll.
Claims (12)
1. Verfahren zur Durchführung der Zuordnung von
Reifendruckkontrollvorrichtungen (4a-4d) zu Radpositionen in einem
Reifendruckkontrollsystem eines Kraftfahrzeuges
- - jedem Rad (2a-2d) ist eine Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) zugeordnet, die in zeitlichen Abständen eine individuelle Kennung an eine Zentraleinheit (10) sendet,
- - jedem Rad (2a-2d) des Kraftfahrzeuges ist ein Drehzahlsensor (12a-12d) ortsfest zugeordnet, wobei die Zuordnung der Drehzahlsensoren (12a-12d) zu den Radpositionen der Zentraleinheit (10) bekannt ist, in der Zentraleinheit (10) ist die Zuordnung (Kennung der Reifendruckkontrollvorrichtung/Radposition) für jedes Rad (2a-2d) gespeichert und
- - die Zuordnung der Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) zu der jeweiligen Radposition wird im Betrieb des Kraftfahrzeuges durchgeführt
- - die dem Rad (2a-2d) zugeordnete Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) sendet zu einem beliebigen Zeitpunkt ihre individuelle Kennung und ein über ein erstes Zeitintervall (I1) andauerndes erstes verlängertes Hochfrequenzsignal an die Zentraleinheit (10) aus,
- - das erste verlängerte Hochfrequenzsignal weist in Folge der Rotation des Rades (2a-2d) einen vom Rotationswinkel des Rades (2a-2d) oder von der Zeit abhängigen individuellen Verlauf auf,
- - die gleiche Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) sendet zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt erneut ihre individuelle Kennung und ein über ein zweites Zeitintervall (I2) andauerndes zweites verlängertes Hochfrequenzsignal an die Zentraleinheit (10) aus,
- - das zweite verlängerte Hochfrequenzsignal weist zumindest bereichsweise den gleichen vom Rotationswinkel des Rades (2a-2d) oder von der Zeit abhängigen individuellen Verlauf auf wie das erste verlängerte Hochfrequenzsignal,
- - in der Zentraleinheit (10) wird aus dem Verlauf des ersten verlängerten Hochfrequenzsignals ein erster Zeitpunkt (t1) bestimmt, in dem das Rad (2a-2d) eine beliebige relative Winkelposition einnimmt,
- - in der Zentraleinheit (10) wird aus dem Verlauf des zweiten verlängerten Hochfrequenzsignals ein zweiter Zeitpunkt (t2) bestimmt, in dem das Rad (2a-2d) die gleiche relative Winkelposition einnimmt wie zum ersten Zeitpunkt (t1),
- - in der Zeintraleinheit (10) wird mittels der Signale der Drehzahlsensoren (12a-12d) eine Umdrehungszahl ermittelt, die die Räder (2a-2d) während eines dritten Zeitintervalls (I3) das von dem ersten Zeitpunkt (t1) bis zu dem zweiten Zeitpunkt (t2) reicht, gemacht haben,
- - in der Zentraleinheit (10) wird geprüft, welches Rad (2a-2d) in welcher Radposition im dritten Zeitinterval (I3) eine ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen gemacht hat und
- - in der Zentraleinheit (10) wird die so ermittelte Radposition der von der Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) übermittelten individuellen Kennung zugeordnet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die beiden Hochfrequenzsignale von der Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) mit einer konstanten Maximalamplitude ausgesendet werden, die infolge der Rotation des Rades (2a-2d) den vom Rotationswinkel des Rades (2a-2d) oder von der Zeit abhängigen individuellen Verlauf bekommt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- - jedes Zeitintervall, während dem das verlängerte erste und zweite Hochfrequenzsignal von dem Rad (2a-2d) aus gesendet werden, mindestens so lang ist, daß das Rad (2a-2d) in dem ersten und zweiten Zeitintervall (I1, I2) mindestens eine Umdrehung macht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
- - in jeder Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) eine bestimmte Dauer vorgegeben ist, die für alle von dieser Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) ausgesendeten verlängerten Hochfrequenzsignale gleich ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - jede Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) über einen Fliehkraftsensor (16a-16d) verfügt, der oberhalb einer vorgegebenen Umdrehungszahl des Rades (2a-2d), dem die Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) zugeordnet ist, ein Signal erzeugt und
- - die Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) das verlängerte Hochfrequenzsignal mit der vorgegebenen Dauer nur dann sendet, wenn das Signal des Fliehkraftsensors (16a-16d) vorliegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Reifendruckkontrollsystem über einen zentralen Sender (18) verfügt und
jede der Reifendruckkontrollvorrichtungen (4a-4d) über einen Empfänger
(6) verfügt, und daß folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
- - ein zentraler Sender (18) des Reifendruckkontrollsystems sendet ein Signal an alle Reifendruckkontrollvorrichtungen (4a-4d) und
- - unmittelbar nach Empfang des Signals sendet jede Reifendruckkontrollvorrichtung (4a-4d) das verlängerte (erste und zweite) Hochfrequenzsignal an die Zentraleinheit (10).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der zentrale Sender (18) eine Information über die Dauer der von den Reifendruckkontrollvorrichtungen (4a-4d) auszusendenden verlängerten Hochfrequenzsignale an die Reifendruckkontrollvorrichtungen (4a-4d) sendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
- - das Verfahren durch Betätigung eines Schalters gestartet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
- - das Verfahren nach Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeuges automatisch gestartet wird, wenn diese zuvor für einen vorgegebenen Zeitraum ausgeschaltet war.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die von den Reifendruckkontrollvorrichtungen (4a-4d) übertragenen Signale amplitudenmoduliert sind, und
- - jedes verlängerte Hochfrequenzsignal ein separates Signal ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die von den Reifendruckkontrollvorrichtungen (4a-4d) übertragenen Signale frequenzmoduliert sind und mit einer konstanten Maximalamplitude gesendet werden, und
- - die individuelle Kennung in dem verlängerten Hochfrequenzsignal enthalten ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
- - im ersten und zweiten verlängerten Hochfrequenzsignal der erste Zeitpunkt (t1) und der zweite Zeitpunkt (t2), in dem das Rad (2a-2d) eine übereinstimmende relative Winkelposition einnimmt, durch Kreuzkorrelation bestimmt wird.
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