DE60021228T2

DE60021228T2 - Gesichertes Reifendrucküberwachungssystem

Info

Publication number: DE60021228T2
Application number: DE60021228T
Authority: DE
Inventors: Francis Delaporte
Original assignee: Johnson Controls Automotive Electronics SAS
Current assignee: Johnson Controls Automotive Electronics SAS
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: FR2794065B1; JP2000355204A; US6215393B1; JP4578621B2; FR2794065A1; EP1055531A1; EP1055531B1; DE60021228D1

Description

Ein Prüfsystem des Drucks eines Reifens eines Kraftfahrzeugrads dient zum Melden eines schlechten Drucks beim Bordrechner des Fahrzeugs, damit dieser den Fahrer rechtzeitig warnt.
Ein solches System, das an das Ventil im Inneren des Reifens angeschlossen ist, ist daher unzugänglich, und die Batterie, die es versorgt, muss daher mäßig beansprucht werden. Dazu werden die Funksendungen des Druckwerts unterbrochen, mit zum Beispiel einem Zyklus von 6 Minuten, wenn das Fahrzeug fährt, und einer Stunde beim Stillstand. Es muss daher sichergestellt werden, dass das Ergebnis jeder Messung gut empfangen wird, um den Zyklus der Informationen nicht unabsichtlich zu verlängern.
Die Patentanmeldung US 3 835 451 beschreibt ein Prüfsystem des Drucks, dessen Sender eine Frequenz hat, die von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt.
Dazu wird jede Messung mit Redundanz in Form einer Reihe mehrerer Bitbündel von Daten über den Druck gesendet. Herkömmlich werden zum Beispiel drei Bündel zu 50 ms mit einem Abstand von etwa 100 ms gesendet. Jedes Rad sendet daher seine Daten willkürlich im Vergleich zu den anderen, und eventuelle Sendekollisionen von zwei Rädern beeinträchtigen im Allgemeinen die Gesamtheit der Bündel einer Reihe nicht. Die Redundanz, das heißt die Anzahl der Sendewiederholungen jeder Messung, wird daher in Abhängigkeit von der willkürlichen Gefahr solcher Funkkollisionen bestimmt.
Die Antragstellerin hat jedoch festgestellt, dass über eine bestimmte Geschwindigkeit des Fahrzeugs hinaus der richtige Empfang der Bündel nicht mehr sichergestellt ist, das heißt, dass mehrere Bits jedes Bündels fehlerhaft waren, was zum totalem Verlust jedes Bündels führte. Die Redundanz verlor daher jede Effizienz. Man kann hier sogar von Fading in der Datenübertragung sprechen.
Die Antragstellerin hat auch und vor allem bei großen Geschwindigkeiten beobachtet, dass das Druckprüfsystem bei jeder Radumdrehung vorübergehend den Funkkontakt mit dem Bordrechner über einen bestimmten Winkelsektor in Zusammenhang mit der Gegenwart metallischer Massen des Chassis und des Rads, die eine Abschirmung bilden, verlor. Es handelte sich daher nicht um zufällige Ereignisse, was die Wirkungslosigkeit der Redundanz erklärte.
Daher schlägt die Antragstellerin die folgende Lösung für das Problem der Übertragung der Fernmessungen von einem Radreifen ausgehend vor.
Die Erfindung betrifft daher ein gesichertes Prüfsystem des Drucks eines Radreifens eines Kraftfahrzeugs umfassend

– einen Drucksensor,
– einen Sender identischer Bündelreihen von Druckdaten,
– einen Prozessor zum Steuern des Sendens der Datenbündelreihen, dazu eingerichtet, dass mindestens bei Drehzahlen des Rads über einem Schwellenwert bei einer Radumdrehung mindestens ein Bündel einer Reihe komplett gesendet wird.

Für jedes Bündel ist daher die Wahrscheinlichkeit gut, dass seine Übertragung außerhalb einer Periode stattfindet, in welcher die Verbindung Sender-Empfänger unterbrochen ist, und die Redundanz, die mit dem Senden mehrerer Bündel verbunden ist, steigert die Gesamtwahrscheinlichkeit dafür, dass mindestens eines der Bündel richtig an den Bordrechner zu seiner Nutzung übertragen wird.
Da sich die Erfindung auf die Datenübertragung erstreckt, versteht man, dass das System andere Daten übertragen kann als die des Drucks, wie zum Beispiel die Temperatur, die Identifikation des Rads.
Vorteilhafterweise ist der Sender des Typs mit Frequenzmodulation.
Der Betriebsrechner empfängt daher ein Signal, in dem die Information, verbunden mit der Frequenz, von dem Niveau des empfangenen Signals unabhängig ist. Das vermeidet jede Notwendigkeit einer Verstärkungssteuerung des demodulierten Signals, das in Amplitudenmodulation aufgrund der Tatsache, dass das empfangene Funkniveau ständig und mit großer Dynamik variiert, aufgrund der Gegenwart metallischer Massen schwer zu optimieren ist, und dass es daher unmöglich ist, ein mittleres Referenzniveau zu bestimmen.
Die Erfindung wird besser mit Hilfe der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prüfsystems unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen verstanden, in welchen:
1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Prüfsystems ist, das in einem Radreifen eines Kraftfahrzeugs untergebracht ist, dessen Bordrechner die Messungen nutzt,
2 ein elektrisches Schaltbild in Funktionsblöcken des Fernmesssystems der 1 ist,
3 die Variationen des von dem Rechner empfangenen Funksignals über eine Radumdrehung darstellt, und
4 gegenüber der 3 die Sendeaugenblicke der Bündel einer Reihe von Druckfernmesssignalen darstellt.
Das dargestellte gesicherte System mit dem Bezugszeichen 9 zum Prüfen des Fahrzeugreifendrucks durch Fernmessung befindet sich in einem Reifen 8 eines Rads 7 eines Fahrzeugs, hier ein Kraftfahrzeug, und ist an dessen Ventil befestigt. Es umfasst einen Drucksensor 1, der am Ausgang mit einem Prozessor 2 verbunden ist, hier mit einem Mikroprozessor, der einen drahtlosen Sender 3, hier einen Funksender steuert. Die Sendungen dieses Letzteren werden von einem Bordrechner 19 des Fahrzeugs empfangen, der sie nutzt, um eventuell einen Alarm zu liefern. Eine Batterie 10 versorgt alle oben stehenden Schaltungen des Systems 9.
Der Mikroprozessor 2 umfasst eine Schritttaktschaltung 20, die dessen Funktionierens taktet und insbesondere eine Schaltung 21 zum Umstellen auf Standby und Wiederaktivieren der anderen Schaltungen des Mikroprozessors 2, wie zum Beispiel einen Rechenblock (ALU) 22 steuert.
Das System funktioniert wie folgt.
Die Schritttaktschaltung 20 steuert die Schaltung 21 durch Taktgebersignale, welche dieser Letztere zählt, um zyklisch, hier alle 2 Sekunden, die Schaltungen des Mikroprozessors 2 zu aktivieren, um eventuell unter der Steuerung des Rechenblocks 22 eine Reihe von N Druckfernmessbündeln zu senden, hier N = 3, und dann diese Schaltungen (22) wieder auf Standby zu stellen. Ein solches Senden tritt mit einem Zyklus von sechs Minuten auf, wenn das Rad dreht, was ein Trägheitssensor 4, wie zum Beispiel eine Reed-Lampe, dem Mikroprozessor anzeigt. Anderenfalls beträgt der Zyklus im Ruhezustand 1 Stunde.
Der Mikroprozessor 2 zum Steuern des Sendens der Datenbündel sendet dem Sender 3 die entsprechenden Daten mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als ein unterer Sendeschwellenwert, so dass zumindest bei Drehzahlen des Rads 7 größer als ein Schwellenwert mindestens ein Bündel einer Reihe komplett während einer Umdrehung des Rads 1 gesendet wird.
Hier hat das Senden jedes Bündels genauer genommen eine Dauer gleich einem bestimmten Bruchteil der Dauer einer Umdrehung des Rads, wenn das Fahrzeug mit einer bestimmten maximalen Geschwindigkeit fährt. Wenn man zum Beispiel eine Schwellenwertgeschwindigkeit von 300 km/h nimmt, entspricht eine Radumdrehung 24 Millisekunden. In diesem Beispiel stellt die Dauer eines Bündels das Drittel dieses Werts, das heißt 8 ms dar.
3 stellt auf einer Umdrehung des Rads 7 das von dem Bordrechner 19 empfangene Niveau dar, stellt daher auch den Koeffizienten T der Funksendung dar. Man bemerkt, dass die Sendekurve T einen Bereich C von etwa 10 Grad mit im Wesentlichen Übertragung gleich Null aufgrund der Tatsache der Gegenwart metallischer Massen des Fahrzeugs aufweist, und einen Bereich A, in dem die Verbindung aufrechterhalten bleiben kann, jedoch mit einer hohen Dämpfung. Im Allgemeinen fluktuiert das empfangene Niveau auch außerhalb der Bereiche A, C innerhalb weiter Limits.
4 zeigt in Abhängigkeit von der Zeit T und gegenüber der Winkelposition des Rads 7, die durch 3 bestimmt wird, die aufeinander folgenden Perioden 31, 32, 33 des Sendens von Bündeln einer Reihe mit einer Dauer von je 8 ms. Bei dem Geschwindigkeitsschwellenwert ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Senden der drei Bündel 31, 32, 33 in dem Winkelsektor oder in der Drehungstotwinkelposition C des Rads 7, in dem/der die Funkverbindung mit dem Bordrechner 19 unterbrochen ist, auftritt, gleich Null. Genauer genommen und weil sich jede Periode 31, 32, 33 des Sendens eines Bündels über eine Dauer erstreckt, die einer Drehung von 120 Grad entspricht, verfügt es über fast zwei Chancen von drei (360 – 120 – 10/360), sich außerhalb des toten Winkels C von 10 Grad zu befinden.
Wenn man ferner die N = drei Bündel in einer ununterbrochenen Folge sendet, also über eine Radumdrehung bei dieser Geschwindigkeit, laufen maximal zwei (Perioden 31, 32) von ihnen Gefahr, von dem toten Winkel C in ihren benachbarten Endzonen betroffen zu sein, und das dritte Bündel (Periode 33) wird mit Gewissheit gut empfangen.
Um die Wahrscheinlichkeit noch zu steigern, dass der Bordrechner 19 die empfangenen Daten nutzen kann, berechnet der Rechenblock 22 und fügt in diesem Beispiel zu den Druckmessdatenbits und zu den Bits, die das Rad 7 identifizieren, noch Redundanzbits, Selbstkorrekturcodedaten hinzu, um den Verlust einer bestimmten Anzahl von Bits beim Empfang zu tolerieren.
Um sich der Übertragungsfluktuierungen T zu entledigen, erfolgt die Übertragung der Daten in diesem Beispiel durch Frequenzmodulation und nicht durch Amplitudenmodulation, das heißt durch Sprünge einer Trägerwelle zwischen einer Frequenz f0, die eine logische 0 darstellt, und einer Frequenz f1, die eine logische 1 darstellt.
Auf der Ebene des Bordrechners 19 liefert ein FM-Demodulator mit hoher Eingangsverstärkung eine Spannung, die mit dem Wert der empfangenen Frequenz variiert, wobei diese Spannung daher zwei mögliche Werte hat, nämlich logisch 0 und 1. Man entledigt sich daher der Amplitudenvariationen des von dem Rad 7 empfangenen Signals bei jeder Umdrehung dieses Rads.
In diesem Beispiel, wenn das System 9 beabstandet Bündel einer Reihe sendet, setzt es trotzdem sein Senden zwischen den Bündeln fort, indem es eine der Trägerwellen, hier f0 sendet oder eventuell ein vorausbestimmtes Muster von Bits durch Modulation f0/f1. Der Mikroprozessor 2 steuert daher den Sender, um eine modulierte oder nicht modulierte Trägerwelle über die ganze Dauer jeder Reihe zu senden.
Der Bordrechner 19 kann daher durch Erfassen des entsprechenden Zustands „0" die Winkelposition des Rads 7 festlegen, wobei ein Verschwinden der Trägerwelle f0 beim Empfang die Winkelposition des Bereichs C anzeigt. Der Bereich C dient daher dem Bordrechner 19 auf dem Rad 7 als negativer Synchronisationsimpuls. Die Drehzahl des Rads 7 kann daher durch aufeinander folgende Erfassungen bestimmt werden. Der Bordrechner 19 bestimmt in den Perioden 31, 32, 33 der empfangenen Bündel die eventuelle Gegenwart und die Position des Bereichs C und/oder des Bereichs A durch eine Niveaumessung, um den entsprechenden Bits ein geringes Vertrauensniveau zuzuweisen und sie gemäß denen zu korrigieren, die außerhalb dieser Bereiche A, C empfangen werden.

Claims

Gesichertes Prüfsystem des Drucks eines Reifens (8) eines Kraftfahrzeugs umfassend – einen Drucksensor (1), – einen Sender (3) identischer Bündelreihen von Druckdaten, – einen Prozessor (2) zum Steuern des Sendens der Datenbündelreihen, dazu eingerichtet, dass mindestens bei Drehzahlen des Fahrzeugs über einem Schwellenwert bei einer Radumdrehung mindestens eine Bündelreihe insgesamt gesendet wird.
System nach Anspruch 1, bei dem der Sender (3) des Typs mit Frequenzmodulation ist.
System nach Anspruch 2, bei dem der Prozessor (2) und der Sender (3) eingerichtet sind, um eine Trägerwelle während der ganzen Dauer jeder Bündelreihe zu senden.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Prozessor (2) eingerichtet ist, um Redundanzdaten zu den Druckmessdaten hinzuzufügen.