JP2013514934A - 自動車の車輪の取付位置を特定する方法および装置 - Google Patents
自動車の車輪の取付位置を特定する方法および装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
自動車の車輪の取付位置を特定する方法であって、少なくとも1つの車輪が車輪電子ユニットを有しており、前記方法は前記車輪電子ユニットに割り当てられた車輪の第1の回転角度位置を前記車輪電子ユニット側で求めるステップと、求めた第1の回転角度位置に依存する第1の回転角度情報を含む送信信号を送信するステップと、車輪の第2の回転角度位置を車両側で求め、第2の回転角度位置に依存して第2の回転角度情報を生成するステップと、第1の回転角度情報を第2の回転角度情報と照合するステップと、前記照合に依存して前記車輪電子ユニットに割り当てられている車輪の取付位置を求めるステップとを有することを特徴とする、自動車の車輪の取付位置を特定する方法。
自動車の車輪の取付位置を特に本発明の方法によって特定する装置であって、割り当てられた車輪の第1の回転角度位置を求め、求めた第1の回転角度位置に依存する第1の回転角度情報を車両側の受信装置に送信するよう設計された、車輪に取り付けられた少なくとも1つの車輪電子ユニットと、割り当てられた車輪の第2の回転角度位置を求め、求めた第2の回転角度位置に依存して第2の回転角度情報を生成するよう設計された、少なくとも1つの車両側の回転数センサと、前記第1の回転角度情報を少なくとも2つの前記第2の回転角度情報と照合し、この照合に依存して前記車輪電子ユニットに割り当てられた車輪の取付位置を求める評価装置とを有することを特徴とする、自動車の車輪の取付位置を特定する装置。
複数の車輪と、本発明による装置を備えたタイヤ情報装置とを有する車両、特に乗用車。
図3には、回転数センサが概略的に示されている。図3では、車輪の回転数測定と回転角検出のための参照ディスクが参照符号30で表されている。このようなディスク30が各車輪に割り当てられており、例えば各車輪11の回転軸に固定的に結合されている。ディスク30は所定の数の(互いに分かれた)セグメントを有しており、これらセグメントを介して正確な回転角を求めることが可能である。今日のディスクは例えば中間領域によって互いに分離された48個のセグメント33を有している。図3ではさらに、保持部32を介してディスク30に機械的、電気的または光学的に接触している回転数センサ32が設けられている。保持部32に、回転数センサ31から供給された電気信号を評価するユニットを設けてもよい。この評価ユニットは、例えば回転数センサ31によってカウントされたパルスをカウントして評価し、これに依存して現在の回転角度位置を求めることができる。ディスク30上の様々なセグメント33が回転数センサ31を介して検出される。ディスク30上の1つのセグメントから隣接するセグメントへの切り替わりごとに1つの境界が生じるので、48個のセグメントを有するディスク30の場合、車輪の完全な1回転につき全部で96の境界がカウントされる。図3Aおよび3Bにはそれぞれ、車輪の速度が一定の場合(図3A)と可変の場合(図3B)の回転数センサの出力信号が示されている。ここで、出力信号は順次して生じる一定の振幅の方形パルスとして表される。速度が増していくと、方形パルスはより幅狭くなり、速度が低下していくと、方形パルスはより幅広くなる。
受信された送信信号の伝送時点を割り当てられた角度位置と照合する際、考察されている評価期間Txにわたって、同一の車輪に属する車輪電子ユニットと回転数または回転速度センサとの任意の組み合わせの無線伝送の伝送時点間に固定的な関係を確立することができる。各車輪電子ユニットは、各自の送信信号のテレグラムによって、各車輪電子ユニットの車両側での識別を可能にする一意的な識別子を送信する。
基本的には、車輪電子ユニットの放射と車輪の向きとの間の関係を評価するために、タイヤ情報装置の制御器において様々なコンセプトを採用してよい。以下に、様々なアプローチを説明するが、これらは有利には互いに組み合わせてもよい。
図6Bにおいて、左前輪VLが約45°の方向角度をとっている場合、放射はつねに1つの車輪角度位置において、したがって1つの時点において生じる。それに対して、他の車輪VR、HL、HRの場合、放射のこのような関係は認識されない。
左前輪VLは大抵、車輪電子ユニットRAの2回の放射の間にほぼ整数回の回転を行う。車輪が整数回の回転を行うかどうかは、いわゆるモジュロ除算によって非常に良く決定することができる。そのために、前回の放射以来の車輪回転数センサのエッジの数を利用することができる(例えば、1回転につき96のエッジならば、10回転で960のエッジ)。完全な1回転のエッジ数によるモジュロ除算の剰余がゼロならば、相応する車輪は整数回の回転を行ったことになる。
T1−T2、
T1−T3、
T1−T4、
T1−T5、
T1−T6、
T2−T3、
T2−T4、
T2−T5、
T2−T6、
T3−T4、
T3−T5、
T3−T6、
T4−T5、
T4−T6、
T5−T6。
上で説明した第1の方法では、分布の内部、すなわちヒストグラムの内部で累積/集中が探し求められた。そのためには、例えば分散や標準偏差を求めるといった一般的に知られている統計的アプローチを使用することができる。ただしその場合、359°の回転角度もほぼ1°の角度であること、または角度360°が角度0°に相当することを考慮しなければならない。例えば図9に示されているように、この角度範囲内に回転角度の集中が生じている場合には、公知の統計的アプローチによる評価は難しいだろう。これを解決するために、上記した従来の統計的アプローチは拡張される。そのために、例えば「ずれた」分布を或る距離だけ「円状」に車輪の回転に沿ってこの値範囲の境界を超えてシフトさせるか、または鏡映も用いるように、上記方法を変更する。しかし、原則的に、先ず初めに、このような分布が値範囲の境界を超えていることを検出しなければならない。これは図9Aおよび9Bに示されている。図9Aの分布は、シフトされているが、図9Bの分布と同じ分布である。図9Aの分布は、図9Bの元の分布に対して絶対値にして約180°だけシフトされている。
上記方法にとって、タイヤ情報システムの車両側の制御器に連続的に正しい回転数情報を提供することによって、車輪の向きを正しく再構成できるようにすることは有利である。ただし、実用上は、これが満たされない状況も存在する。1つには、内部通信バスに故障があって、このような回転数情報が失われてしまう場合がある。もう1つには、例えば前進ギアが入っているという理由から、制御器は車輪が前向きに回転していると仮定しているにもかかわらず、車両は例えば坂で後進しているというようなことが起こりうる。さらに、車両は進んでいるが、それに関する方向情報が存在していないということも起こりうる。これは、上記すべてのケースにおいて、後続の伝送時点に関して誤った車輪の向きが計算されることにつながる。このため、評価を正しく行うことができない。なぜならば、分布から得られる車両のヒストグラムに、例えば複数の累積が生じうるからである。
通信バス上でのメッセージの喪失は、例えば周期的な処理における不連続性から検出することができる。車両は走行しているが、方向情報が不在であることは、回転数情報のエッジは見られるが、現時点で方向情報が存在していないことから認識される。誤った方向への走行は、例えば車両か速度、回転等のような車両からの他の信号による妥当性検査によって知ることができる。誤った方向への走行は基本的に、車両速度が非常に低いか、一時的にゼロである場合にしか起こらない。というのも、その場合にしか、前進ギアと後進ギアの切り替えは可能でないからである。
車輪角度に関連した放射の累積の評価は、車輪電子ユニットの位置特定のための基礎である。しかし、車両への取付位置を求めるにはさらに、車輪電子ユニットに、ひいては対応する車輪に車両への正しい取付位置を割り当てる付加的なステップが必要である。この割当ては様々な基準に基づいて行うことができ、基準は互いに組み合わせてもよい。
各車輪電子ユニットについて、車輪への帰属度の評価が行われる。その際、例えばすでに上で述べた評価方法に基づいて、各車輪への帰属の数値的度合いが求められる。放射と車輪角度位置との一致に依存して、ほぼ一意的な像が得られる。さらに、車輪電子ユニットごとに、一致の率を評価する、特に最も蓋然性の高い車輪への帰属がどれくらい有意であるかを評価する有意度が生成される。この有意度が所定の閾値を超えていれば、一意的な、または少なくとも有意性基準を満たす、尤もな割当てが可能である。
原則的に、評価方法とそこから得られた結果とに基づいて、2つの異なる車輪電子ユニットが見かけ上は同一の車輪に属しうることは可能である。このような割当ての矛盾は検出されなければならない。このような場合、まず初めに、車輪電子ユニットの各取付位置への割当てが停止または中断される。そしてその後、有利にはすべての車輪電子ユニットと車輪の有意度の直接比較に基づいて、割当てが行われる。
処理される受信された放射が多ければ多いほど、一般に割当ては確実になる。したがって、放射の最低数を設定し、割当ての前に少なくとも最低数の放射が存在し、評価されていなければならないようにするのが有利である。また、車輪電子ユニットごとに受信される放射の最低数を、例えば少なくとも5、好ましくは少なくとも10、さらに好ましくは少なくとも20と設定することも有利である。
4つの車輪電子ユニットまたは車輪の場合において、3つの車輪電子ユニットに関して、その取付位置をすでに非常に高い確実性をもって割り当てることができているならば、残りの第4の車輪電子ユニットとまだ占められていない第4の取付位置に関する評価を行うことを省いてよい。その場合、位置特定機能を終了してもよい。それと同様に、すでに1つの軸の車輪に対する割当が可能ならば、この割当てをそこで実行してもよい。これは、例えば複数の異なる軸圧の監視による軸割当てしか必要でない場合に有利である。この場合、車両側の情報とは無関係に、すでに例えばタイヤ充填圧の監視が可能である。
車輪電子ユニット側(送信側)では、下記のステップが実行される。
1.車輪電子ユニットの放射(テレグラム全体の伝送)の伝送時点を待つステップ。しかし、車輪電子ユニットは一般に連続的には送信されず、2つの放射の間には最低間隔が設定されているので、車輪電子ユニットはそのつど放射のためのタイムスライス、例えばすべて15秒、を待たなければならない。
2.送信が行われるべき、車輪の所定の向きまたは角度位置を検出するステップ。代替的に、車輪の現在の向きを検出してもよい。その場合、この情報が送信信号のテレグラムによって一緒に送信される。
3.送信信号のテレグラムを組み立てるステップ。無線伝送の準備。
4.テレグラム全体を含む送信信号の送信を開始するステップ。
5.送信信号の送信を終了するステップ。テレグラム全体が送信し終わる。
6.方法ステップ1へ戻る。
a.テレグラム全体を含む送信信号を待つステップ。
b.無線伝送の開始を検出するステップ。
c.無線伝送の終了を検出するステップ。
d.必要に応じて、無線伝送の時点に関する情報と共にタイプスタンプを伝送するステップ。
e.ステップaへ戻る。
11 車輪
12 車輪電子ユニット
13 送受信器
14 タイヤ情報装置の制御器
15 プログラム制御されるデバイス、マイクロコントローラ
16 記憶装置
17 車両情報システム
20 装置
21 車輪電子ユニット
22 車輪
23 受信器
24 評価ユニット
25 安定化制御システム
30 ディスク
31 回転数センサ
32 保持部
33 ディスクのセグメント
RA−RD 車輪電子ユニット
D1−D4 回転数センサ
S1−S5 ステップ
T1−T20 伝送時点
VL、VR 取付位置/左前輪、右前輪
HL、HR 取付位置/左後輪、右後輪
F1、F2 車輪
X1、X2 送信信号
Claims (15)
- 自動車(10)の車輪(11、22)の取付位置(VL、VR、HL、HR)を特定する方法であって、少なくとも1つの車輪が車輪電子デバイス(12、21)を有しており、前記方法は
前記車輪電子ユニット(12、21)に割り当てられた車輪(11、22)の第1の回転角度位置を車輪電子ユニット側で求めるステップ(S1)と、
求めた第1の回転角度位置に依存する第1の回転角度情報を含む送信信号(X1)を送信するステップ(S2)と、
前記車輪(11、22)の第2の回転角度位置を車両側で求め、第2の回転角度位置に依存して第2の回転角度情報を生成するステップ(S3)と、
第1の回転角度情報を第2の回転角度情報と照合するステップ(S4)と、
前記照合に依存して前記車輪電子ユニット(12、21)に割り当てられた車輪(11、22)の取付位置(VL、VR、HL、HR)を求めるステップ(S5)とを有する
ことを特徴とする、自動車の車輪の取付位置を特定する方法。 - 前記車輪電子ユニット(12、21)によって異なる時点に複数の送信信号(X1)を当該送信信号(X1)の個数に相当する数の第1の回転角度情報と共に送信し、等しい数の相応する第2の回転角度情報と照合する、
請求項1に記載の方法。 - 前記取付位置(VL、VR、HL、HR)を求めるために、少なくとも2つの、有利には少なくとも6つの、特に有利には少なくとも20の送信される送信信号を参照する、
請求項2に記載の方法。 - 車輪電子ユニット側で、車輪電子ユニット(12、21)に知られている固定的に設定された回転角度位置において複数の異なる送信信号(X1)を送信し、
車両側で、受信された各送信信号について、前記送信信号(X1)の受信時点に第2の回転角度位置を求め、第2の回転角度位置から第2の回転角度情報を導出する、
請求項2または3に記載の方法。 - 各車輪(11、22)について、第2の回転角度情報の分布を作成し、ここで、前記分布は第2の回転角度情報から導出された第2の回転角度位置を含んでおり、
前記取付位置(VL、VR、HL、HR)を求めるために、前記分布の最大値および/または分散を評価する、
請求項4に記載の方法。 - 最も大きい最大値または最小の分散を有する分布を、当該分布に割り当てられている車輪(11、22)の取付位置(VL、VR、HL、HR)として求める、
請求項5に記載の方法。 - 第2の回転角度位置の分布における外れ値を当該分布の評価の前に検出し、除去する、
請求項5または6に記載の方法。 - 第2の回転角度位置が0°または360°の近傍に累積している場合、第2の回転角度位置の分布を横軸上で所定の値だけ、例えば90°または180°だけシフトさせる、
請求項5から7のいずれか1項に記載の方法。 - (a)車両側で順次受信した車輪電子ユニット(12、21)の少なくとも2つの送信信号について、それぞれ各車輪(11、22)の第2の回転角度位置を求め、
(b)各車輪(11、22)に関してそれぞれの回転角度位置の差の値を計算し、
(c)計算された差の値の、前記車輪(11、22)の完全な1回転に相当する値に対する比を計算し、
(d)前記取付位置(VL、VR、HL、HR)を前記比が最小となる車輪(11、22)として求める、
請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記車輪電子ユニット(12、21)によって少なくともN個の送信信号を送信し、
前記車輪(11、22)の取付位置を求めて評価するために、第2の回転角度位置の少なくともN/2個の、有利には少なくとも(N−1)個の、特に有利にはN*(N−1)/2個までの組合せを参照し、
第2の回転角度位置に対してそれぞれ前記ステップ(b)および(c)を実行し、
前記ステップ(d)において、前記比が累積的に最小である、および/または、前記比の分布が最小である車輪として、前記取付位置(VL、VR、HL、HR)を求める、
請求項9に記載の方法。 - 車輪電子ユニット側での送信信号(X1)のためのテレグラムの作成と、意図的に挿入される遅延または待ち時間と、送信信号(X1)の送信と、車両側での送信信号(X1)の受信および評価と、受信された送信信号(X1)から得られた第1の回転角度情報の転送と、第2の回転角度情報の導出および転送と、第1の回転角度情報と第2の回転角度情報の照合とによって生じる遅延時間を、前記評価および照合の際に考慮する、
請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。 - 回転数センサによって求められた信号の立上りクロックエッジおよび/または立下りクロックエッジを数えることにより第2の回転数位置を求め、
ここで、所定数のクロックエッジが車輪(11、22)の完全な1回転に相当する、
請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。 - 自動車(10)の車輪(11、22)の取付位置(VL、VR、HL、HR)を特に請求項1から12のいずれか1項に記載の方法によって特定する装置(20)であって、
割り当てられた車輪(11、22)の第1の回転角度位置を求め、求めた第1の回転角度位置に依存する第1の回転角度情報を車両側の受信装置に送信するよう設計された、車輪に取り付けられた少なくとも1つの車輪電子デバイス(12、21)と、
割り当てられた車輪(11、22)の第2の回転角度位置を求め、第2の回転角度位置に依存して第2の回転角度情報を生成するよう設計された、少なくとも1つの車両側の回転数センサ(31)と、
前記第1の回転角度情報を少なくとも2つの前記第2の回転角度情報と照合し、この照合に依存して前記車輪電子デバイス(12、21)に割り当てられた車輪(11、22)の取付位置(VL、VR、HL、HR)を求める評価ユニット(24)とを有する
ことを特徴とする、自動車の車輪の取付位置を特定する装置。 - 前記回転数センサ(31)はESP回転数センサまたはABS回転センサとして形成されている、
請求項13に記載の装置。 - 複数の車輪(11、22)と、請求項13または14に記載の装置(20)を備えたタイヤ情報装置とを有することを特徴とする車両(10)、特に乗用車。
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