DE102004036235B4

DE102004036235B4 - Asynchrone Lokalisierungssignale für ein Reifendrucküberwachungssystem

Info

Publication number: DE102004036235B4
Application number: DE102004036235A
Authority: DE
Inventors: Tejas B. Desai
Original assignee: Continental Automotive Systems US Inc; Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2004-07-03
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2024-07-04
Also published as: DE102004036235A1; US6958685B2; US20050024192A1

Abstract

Reifendrucküberwachungssystem, umfassend:
a) eine Anzahl von mehreren Reifen (22, 26, 28, 30), wobei jeder der Reifen (22, 26, 28, 30) einen Reifendrucksensor (24) umfasst, der ein Reifendrucksignal, das zusätzlich einen Code umfasst, aussendet,
b) für jeden der Reifen (22, 26, 28, 30) jeweils ein eigenes Auslöseelement (34 bis 40), das dem jeweiligen Reifen (22, 26, 28, 30) zugeordnet ist, wobei jedes Auslöseelement (34 bis 40) ein Auslösesignal zu dem ihm zugeordneten Reifendrucksensor (24) sendet, was den Reifendrucksensor (24) veranlasst, ein Antwortsignal zu senden, wobei die Auslöseelemente (34 bis 40) untereinander eine individuelle voneinander abweichende Sendehäufigkeit aufweisen, und
c) ein Steuergerät (32), das die Antwortsignale empfängt und die individuelle Position der an einem Fahrzeug (20) angeordneten Reifen (22, 26, 28, 30) basierend auf der Sendehäufigkeit des Antwortsignals erkennt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur Überwachung des Reifendrucks, bei denen jede von mehreren Reifendrucküberwachungsstellen eines Fahrzeuges mit einem Lokalisierungssignal versehen wird. Im Speziellen versieht die dargestellte Erfindung jeden von mehreren Reifen mit Lokalisierungssignalen zu verschiedenen Zeitabschnitten, die mit einem besonderen Standort verbunden sein können.
In modernen Fahrzeugen werden Reifendrucküberwachungssystem weit verbreitet genutzt. Bei einem Reifendrucküberwachungssystem ist ein Reifendrucksensor in einen Fahrzeugreifen eingesetzt. Der Drucksensor reagiert empfindlich auf den Luftdruck innerhalb des Reifens und kann ein Warnsignal senden, falls der Reifendruck von einem gewünschten Druckwert abweichen sollte. Bei einer allgemeinen Bauart eines Reifendrucksensors sendet dieser regelmäßig ein Signal zu einem zentralen Steuergerät. Das Signal enthält Informationen über den Druckzustand der Reifen und ein Erkennungssignal. Ein Steuergerät muss das Erkennungssignal einem speziellen Standort zuordnen, so dass ein Display im Fahrzeug den Standort eines Reifens anzeigen kann, dessen Luftdruck sich eben nicht mehr auf dem gewünschten Wert befindet.
Es sind im Stand der Technik mehrere Möglichkeiten bekannt den Standort eines Gegenstandes mit dem Erkennungssignal oder der „Lokalisierung” zu verbinden.
EP 1 419 908 A1 beschreibt einen Apparat zum Zuordnen von Fahrzeugreifen zu Reifenpositionen eines Fahrzeugs, welcher zwei Sensoren umfasst. Jeder der Sensoren sendet eine zugeordnete Sensoridentifikation in Antwort auf den Empfang eines Anfragesignals. Das Anfragesignal ist so bereitgestellt, dass die beiden Sensoren bei unterschiedlichen Raten senden. Ein Controller reagiert auf den Empfang von gesendeten Identifikationssignalen um jeden Sensor einer Fahrzeugposition zuzuordnen und dabei Reifen Reifenpositionen zuzuordnen.
DE 196 32 150 A1 offenbart ein Verfahren zur Kontrolle des Luftdrucks in den Reifen von Kraftfahrzeugrädern bei welchem mittels einer im oder am Reifen jedes Kraftfahrzeugrads angeordneten Messeinheit als Messsignal zumindest ein für den Luftdruck charakteristisches Drucksignal aufgenommen, mittels einer im oder am Reifen jedes Kraftfahrzeugrads angeordneten Sendeeinheit ein zumindest aus dem Drucksignal abgeleiteten Messwert des Luftdrucks und einen für die jeweilige Sendeeinheit charakteristischen Identifikationswert enthaltendes Datensignal generiert und ausgegeben, mittels einer beabstandet zu den Kraftfahrzeugrädern angeordneten Empfangseinheit das von den Sendeeinheiten ausgegebene Datensignal empfangen, und mittels einer Steuereinheit der Identifikationswert der Sendeeinheit im Datensignal mit den jeweiligen Sendeeinheiten zugeordneten Identifikationsvergleichswerten derart verglichen wird, dass eine Weiterverarbeitung des Datensignals durch die Steuereinheit nur dann erfolgt, wenn der Identifikationswert und der Identifikationsvergleichswert ein vorgegebenes Zuordnungskriterium erfüllen.
Eine bekannte Methode zur Lokalisierung schließt den Gebrauch eines LF-Signals ein. Ein LF-Signal ist typischerweise nicht zu gebrauchen, um Informationen des Reifendrucks vom Sensor zum Steuergerät zu senden. Stattdessen ist ein LF-Signal aber für die Lokalisierung nutzbar. Es ist bekannt, Reifendrucksensoren einzusetzen, die einerseits regelmäßig auf einem RF-Signal Informationen versenden, die sich andererseits aber durch ein LF-„Ping” aktivieren lassen um ein Bediensignal zu senden, das den Zweck hat, nur für die Lokalisierung genutzt zu werden.
Ist die Position einen Reifens einmal bekannt, so wird dies im Steuergerät gespeichert. Verschiedene tatsächliche Alltagsaspekte, wie zum Beispiel die Drehung des Reifens oder dessen Austausch, muss das System bewältigen können, um die neue Position aktualisieren zu können. Eine Art des LF-Lokalisierungssystems nutzt eine Pocket-PC-Einrichtung, die an jeden Reifen des Fahrzeugs gebracht werden, wenn die Reifen gedreht oder ausgetauscht worden sind. Jedoch ist dies ein wenig unerwünscht, da ein Arbeiter beim Reifendienst oder dergleichen „erinnert” werden muss, das Lokalisierungsverfahren auszuführen.
Zu diesem Zweck sind auch schon permanente LF-Auslöser vorgeschlagen worden. Diese können auf zwei unterschiedliche Bauarten beruhen. Die erste Bauart hat eine zentrale LF-Auslöseposition, die Signale aussendet, und ein Richtungsalgorithmen wird genutzt, um die Position des antwortenden Signals festzustellen. In diesem System ist allerdings die Stärke des „Ping”-Signals unerwünscht hoch.
Alternativ wurde vorgeschlagen jedem einzelnen der Reifen LF-Auslöser zuzuordnen. Jeder der LF-Auslöser enthält einen Empfänger, der innerhalb des Fahrzeugdatenbusses Verbindungen herstellt. Wie auch immer, es ist mehr oder weniger unerwünscht den Fahrzeugdatenbus für die Abstimmung der Position jeder der vier Reifen zu gebrauchen.
Also existiert bei dem derzeitigen Stand der Technik der Bedarf nach einem System, das leicht zu nutzen ist, um Lokalisierungssignale bereit zu stellen.
In einer gezeigten Darstellung dieser Erfindung umfasst ein Reifendrucküberwachungssystem einen Reifendrucksensor für jeden der vier Reifen eines Fahrzeugs. Jeder der Sensoren ist dafür verantwortlich, ein regelmäßiges Reifendrucksignal zu senden. Ferner ist jeder der Sensoren für ein „Ping” von einem Lokalisierungsauslöser empfänglich, um ein Signal nach dem Empfang eines Einführungssignals eines Lokalisierungsauslösers zu senden. In einer bevorzugten Ausführungsform sendet der Lokalisierungsauslöser ein LF-Signal. Die LF-Signale von jeder der vier Reifenpositionen sind verschieden. Derartig, dass ein zentrales Steuergerät, welches die antwortenden Signale von den Sensoren empfängt, die speziellen antwortenden Signale mit einer bestimmten Position in dem Fahrzeug verbinden kann.
Wird das Fahrzeug erstmalig hergestellt, sendet jeder der vier Originalreifen ein Lokalisierungssignal zu einem zentralen Steuergerät. Also kann das zentrale Steuergerät jede der Identifizierungen in jedem der Reifen mit einer einzelnen Reifenposition verbinden. Bei dem erstmaligen Betrieb sind die LF-Lokalisierungsauslöser ebenfalls mit je einer der vier Reifenpositionen verbunden. Diese Lokalisierungsauslöser senden während des Betriebs des Fahrzeugs regelmäßig ein Einleitungssignal zu jedem der Reifen. Die Sendedauer ist für jeden der vier Lokalisierungsauslöser unterschiedlich. Das Steuergerät ist in der Lage die einzelnen Muster jeder der vier Lokalisierungsauslöser während des erstmaligen Betriebs zu erkennen, seit dem es die allgemeinen anfänglichen Positionen von jedem der mitteilenden Reifen kennt. Also, wenn das Steuergerät das anfängliche Signal des vorderen linken Reifens kennt, kann es durch Abgleich mit dem Mitteilungsmuster des speziellen Signals das Mitteilungsmuster des linken vorderen Lokalisierungsauslösers bestimmen. Ist dieses Signal einmal bekannt, so kann das Mitteilungsmuster dauernd gespeichert werden, da es sich nicht verändern wird, sofern nicht der Lokalisierungsauslöser verändert wird. Der Lokalisierungsauslöser ist kein Bestandteil des Reifens, und muss daher nicht gewechselt oder bewegt werden, solange er nicht versagt.
Auf diesem Wege kann ein Lokalisierungsauslöser während des normalen Betriebs mit jeder der Fahrzeugreifenpositionen verbunden sein. Dies gestattet dem Reifendrucküberwachungssystem, die Position eines Reifens zu lokalisieren, ohne ein umfangreiches Signal von einem Auslöser zu gebrauchen. Ferner besteht keine Notwendigkeit für den Fahrzeugdatenbus sich mit jedem der einzelnen Auslöser abzustimmen, da das einzelne zentrale Steuergerät in einfacher Form Signale von jedem der einzelnen Reifen empfangen und deren einzelne Positionen erkennen kann.
Diese und andere Merkmale der dargestellten Erfindung können am besten durch die folgenden Beschreibungen und Zeichnungen verstanden werden, wobei die folgenden Kurzbeschreibungen darstellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A ist eine schematische Ansicht der dargestellten Erfindung.
1B zeigt ein Beispiel der Mitteilungsmuster von den vier Reifen.
2 ist ein Flussdiagramm der dargestellten Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ein Fahrzeug 20, das in 1A gezeigt ist, hat einen Reifen 22 mit einem Reifendrucküberwachungssensor 24. Jeder der Reifen 26, 28 und 30 hat einen Sensor 24. Jeder der einzelnen Sensoren mag im Stand der Technik bekannt sein und ist in der Lage ein RF-Signal zu senden, um zu einem vorbestimmten Mitteilungszeitraum Informationen über den Reifendruck zu geben. Ferner, ist jeder der Sensoren 24 am besten von einer Bauart, um ebenso durch ein LF-Einführungssignal betätigt werden zu können, um eine Mitteilung zu einem Steuergerät zu senden, das einen Erkennungscode umfasst. Der Erkennungscode für jeden der einzelnen Sensoren 24 ist einzigartig zu dem speziellen Sensor und wird auch mit dem normalen Mitteilungssignal übertragen. Das Steuerungsgerät 32 braucht so den speziellen Erkennungscode, um mit einer speziellen Position des Fahrzeugs eine Verbindung herzustellen. Wie auch immer das fehlerhafte Drucksignal empfangen werden sollte, so kann das Steuerungsgerät das Signal „fehlerhafter Druck” mit einer speziellen Position verbinden und dies dem Fahrzeugbetreiber berichten.
Die LF-Lokalisierungsauslöser 34, 36, 38 und 40 sind mit den jeweiligen Reifen 22, 26, 28 und 30 verbunden. Alle der LF-Lokalisierungsauslöser sind in der Lage ein „Ping”- oder Auslösesignal zu jedem der jeweiligen Reifen zu senden und bewirken die Erzeugung eines Mitteilungssignals zurück zum Steuerungsgerät.
Die vorliegende Erfindung benutzt gewöhnlich unterscheidungskräftige Mitteilungsmuster von jedem der LF-Auslöser 34, 36, 38 und 40, wie in 1B gezeigt. Wie in 1B gezeigt, und lediglich als Beispiel illustriert kann der Reifen 22 mit einem LF-Auslöser 34 verbunden sein, der jede Minute ein „Ping” auslöst. Also wird jede Minute ein Antwortsignal von dem mit dem Reifen 22 verbundenen Sensor 24 gesendet. Jedes Signal beinhaltet den Erkennungscode, so dass das Steuerungsgerät den Sensorerkennungscode mit dem Mitteilungsmuster und damit der Position verbinden kann. Der Reifen 26 ist mit einem Auslöser 36 verbunden, der jede halbe Minute ein Mitteilungssignal sendet. Der Reifen 28 ist mit einem Auslöser 38 verbunden, der alle zwei Minuten ein Mitteilungssignal sendet. Der Reifen 30 ist mit einem Auslöser 40 verbunden, der alle eineinhalb Minuten ein Mitteilungssignal sendet.
In 2 ist zu erkennen, dass während einer Anfangs- oder Lokalisierungsphase ST1 das Steuergerät 32 in der Lage ist, das Mitteilungssignal von jedem der Sensoren 24 mit einer speziellen Position 22, 26, 28 und 30 zu einem fälligen Zeitpunkt zu verbinden. Die Dauern der gesetzten Zeitabschnitte sind in 1B dargestellt. Es sollte verstanden sein, dass diese Zeitabschnitte keiner speziellen Ordnung bedürfen, sondern wahllos, pseudo-wahllos oder sonst in irgendeiner anderen Unterscheidung gewählt sein können. Wie in 1B gezeigt, können in Realität die Zeitabschnitte sehr vereinfacht sein. Es wäre besser, dass all die Auslöser bei der Vernetzung mit dem Fahrzeug eine einzigartige unterschiedliche Mitteilungsperiode hätten. Diese einzigartige Mitteilungsperiode ist es, die es der Steuerungseinheit 32 gestattet, dass Mitteilungssignal mit einer speziellen Position in Verbindung zu setzen.
In der Praxis werden zwischen den unterschiedlichen Mitteilungsperioden keine Halb-Minuten-Differenzen sein. In bevorzugter Weise ist es nicht erforderlich, dass ein Montagebandarbeiter einen speziellen Auslöser in irgendeiner speziellen Position platziert. Deshalb wird eine unterschiedliche Mitteilungsperiode für jeden der möglichen Vielzahl von Auslösern, welche hergestellt werden können, bevorzugt. Ein auf seinem Gebiet anerkannter Fachmann würde also erkennen, dass die in 1B gezeigten Mitteilungsperioden eine zu starke Vereinfachung zeigen. Die zeitliche Auflösung des Steuerungsgerätes 32 sollte daher in der Lage sein, Unterschiede im Sekundenbereich aufzuspüren, wobei auch die Identifizierung von Unterschieden kleiner als eine Sekunde wünschenswert sein könnte.
2 zeigt ein allgemeines Ablaufschema dieser Erfindung. Ist erst einmal in dem anfänglichen Schritt ST1 das Fahrzeug fertig hergestellt, so lernt das Steuergerät 32 die Position und den Erkennungscode von jedem der mit den Reifen 22, 26, 28 und 30 verbundenen Sensoren 24. Es ist im Stand der Technik bekannt, dass eine derartige Anfangslokalisierung leichter durch eine in der Fabrik versehene Ausrüstung erzeugt werden kann. Sind erst einmal dem Steuergerät 32 die Positionen der Sensoren 24 bekannt und kann eine Verbindung mit deren Codes aufgebaut werden, so veranlasst das Fahrzeug in dem nächsten Schritt ST2, dass jede der Positionen 22, 26, 28 und 30 eine Verbindung mit den jeweiligen Auslösern 34, 36, 38 und 40 herstellt ist. Im speziellen können die Auslöser so programmiert sein, regelmäßig zu informieren, zum Beispiel über die ersten fünf Minuten nach dem Start des Fahrzeugs, und zwar jedes Mal, wenn das Fahrzeug vorher für eine vorbestimmte Zeitdauer gestanden ist. Wenn nun also das Fahrzeug zum ersten Mal bewegt wird, sendet jeder der Auslöser 34, 36, 38 und 40 regelmäßig ein „Ping” zu dem jeweiligen Reifensensor 24 und erzeugt damit ein Mitteilungssignal. Das Steuergerät 32 empfängt diese Mitteilungssignale und kann die spezielle Zeitdauer mit einer bestimmten Position verbinden, seit dem die speziellen Positionen von jedem der einmaligen Codes für die Reifen 22, 26, 28 und 30 in ihrer Anfangsposition bekannt sind. Sind die Anfangspositionen der Auslöser 34, 36, 38 und 40 einmal bekannt, so können diese in einem Speicher gesichert werden, bis dann ein ausgefallener Auslöser gegen einen Intakten ausgetauscht worden ist.
Zu jeder Zeit, in der das Fahrzeug jetzt gestartet wird, sind die Reifenpositionen nun in einem dritten Schritt ST3, basierend auf der Mitteilungshäufigkeit von jedem der Reifen 22, 26, 28 und 30, wieder lokalisierbar. Sollte ein Reifen ausgetauscht werden, so wird dieser, basierend auf der Mitteilungshäufigkeit, die vorher im Speicher gelagert worden ist, mit der speziellen Position verbunden.
In diesem Sinne erfordert die dargestellte Erfindung nicht, dass irgendein spezielles Lokalisierungselement in der Fabrik mit irgendeiner speziellen Position verbunden ist. Stattdessen wird das System in einfacher Form die speziellen Mitteilungsdauerfrequenzen für jeden der Auslöser lesen und erkennen kennen.
Obwohl eine bevorzugte Darstellung dieser Erfindung gezeigt worden ist, wird ein in seinem Bereich erfahrener Fachmann erkennen, dass bestimmte Modifikationen innerhalb des Bereiches der Erfindung liegen. Aus diesem Grund sollten die folgenden Patentansprüche untersucht werden, um den wahren Bereich und Anspruch bzw. Umfang dieser Erfindung zu bestimmen.

Claims

Reifendrucküberwachungssystem, umfassend: a) eine Anzahl von mehreren Reifen (22, 26, 28, 30), wobei jeder der Reifen (22, 26, 28, 30) einen Reifendrucksensor (24) umfasst, der ein Reifendrucksignal, das zusätzlich einen Code umfasst, aussendet, b) für jeden der Reifen (22, 26, 28, 30) jeweils ein eigenes Auslöseelement (34 bis 40), das dem jeweiligen Reifen (22, 26, 28, 30) zugeordnet ist, wobei jedes Auslöseelement (34 bis 40) ein Auslösesignal zu dem ihm zugeordneten Reifendrucksensor (24) sendet, was den Reifendrucksensor (24) veranlasst, ein Antwortsignal zu senden, wobei die Auslöseelemente (34 bis 40) untereinander eine individuelle voneinander abweichende Sendehäufigkeit aufweisen, und c) ein Steuergerät (32), das die Antwortsignale empfängt und die individuelle Position der an einem Fahrzeug (20) angeordneten Reifen (22, 26, 28, 30) basierend auf der Sendehäufigkeit des Antwortsignals erkennt.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Auslöseelemente (34 bis 40) ein LF-Signal zu seinem jeweiligen Reifendrucksensor (24) aussendet.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Reifendrucksensoren (24) periodisch einen Reifendruckwert auf einer RF-Wellenlänge sendet, wobei jedes der Auslösesignale für die Reifendrucksensoren (24) auf einer LF-Wellenlänge aussendbar ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Auslöseelement (34 bis 40) eine individuelle Zeitperiode für die Aussendung der Auslösesignale aufweist, um in Antwort darauf ein Lokalisierungssignal der Reifendrucksensoren (24) auszulösen.
Verfahren zur Zuordnung einer Position eines speziellen Sensors (24) in einem Fahrzeug (20), umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Anzahl von mehreren Reifen (22, 26, 28, 30) und Ausstatten jedes Reifens (22, 26, 28, 30) mit einem Sensor (24), der ein Reifendrucksignal mit einem Code sendet; b) Bereitstellen je eines Auslöseelements (34 bis 40) für jeden Reifen (22, 26, 28, 30), wobei jedes Auslöseelement exakt einem der Reifen (22, 26, 28, 30) zugeordnet ist, c) Aussenden von Auslösesignalen durch jedes Auslöseelement (34 bis 40) zu dem jeweiligen Reifendrucksensor (24), wobei die Auslöseelemente (34 bis 40) untereinander eine individuelle voneinander abweichende Sendehäufigkeit aufweisen, d) Aussenden von Antwortsignalen durch den Reifendrucksensor (24) in Antwort auf den Empfang der für ihn bestimmten Auslösesignale, wobei jedes der Auslöseelemente (34 bis 40) mit der ihm eigenen Sendehäufigkeit sendet, so dass die Häufigkeit der Antwortsignale jeweils der Sendehäufigkeit des dem jeweiligen Sensor (24) zugeordneten Auslöseelements (34 bis 40) entspricht; e) Empfangen der Antwortsignale von jedem der Reifen (22, 26, 28, 30) und Bestimmen einer Herkunftsposition der Antwortsignale basierend auf der Häufigkeit des Empfangs der Antwortsignale.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Positionen von jedem Sensor (24) anfänglich bei der Herstellung des Fahrzeuges in der Fabrik anhand des im Reifendrucksignal umfassten Codes gelernt wird, und b) jedes Mal, wenn das Fahrzeug vorher für eine vorbestimmte Zeitdauer gestanden ist, die Positionen von jedem Sensor (24) beruhend auf der Häufigkeit der Antwortsignale gelernt wird, wobei die Häufigkeit der Antwortsignale zur Lokalisierung der Reifen ausgewertet wird, wenn die Reifen bewegt bzw. zur Rotation gebracht worden sind.