KESSLER RALF (DE)
SCHULZE GUNTER (DE)
NORMANN NORBERT (DE)
KESSLER RALF (DE)
SCHULZE GUNTER (DE)
| WO1994020317A1 | 1994-09-15 | |||
| WO1993016891A1 | 1993-09-02 | |||
| WO1996015919A1 | 1996-05-30 |
| 1. | Verfahren zur Zuordnung von Sendern und Empfangsantennen bei Reifen druckuberwachungssystemen an Fahrzeugen, die aus je einem Druckmeßfuh ler, einem Sender und einer Sendeantenne am Rad, aus einer diesen jeweils zugeordneten Empfangsantenne an der Karosserie und aus einer daran, über Kabel angeschlossenen, Empfangs und Auswerteelektronik bestehen, durch Zuordnen einer das Rad kennzeichnenden Kennung zu seinem Sender, Aus¬ senden von die Kennung enthaltenden Signalen und Weiterleiten der Signale an die zentrale Empfangs und Auswerteelektronik, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte Registrieren der Intensitäten der von den jeweiligen Empfangsantennen em¬ pfangenen, von verschiedenen Sendern stammenden, Signale unter ihrer Kennung, Vergleichen der Intensitäten der von ein und derselben Empfangsantenne empfangenen Signale unterschiedlicher Kennung derart, daß bei dem Intensi tatsvergleich mehrere aufeinanderfolgend empfangene Signale berücksichtigt werden, Auswahlen der Senderkennung mit der größten Intensität an einer Empfangs¬ antenne und deren Zuordnung zu dieser Empfangsantenne . |
| 2. | Verfahren zur Zuordnung von Sendern und Empfangsantennen bei Reifen druckuberwachungssystemen an Fahrzeugen, die aus je einem Druckmeßfuh ler, einem Sender und einer Sendeantenne am Rad, aus einer diesen jeweils zugeordneten Empfangsantenne an der Karosserie und aus einer daran, über Kabel angeschlossenen, Empfangs und Auswerteelektronik bestehen, durch Zuordnen einer das Rad kennzeichnenden Kennung zu seinem Sender, Aus¬ senden von die Kennung enthaltenden Signalen und Weiterleiten der Signale an die zentrale Empfangs und Auswerteelektronik, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Registrieren der Intensitäten, mit welcher die von einem Sender stammenden Signale von den verschiedenen Empfangsantennen empfangen werden, unter der Kennung des jeweiligen Senders, Vergleichen der Intensitäten, mit welchen ein und derselbe Sender von unter schiedlichen Empfangsantennen empfangen wird, wobei bei dem Intensitäts¬ vergleich mehrere aufeinanderfolgend empfangene Signale berücksichtigt werden, Auswählen der mit der größten Intensität empfangenden Empfangsantenne und deren Zuordnung zu der Kennung des betreffenden Senders. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ereig¬ nisse, daß Signale mit bestimmter Kennung von einer bestimmten Empfangs¬ antenne mit maximaler Intensität empfangen wurden, unter einer Adresse ge¬ zählt werden, welche die Kennung des Senders der betreffenden Antenne zuordnet. |
| 3. | Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, daß in der Auswerteelektronik eine Matrix bestehend aus Senderkennun¬ gen und Empfangsantennen gebildet wird, in der der Wert einer einzelnen Matπxzelle dann erhöht wird, wenn für die betreffende Kombination aus Sen¬ derkennung und Empfangsantenne die größte Intensität registriert wird . |
| 4. | Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Signal mit der zweitgrößten Intensität ermittelt wird, die Differenz zwischen größter und zweitgrößter Intensität gebildet und mit einem Grenz¬ wert verglichen wird und bei Überschreiten des Grenzwertes der Wert der Matrixzelle "Senderkennung / Empfangsantenne" für die größte Intensität er¬ höht wird, bei Unterschreiten des Grenzwertes der Meßwert jedoch verworfen. |
| 5. | Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert, um den die Anzahl der Ereignisse einer bestimmten Zuordnung bei Auf¬ treten eines weiteren Ereignisses erhöht bzw der Inhalt einer Matrixzelle er¬ höht wird, mit der Große der Intensitatsdifferenz zwischen den beiden jeweils größten Intensitäten gewichtet wird . |
| 6. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß nach Zuordnung eines Senders zu einer Empfangsantenne diese zum weiteren Zuordnungsverfahren mittels Intensitatsvergleich nicht mehr hinzugezogen wird. |
| 7. | Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte in den Matrixzellen in bestimmten Zeitintervallen für Sender bei zugeordneten Empfangsantennen auf einen festen Wert Ds gesetzt werden und für Sender bei nicht zugeordneten Empfangsantennen auf 0 gesetzt werden, wobei Ds eine Zeit definiert, nach der die Zuordnung überprüft wird Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 8, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Signale, die von einer Empfangsantenne empfangen werden, welche einem der laufenden Räder zugeordnet ist, auf Schwankungen des Si gnalpegels untersucht werden, und daß dieser Empfangsantenne jene Senderkennung zugeordnet wird, wel¬ che zu dem Signal gehört, welches beim Fahren unter den mit schwankenden Signalpegeln von dieser Empfangsantenne empfangenen Signalen die größte Intensität hat, wohingegen Signale, deren Signalpege! nicht infoige des Fab¬ rens schwankt, mit ihrer Kennung einem oder mehreren mitgefuhrten Reser veradern zugeordnet werden oder bei der Zuordnung unberücksichtigt bleiben Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale, die von einem jeden der Sender stammen, auf Schwankungen des Signalpegels untersucht werden und daß die Sender, deren Signale infol ge des Fahrens mit schwankenden Signalpegeln empfangen werden, laufen¬ den Rädern zugeordnet werden, wohingegen etwaige Sender, deren Signale mit einem Signalpegel empfangen werden, welcher nicht infolge des Fahrens schwankt, einem oder mehreren mitgefuhrten Reserveradern zugeordnet wer¬ den oder unberücksichtigt bleiben Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Reifendruckuberwachungssystem zusätzlich an jedem Rad ei¬ nen Temperaturfühler enthält und der am Rad vorgesehene Sender Signale aussendet, die nicht nur Information über den gemessenen Druck, sondern auch Information über die gemessene Temperatur enthalten, daß die Signale, die von einer Empfangsantenne empfangen werden, welche einem der laufenden Räder zugeordnet ist, auf einen in der ersten Phase des Fahrbetriebs auftretenden Temperaturanstieg untersucht werden, und daß dieser Empfangsantenne jene Senderkennung zugeordnet wird, welche zu dem Signal gehört, welches unter den Signalen, die im Fahrbetrieb einen Anstieg der Temperatur anzeigen, von dieser Empfangsantenne mit der größten Intensität empfangen wird, wohingegen Signale, die keinen Tempera¬ turanstieg als Folge des Fahrbetriebes anzeigen, mit ihrer Kennung einem oder mehreren mitgeführten Reserverädern zugeordnet werden oder bei der Zuordnung unberücksichtigt bleiben. |
| 8. | 12 Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8 und 10, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Reifendruckuberwachungssystem zusätzlich an jedem Rad ei¬ nen Temperaturfühler enthält und der am Rad vorgesehene Sender Signale aussendet, die nicht nur Information über den gemessenen Druck, sondern auch Information über die gemessene Temperatur enthalten, daß die Signale, die von einem jeden der Sender stammen, auf einen Tempe¬ raturanstieg untersucht werden und daß die Sender, deren Signale infolge des Fahrens einen Temperaturanstieg zeigen, laufenden Rädern zugeordnet werden, wohingegen etwaige Sender, deren Signale keinen Temperaturan¬ stieg infolge des Fahrens anzeigen, einem oder mehreren mitgeführten Re¬ serverädern zugeordnet werden oder unberücksichtigt bleiben. |
Reifendrucküberwachungssystemen
Beschreibung:
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren mit den im Oberbegriff des An¬ spruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein solches Verfahren ist aus der WO 93/16891 bekannt. Dort wird eine Kombination aus Druckmeßfühler, Sender und Sendeantenne am Rad mit jeweils zugeordneten Empfangsantennen und einer zentralen Auswerteelektronik an der Karosserie verwendet. Das Problem, das sich bei solchen Reifendrucküberwachungssystemen stellt, ist die eindeutige Zu¬ ordnung der Sender zu der jeweiligen Radposition. In der WO 93/16891 wird die¬ ses Problem der Positionserkennung wie folgt gelöst: Die Sender erzeugen ein in vier Abschnitte unterteiltes Signal, bestehend aus Präambel, Identifikationssignal, Meßsignal und Postambel. Anhand des Identifikationssignals kann die zentrale Auswerteelektronik die Position erkennen. Dafür muß jedoch zunächst eine
Initialisierung durchgeführt werden, in deren Verlauf das jeweilige Identifikations¬ signal, verknüpft mit der jeweiligen Position, von der zentralen Auswerteelektronik abgespeichert wird. Um diese Initialisierung durchzuführen, muß das System in einen sogenannten Paarungsmodus geschaltet werden und dann der Reihe nach jeder einzelne Sender einmal aktiviert werden. Danach wird das System wieder in den Meßmodus gebracht, bis sich die Senderpositionen, z.B. bei einem Rad¬ wechsel, ändern. Das heißt aber, daß bei jedem Radwechsel eine entsprechend eingewiesene Person diese Initialisierung durchführen muß. Radwechsel in jeder beliebigen Werkstatt oder zu Hause sind dadurch unter Umständen nicht mög- lieh, bzw. nur auf Kosten der Sicherheit. Die einwandfreie Funktion des Systems kann auf Grund möglicher Bedienungsfehler nicht gewährleistet werden.
In der WO 93/08036 wird das Problem umgangen, indem die Informationen der Druckmeßfühler und der daran angeschlossenen Sendeelektronik nicht mit Hilfe einer zentralen Auswerteelektronik an der Karosserie registriert werden, sondern mit Hilfe eines Fernbedienungselementes. Dieses Fernbedienungselement be¬ sitzt eine LCD-Anzeigeeinrichtung, die das Ablesen des Reifendruckes ermög¬ licht. Will man den Reifendruck ermitteln, so muß man an jedem einzelnen Rad die gewünschte Information mit Hilfe des Fernbedienungselementes abfragen. Dieses Verfahren bietet zwar den Vorteil einer eindeutigen Zuordnung der Meß- werte, ermöglicht jedoch keine Kontrolle des Reifendrucks während der Fahrt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Positionser¬ kennung zu entwickeln, welches auch unerfahrenen Mechanikern und Automobil¬ besitzern keine besonderen Fähigkeiten abverlangt, wenn es darum geht, nach einem Radwechsel die Zuordnung der Räder zu bestimmten Signalkeπnungen zu schaffen. Ein Versagen aufgrund möglicher Bedienungsfehler soll ausgeschlos¬ sen werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merk¬ male gelöst. Die zentrale Auswerteelektronik registriert die Intensitäten, mit der
derselbe Sender auf jeder Empfangsantenne empfangen wird. Diese Werte wer¬ den dann verglichen. Dabei werden mehrere aufeinanderfolgend empfangene Si¬ gnale berücksichtigt, um fehlerhafte Zuordnungen zu vermeiden. Aus den mehreren Signalen kann z.B. ein Mittelwert gebildet werden, oder man zählt einfach, wie häufig das Ereignis eintritt, daß eine bestimmte Antenne einen Sen¬ der, d.h. ein Signal mit einer bestimmten Kennung, am stärksten empfängt (An¬ spruch 3). Anschließend wird anhand des Mittelwerts bzw. anhand der größten Anzahl von Ereignissen die Empfangsantenne dem entsprechenden Sender zu¬ geordnet. Da die einem Sender direkt benachbarte Empfangsantenne das Signal in der Regel mit größerer Intensität empfängt, als die anderen Empfangsanten¬ nen und zusätzlich noch mehrere Signale zur Auswertung hinzugezogen werden, ist mit diesem Verfahren eine sichere Zuordnung gewährleistet. Und da dieses Verfahren selbsttätig arbeitet, gibt es von vornherein keine Probleme durch Bedienungsfehler.
Eine auf dem gleichen Lösungsprinzip beruhende weitere Lösung der Aufgabe ist im unabhängigen Anspruch 2 angegeben. Dabei sind gegenüber der Lösung nach Anspruch 1 in der Auswertung die Rollen der Empfangsantennen und Sen¬ der vertauscht; demgemäß wird beobachtet, welche der verschiedenen Emp¬ fangsantennen einen bestimmten Sender, d.h. ein Signal mit bestimmter Ken- nung, am stärksten empfängt. Auch in diesem Fall werden mehrere aufeinander¬ folgende Signale berücksichtigt und ein Mittelwert gebildet oder einfach gezählt, wie oft eine Antenne das Signal mit der ausgewählten Kennung am stärksten empfängt. (Anspruch 3).
Eine mögliche Vorgehensweise zum Abspeichern der so erhaltenen Daten in der Auswerteelektronik beschreibt Anspruch 4. Dabei wird eine Zuordnungsmatrix be¬ stehend aus allen Senderkennungen und Empfangsantennen gebildet. Der Wert in einer Matrixzelle wird im Verlauf des Zuordnungsverfahrens dann erhöht, wenn für die betreffende Kombination aus Empfangsantenne und Senderkennung die größte Intensität gemessen wird.
Auf die so beschriebene Art und Weise laßt sich das empfangene Signal auch zur Zuordnung der Senderkennung zu allen Empfangsantennen gleichzeitig nut¬ zen Dazu nutzt man insbesondere die im Anspruch 2 angeführte Vorgehenswei¬ se Dabei werden die Intensitäten der über die verschiedenen Empfangsanten- nen erhaltenen Signale einer Kennung verglichen und der Wert der Matrixzelle für die Kombination aus Senderkennung und Empfangsantenne mit der größten Intensität erhöht Nach Empfang mehrerer Signale unterschiedlicher Kennung laßt sich aus der Matrix die Zuordnung für alle Empfangsantennen erstellen Durch eine ungunstige Radstellung, und damit eine ungunstige Positionierung des Senders in Bezug zur direkt benachbarten Empfangsantenne, konnte das Si¬ gnal eines Senders von der direkt benachbarten Empfangsantenne mit geringerer Intensität empfangen werden, als von einer anderen Empfangsantenne In die¬ sem Fall wurde in der Matrix der Wert einer falschen Matrixzelle erhöht werden Um dies zu verhindern, läßt sich mit Vorteil die in Anspruch 5 beschriebene Me- thode nutzen Dabei wird außer dem Signal mit der größten Intensität auch das mit der zweitgrößten ermittelt Liefert die Differenzbildung dieser beiden Werte ei¬ nen Wert oberhalb eines bestimmten Grenzwertes, so wird der Wert der Matrix¬ zelle, die der größten Intensität angehört, erhöht Liegt der Wert der Differenz je¬ doch unterhalb dieses Grenzwertes, so wird der Meßwert verworfen Dieser Vor- gehensweise liegt der Gedanke zugrunde, daß bei ungunstiger Radstellung zwar die Möglichkeit besteht, daß eine andere als die direkt zugeordnete Antenne das Signal mit größter Intensität empfangt, daß die Differenz zur zweitgrößten Intensi¬ tät in diesem Fall aber auf jeden Fall geringer ist, als bei gunstiger Radstellung Somit wird die Gefahr einer fehlerhaften Zuordnung noch zusatzlich reduzierbar, das Erreichen einer sicheren Zuordnung beschleunigt
Um das Zuordnungsverfahren zu beschleunigen, lassen sich die in den Ansprü¬ chen 6 und 7 beschriebenen Weiterbildungen des erfindungsgemaßen Verfah¬ rens anwenden Wird, wie im Anspruch 6 beschrieben, der Wert der Matrixzelle nicht um einen festen Wert erhöht, sondern um einen mit der Intensitatsdifferenz
gewichteten Wert, so wird dies dazu fuhren, daß sich die Matrixzelle mit dem ma¬ ximalen Wert rascher ermitteln läßt Entsprechend kann man dann, wenn man le¬ diglich die Ereignisse zahlt, daß ein Signal mit bestimmter Kennung von einer be¬ stimmten Antenne mit maximaler Intensität empfangen wurde, die Zahlrate ge- Wichten, indem man z B dann, wenn die Intensität eines Signals mit bestimmter Kennung an einer Antenne um 10 % hoher war als an der Antenne, bei der das¬ selbe Signal mit der zweitstarksten Intensität auftrat, das Ereignis 1-fach zahlt, bei wenigstens 20 % höherer Intensität das Ereignis 2-fach zahlt, bei wenigstens 30 % höherer Intensität 3-fach zahlt, usw
Zusätzlich kann man, wie im Anspruch 7 beschrieben, die Empfangsantennen mit bereits zugeordneter Senderkennung aus dem weiteren Zuordnungsverfahren herausnehmen Das heißt, daß nach Ermittlung der ersten Zuordnung nur noch die Intensitäten der verbliebenen Empfangsantennen verglichen werden müssen
Insgesamt wird so eine sichere und schnelle Zuordnung erreicht, die aufgrund ih- rer selbsttätigen Arbeitsweise mögliche Bedienungsfehler ausschließt Durch die in Anspruch 8 beschriebene Weiterbildung der Erfindung laßt sich erreichen, daß auch die Vertauschungen der Sender durch mögliche Radwechsel registriert wer¬ den, ohne daß ein Eingriff von außen in das System notig wird Dabei wird in re¬ gelmäßigen Zeitabstanden der Wert der Matrixzellen für Sender bei zugeordne- ten Empfangsantennen auf einen festen Wert Ds gesetzt, der Wert der Matrixzel¬ len für Sender bei nicht zugeordneten Empfangsantennen dagegen auf Null Der Wert Ds kann dann dazu dienen eine Zeit festzusetzen, nach der die Zuordnung erneut bestimmt wird Dies konnte z B dadurch erreicht werden, daß von dem fe¬ sten Wert Ds in definierten Zeitabstanden heruntergezahlt wird Hat der Inhalt der betreffenden Matrixzellen dann den Wert Null erreicht, so wird die Zuordnung er¬ neut ermittelt
Signale, welche von Sendern stammen, die sich an Radern befinden, welche sich drehen (laufende Rader), werden mit schwankenden Signalpegeln empfangen,
weil sich die Lage des Senders relativ zur Empfangsantenne infolge der Raddre¬ hung zyklisch ändert. Bei mitgeführten Reserverädern ist das anders. Werden Si¬ gnale empfangen, die von einem Reserverad ausgesandt sind, dann weisen die¬ se keine durch den Fahrbetrieb bedingten Schwankungen ihres Signalpegels auf. Das macht es möglich, ein zusätzliches Kriterium zu finden, mit welchem sich Si¬ gnale, die von einem Reserverad kommen, unterscheiden lassen von Signalen, die von laufenden Rädern kommen. Weiterbildungen der Erfindung, die eine sol¬ che Unterscheidung ermöglichen, sind Gegenstand der Ansprüche 9 und 10 Zeigt ein Signal, welches von einer Antenne empfangen wird, die einem der lau- fenden Räder zugeordnet ist, im Fahrbetrieb keine von der Raddrehung verur¬ sachten Schwankungen des Signalpegels, dann kann man daraus folgern, daß es von einem mitgeführten Reserverad stammt, nicht aber von einem Laufrad, und zwar selbst dann nicht, wenn dieses Signal, dessen Pegel keine fahrbeding¬ ten Schwankungen aufweist, von der betrachteten, einem Laufrad zugeordneten, Empfangsantenne mit der größten Intensität empfangen wird. Ein solches Signal wird gemäß dem Anspruch 9 entweder einem Reserverad zugeordnet oder bleibt völlig unberücksichtigt (letzteres insbesondere dann, wenn mitgeführte Reserve¬ räder nicht überwacht werden sollen). Diese Weiterbildung der Erfindung hat den Vorteil, daß die Gefahr von fehlerhaften Zuordnungen ein weiteres Mal verringert wird. Das gilt insbesondere im Hinblick auf jene Laufräder, welche dem Reserve¬ rad am nächsten liegen, denn bei diesen könnte die Empfangsantenne, welche zu einem Laufrad gehört, welches in der Nähe eines Reserverades angeordnet ist, die vom Reserverad ausgesandten Signale mit annähernd gleich hoher Inten¬ sität empfangen wie die vom Laufrad ausgesandten Signale. Die Weiterbildung der Erfindung stellt sicher, daß es auch in diesem ungünstigen Fall nicht zu feh¬ lerhaften Zuordnungen kommt.
Ein weiterer Vorteil dieser Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß sogar dar¬ auf verzichtet werden kann, für das Reserverad eine eigene Antenne vorzuse¬ hen, weil der Empfang der vom Reserverad ausgesandten Signale und deren
πchtige Zuordnung auch durch eine Antenne sichergestellt werden kann welche einem benachbarten Laufrad zugeordnet ist
Im Falle des Verfahrens, welches im unabhängigen Anspruch 2 angegeben ist, kann die Unterscheidung zwischen einem Reserverad und einem Laufrad, wie im Anspruch 10 angegeben, entsprechend erfolgen Auch bei dieser Verfahrensvari¬ ante kann beim Reserverad auf eine eigene Empfangsantenne verzichtet werden
Das in den Ansprüchen 9 und 10 angegebene Verfahren ist nicht nur nützlich, wenn wie üblich ein einzelnes Reserverad mitgefuhrt wird, sondern auch dann, wenn mehrere Ersatzrader oder Austauschrader mitgefuhrt werden Wenn man z B zusätzliche Rader mit Winterreifen im Kofferraum mitfuhrt, dann können die von diesen ausgesandten Signalen die korrekte Zuordnung der Laufrader zu ih¬ ren Empfangsantennen nicht stören
Eine andere Möglichkeit, Signale, die von sich drehenden Radern kommen, zu unterscheiden von Signalen, welche von Ersatzradern kommen, ist in den An- spruchen 11 und 12 angegeben Diese Verfahrensweisen können anstelle oder in Kombination mit den Verfahrensweisen in den Ansprüchen 9 bzw 10 zur Anwen¬ dung kommen Sie machen sich den Umstand zunutze, daß in der ersten Phase des Fahrbetriebes nach Fahrtbeginn die Reifentemperatur durch die Walkarbeit im allgemeinen ansteigt Bei einem Reserverad ist das nicht der Fall, weil sein Reifen nicht gewalkt wird Sieht man in dem Reifendruckuberwachungssystem an jedem Rad zusätzlich zum Druckmeßfuhler auch einen Temperaturmeßfuhler vor und übertragt mit dem vom Sender am Rad ausgesandten Signal nicht nur eine Information über den Reifendruck, sondern auch über die Reifentemperatur, dann kann ein nach Fahrtbeginn signalisierter Temperaturanstieg als Anzeichen dafür gewertet werden, daß das Signal von einem sich drehenden Rad, nicht aber von einem Reserverad stammt