Reifendrucküberwachungseinheit

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des Reifendrucks eines Fahrzeugrades sowie eine entsprechende Reifendrucküberwachungseinheit. Ein Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus der WO 2009/132623 A1 bekannt.

Reifendrucküberwachungseinheiten, die einen Drucksensor und in der Regel auch einen Temperatursensor enthalten, werden an Fahrzeugrädern montiert und kön nen dann drahtlos Informationen über den Reifendruck zur Verfügung stellen, d.h. an eine zentrale Auswerteeinheit des Fahrzeugs senden.

Ein ständiges Problem bei der Entwicklung von Reifendrucküberwachungseinhei ten ist ein Zielkonflikt zwischen einem möglichst stromsparenden Betrieb einerseits und einer möglichst aktuellen und zuverlässigen Bereitstellung von Druckdaten. Je häufiger Informationen über den Reifendruck gesendet werden, desto grö- ßer ist grundsätzlich der Energieverbrauch einer Reifendrucküberwachungsein heit.

Um unnötige Sendetätigkeit zu vermeiden und so den Stromverbrauch zu reduzie- ren, sind etwa aus der WO 2009/132623 A1 Reifendrucküberwachungseinheiten bekannt, deren Sendetätigkeit bei parkendem Fahrzeug eingestellt ist. Wenn von einem Beschleunigungssensor der Reifendrucküberwachungseinheiten eine Rollbewegung detektiert wird, geht die Reifendrucküberwachungseinheit in einen Fahrtmodus über, in dem dann der Reifendruck gemessen und Druckinformatio- nen gesendet werden.

Aktuelle Druckinformationen stehen bei dem aus der WO 2009/132623 A1 bekannten System aber erst einige Zeit nach Fahrtbeginn zur Verfügung. Damit ein für die Fahrsicherheit kritischer Reifendruck schon zu einem früheren Zeitpunkt zur Verfügung steht, wird bei einem in der DE 102008 004953 A1 beschriebenen Verfahren der Reifendruck auch bei parkendem Fahrzeug gemessen, etwa in Zeitintervallen von einer Stunde. Sobald dabei ein kritischer Druckabfall festgestellt wird, geht die Reifendrucküberwachungseinheit in einen Warnmodus über, in dem alle 10 bis 20 Sekunden eine Druckinformation gesendet wird. Bei Fahrtbeginn kann ein Fahrer somit frühzeitig auf einen zu geringen Reifendruck hingewiesen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie der Zielkonflikt zwischen einem möglichst stromsparenden Betrieb einerseits und einer möglichst aktuellen und zuverlässigen Bereitstellung von Druckdaten andererseits noch besser gelöst werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie eine Reifendrucküberwachungseinheit gemäß Anspruch 6 ge- löst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Sendetätigkeit bei parkendem Fahrzeug eingestellt und erst wieder aufgenommen, wenn durch einen Beschleu- nigungssensor der Reifendrucküberwachungseinheit ein Fahrtbeginn detektiert wird. Damit einem Fahrer bei Fahrtbeginn trotzdem möglichst frühzeitig ein problematischer Druckverlust bei minimalem Energieverbrauch angezeigt werden kann, wird erfindungsgemäß bei parkendem Fahrzeug in vorgegebenen Zeitab- ständen ein aktuelles Messsignal des Beschleunigungssensors mit einem früheren Messsignal des Beschleunigungssensors verglichen. Sobald sich die Drehwinkelstellung eines Rades ändert, ändert sich auch die Orientierung eines Beschleuni gungssensors im Schwerkraftfeld der Erde. Durch Vergleich eines aktuellen Messsignals des Beschleunigungssensors mit einem früheren Messsignal lassen sich deshalb sehr frühzeitig eine Raddrehung und damit ein Fahrtbeginn erkennen. Erfindungsgemäß besteht deshalb eine notwendige Bedingung für das Aussenden von Druckdaten darin, dass sich das aktuelle Messsignal des Beschleunigungssensors von einem früheren Messsignal des Beschleunigungssensors um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert unterscheidet.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren kann diese notwendige Bedingung zugleich auch eine hinreichende Bedingung sein, d.h. Druckdaten werden gesendet, sobald sich das aktuelle Messsignal des Beschleunigungssensors von einem zuvor gemessenen Messsignal des Beschleunigungssensors um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert unterscheidet. Allerdings sind Signale von Beschleunigungssensoren in Reifendrucküberwachungseinheiten erheblichen Störeinflüssen ausgesetzt und unterliegen erheblichem Rauschen. Eine Änderung der Messsignale von Beschleunigungssensoren tritt deshalb häufig auch auf, obwohl sich die Drehwinkelstellung des Rades gar nicht geändert hat. Wenn die notwen- dige Bedingung zugleich auch eine hinreichende Bedingung ist, werden also relativ oft Druckdaten bei parkendem Fahrzeug gesendet, weil fehlerhaft ein Fahrtbeginn angenommen wurde.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht deshalb vor, die notwendige Bedingung mit einer weiteren Bedingung zu verknüpfen, nämlich einem Druckab fall. Ein frühzeitiges Aussenden von Druckdaten ist nämlich nur dann wichtig, wenn der Fahrer gewarnt werden muss, also ein Abfall des Reifendrucks unter einen vorgegebenen Schwellenwert detektiert wurde. Wird eine Sendetätigkeit erst aufgenommen, wenn zusätzlich zu der notwendigen Bedingung auch ein Abfall des Reifendrucks unter einen vorgegebenen Schwellenwert detektiert wurde, lassen sich unnötige Sendungen vermeiden. Vorteilhaft kann so mit geringem Energieaufwand ein Fahrer zuverlässig vor einem die Fahrsicherheit beeinträchtigenden Reifendruck gewarnt werden.

Bevorzugt wird die Sendetätigkeit spätestens dann aufgenommen, wenn das aktuelle Messsignal des Beschleunigungssensors einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Ein z- bzw. tangential ausgerichteter Beschleunigungssensor misst bei einem parkenden Fahrzeug in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung des Fahrzeugrads einen Beschleunigungswert zwischen +1g und -1g, wobei g die Erdbeschleunigung ist. Bei drehendem Rad ergibt sich eine Sinuskurve zwischen +1g und -1g, der wegen der Zentrifugalkraft ein Wert überlagert ist, der proportional zur Dreh- frequenz und somit der Fahrtgeschwindigkeit ansteigt. Vorteilhaft kann somit für den ersten Schwellenwert beispielsweise eine Änderung des gemessenen Beschleunigungswerts um 0,2g verwendet werden, also ein Absolutwert der Diffe renz zwischen einem aktuell gemessenen Beschleunigungssignal und einem zuvor bei parkendem Fahrzeug gemessenen Beschleunigungssignal. Als zweiter Schwellenwert kann beispielsweise ein absoluter Wert der Beschleunigung verwendet werden, der unabhängig von der Orientierung des Rades bei parkendem Fahrzeug praktisch nicht auftreten kann, z.B. 10g. Wenn der zweite vorgegebene Schwellenwert überschritten wurde, impliziert dies, dass sich die Räder relativ schnell drehen. Die notwendige Bedingung zur Differenz eines aktuellen Be- schleunigungssignals und einem früheren Beschleunigungssignal ist dann ohnehin erfüllt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Sendetätigkeit, die nach einer Feststellung, dass sich das aktuelle Messsignal des Be- schleunigungssensors von dem früheren Messsignal des Beschleunigungssensors um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert unterscheidet, aufgenommen wurde, nach einer vorgegebenen Zeitspanne eingestellt wird, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne nicht festgestellt wird, dass ein aktuelles Signal des Beschleunigungssensors den zweiten Schwellenwert übersteigt. Der Beschleunigungssensor kann beispielsweise in Zeitabständen von 10 Sekun den oder weniger, bevorzugt in Zeitabständen von nicht mehr als 5 Sekunden ab- gefragt werden. Der Vergleich eines aktuellen Beschleunigungssignals kann erfindungsgemäß mit dem unmittelbar zuvor gemessenen Beschleunigungssignal erfolgen oder auch mit einem früher während der aktuellen Parkdauer gemessenen Beschleunigungssignal, beispielsweise dem vorletzten oder dem vorvorletzten Beschleunigungssignal. Auf diese Weise lässt sich eine sehr langsame Raddre- hung bei Fahrtbeginn noch besser erkennen.

Eine erfindungsgemäße Reifendrucküberwachungseinheit kann in einem Parkmodus und in einem Fahrtmodus arbeiten. Im Fahrtmodus wird in vorgegebenen Zeitabständen der Reifendruck gemessen und gesendet. Beim Übergang aus dem Fahrtmodus in den Parkmodus wird der Sender deaktiviert und die Sendetätigkeit eingestellt bis ein Fahrtbeginn detektiert wird. Im Parkmodus wird dazu in vorgegebenen Zeitabständen mit dem Beschleunigungssensor die Beschleunigung gemessen und ein gemessenes Beschleunigungssignal mit einem früheren Beschleunigungssignal verglichen. Druckmessungen werden bevorzugt ebenfalls in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt. Möglich ist aber auch, dass Druckmessungen erst dann durchgeführt werden, wenn bei einem Vergleich eines aktuellen Beschleunigungssignals mit einem früheren Beschleunigungssignal festgestellt wird, dass eine Änderung um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert erfolgt ist, also ein Fahrtbeginn detektiert wurde.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Reifendrucküberwachungssystems eines Fahrzeugs.

Ein System zum Überwachen des Reifendrucks in Fahrzeugen umfasst mehrere Reifendrucküberwachungseinheiten 1, die jeweils in einem der Luftreifen eines Fahrzeugs angeordnet sind und einen Drucksensor 1a, einen Beschleunigungs- sensor 1b, eine Steuereinheit 1c, eine Stromquelle 1 d, z.B. eine Batterie, und einen Sender 1e aufweisen. Zu dem System gehören außerdem eine ortsfest am Fahrzeug angeordnete Auswerteeinheit 2, um von den Reifendrucküberwachungseinheiten 1 gesendete Datentelegramme, die jeweils eine Druckinformation und eine charakteristische Kennung der sendenden Reifendrucküberwachungseinheiten enthalten, auszuwerten. An die Auswerteeinheit 2 ist ein Empfänger 3 angeschlossen.

Die Reifendrucküberwachungseinheiten 1 können in einem Parkmodus sowie in einem Fahrtmodus arbeiten. In dem Parkmodus wird nicht gesendet und der Sender 1e ist deaktiviert. Beim Übergang in den Fahrtmodus wird der Sender 1e aktiviert. In dem Fahrmodus werden in vorgegebenen Zeitabständen Druckinformationen drahtlos gesendet. Der Übergang von dem Parkmodus in den Fahrtmodus und umgekehrt erfolgt in Abhängigkeit von Signalen des Beschleunigungssensors 1b der jeweiligen Reifendrucküberwachungseinheit 1.

Während sich die Reifendrucküberwachungseinheit im Parkmodus befindet, wird in vorgegebenen Zeitabständen von z.B 10 Sekunden oder weniger der Beschleunigungssensor 1b abgefragt, also die Beschleunigung gemessen. Der gemessene Wert wird dann mit einem zuvor während der Parkdauer gemessenen Wert verglichen. Wenn sich der aktuelle Wert des Beschleunigungssignals um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert von dem früheren Wert unterscheidet, bei spielsweise um mehr als 0,2 g, ist eine notwendige Bedingung für die Aufnahme einer Sendetätigkeit erfüllt.

Diese notwendige Bedingung kann hinreichend sein, so dass jedes Mal, wenn sie erfüllt ist Druckdaten gesendet werden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungs beispiel ist diese notwendige Bedingung aber mit einer weiteren Bedingung, nämlich einem Druckabfall verknüpft. Wenn sich die Reifendrucküberwachungseinheit im Parkmodus befindet, wird deshalb der Reifendruck in vorgegebenen ersten Zeitabständen gemessen, z. B. in Zeitabständen von 10 Sekunden bis 5 Minuten, insbesondere in Zeitabständen von 10 Sekunden bis 1 Minute. Der dabei gemessene Druck wird mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Wenn der gemessene Druck einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und die vor- stehend erwähnte notwendige Bedingung erfüllt ist, beginnt die Reifendrucküberwachungseinheit 1 Druckdaten zu senden, geht also in den Fahrtmodus über.

Wird kein Druckabfall festgestellt, wird die Sendetätigkeit erst aufgenommen, wenn Signale des Beschleunigungssensors 1b eine zweiten Schwellenwert über schreiten, z.B. einen Wert von 10g. Ein solcher Wert kann nur durch die während der Fahrt auftretende Zentrifugalbeschleunigung verursacht werden.

Im Fahrtmodus wird der Reifendruck in vorgegebenen ersten Zeitabständen gemessen, die kleiner als die Zeitabstände zwischen Druckmessungen im Parkmodus sein können, und dann in vorgegebenen zweiten Zeitabständen eine Druckinformation gesendet.

Aus dem Fahrtmodus gelangt die Reifendrucküberwachungseinheit in den Parkmodus, wenn der Beschleunigungssensor keine Fahrt mehr detektiert. Dafür können andere Detektionsschwellen verwendet werden als für den Übergang vom Parkmodus in den Fahrtmodus. Beispielsweise kann ein Übergang in den Parkmodus erfolgen, sobald während eines vorgegebenen Zeitraums von beispielsweise 1 bis 5 Minuten alle gemessenen Beschleunigungswerte nicht mehr als 0,3 g voneinander abweichen.

Wurde der Übergang in den Fahrmodus durch eine gemessene Änderung des Beschleunigungssignals nach einem problematischen Druckverlust ausgelöst, besteht die Möglichkeit, dass irrtümlich eine Fahrbewegung des Fahrzeugs angenommen wurde. Um in diesem Fall den Energieverbrauch zu minimieren, kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 1c nach einer vorgegebenen Zeitspanne, z.B. 1 Minute bis 10 Minuten, oder einer vorgegebenen Anzahl von Sendungen (oder einer einzigen Sendung) eine Rückkehr in den Parkmodus veranlasst, wenn nicht innerhalb dieser Zeitspanne auch die erste Detektionsschwelle von Signalen des Beschleunigungssensors 1b überschritten wird.

Die Zeitabstände zwischen Sendungen im Fahrmodus können verkürzt werden, wenn ein kritischer Druckabfall festgestellt wird, z.B. wenn der Reifendruck einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet oder der Reifendruck im Vergleich zu der zuvor vorgenommen Messung um mehr als einen kritischen Wert abgenommen hat.

Im Fahrmodus kann eine automatische Zuordnung von charakteristischen Ken- nungen der einzelnen Reifendrucküberwachungseinheiten zu den jeweiligen Radpositionen des Fahrzeugs erfolgen, wie dies beispielsweise in DE 10 2015 122 820 B3 beschrieben ist. Mit einer solchen automatischen Zuordnung und der Aussendung von entsprechenden Datentelegrammen wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erst begonnen, wenn das aktuelle Messsignal des Beschleu- nigungssensors den zweiten vorgegebenen Schwellenwert, z.B. 10g, überschreitet. Frühere Sendetätigkeit nach Fahrtbeginn kann auf verkürzte Datentelegramme beschränkt sein, die zwar Druckdaten enthalten, aber keine automatische Zuordnung von Reifendrucküberwachungseinheiten zu Radpositionen ermöglichen.

Bezugszeichenliste a Drucksensor b Beschleunigungssensor c Steuereinheit d Stromquelle e Sender Auswerteeinheit Empfänger