DE102012112764B4

DE102012112764B4 - Reifenlokalisierungssysteme und Verfahren für Reifendruck-Überwachungssysteme

Info

Publication number: DE102012112764B4
Application number: DE102012112764.6A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schledz; Christoph Steiner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: US20140200785A1; CN103171378A; DE102012112764A1; CN103171378B; US8700286B2; US9139052B2; US20130166166A1

Abstract

Reifendruck-Überwachungssystem, das Folgendes aufweist:mehrere feste Raddrehsensoren, die jeweils einem Rad (200) eines Fahrzeugs zugehörig sind und dazu konfiguriert sind, Raddrehdaten zu erfassen;mehrere Radeinheiten (100), die jeweils einem Rad (200) eines Fahrzeugs zugehörig sind und einen Beschleunigungssensor (104) aufweisen, der dazu konfiguriert ist, Beschleunigungsdaten zu erfassen; undein Steuergerät (112), das dem Fahrzeug zugehörig ist und dazu konfiguriert ist, die Raddrehdaten von jedem der festen Raddrehsensoren und die Beschleunigungsdaten von jeder der mehreren Radeinheiten (100) zu empfangen und jede der mehreren Radeinheiten (100) durch eine gemeinsame Verarbeitung der Raddrehdaten und der Beschleunigungsdaten in einem bestimmten Rad (200) des Fahrzeugs zu lokalisieren, wobei die gemeinsame Verarbeitung der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten das Bestimmen eines Drehwinkels eines Rades (200) aus den Raddrehdaten und einem entsprechenden Beschleunigungsabtastwert von den durch den Beschleunigungssensor (104) erfassten Beschleunigungsdaten aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft allgemein Reifendruck-Überwachungssysteme (Tire Pressure Monitoring Systems - TPMS) und insbesondere Systeme und Verfahren zur Lokalisierung einzelner Reifen auf einem Fahrzeug als Teil von TPMS.
HINTERGRUND
Reifendruck-Überwachungssysteme (TPMS) auf Fahrzeugen sind allgemein in den USA erforderlich, wobei europäische und asiatische Staaten bald folgen werden. Die Gesetzgebung, die die Verwendung von TPMS vorschreibt, legt typischerweise einen Schwellenwert für die Druckpegelwarnung fest, der bei direkten TPMS durch radbasierte Einheiten oder Radmodule überwacht wird. Die Radmodule sind innerhalb jedes Reifens, wie beispielsweise auf der Felge, dem Ventil oder im Reifen angebracht, um den Reifendruck periodisch oder kontinuierlich zu überwachen.
Jedes Radmodul weist typischerweise einen Drucksensor, eine Steuerlogik, wie beispielsweise einen Mikrocontroller, eine Stromquelle, wie beispielsweise eine Batterie, und einen Hochfrequenzsender auf, der Informationen vom Radmodul an einen zentralen TPMS-Empfänger überträgt, der an anderer Stelle am Fahrzeug angebracht ist. Einige Radmodule weisen auch einen Beschleunigungssensor zum Bestimmen auf, wann das Fahrzeug in Bewegung ist, um die Batterielebensdauer zu schonen.
Das Verfahren zum Bestimmen, welches Radmodul ein bestimmtes Signal gesendet hat und folglich, welcher Reifen einen niedrigen Druck aufweisen kann, wird Lokalisierung genannt. Lokalisierungsverfahren werden beispielsweise in den Druckschriften DE 101 44 360 A1 , DE 196 18 658 A1 , DE 10 2009 059 788 A1 , DE 10 2008 049 046 A1 , WO 2011/038033 A1 , DE 198 49 390 A1 und DE 102 42 269 A1 vorgeschlagen. Wenn eine Situation ermittelt wird, in der ein niedriger Druck vorliegt, möchten die Fahrer allgemein gerne wissen, welcher Reifen einen niedrigen Druck aufweist und nicht nur einfach, dass einer der Reifen einen niedrigen Druck aufweist, da in diesem Fall häufig sämtliche Reifen geprüft werden müssen, um zu bestimmen, welcher Reifen tatsächlich Beachtung erfordert. Die effektive und effiziente Lokalisierung ist in TPMS eine anhaltende Herausforderung, da die Reifen häufig rotiert und manchmal zwischen Sommer und Winter gewechselt werden, wodurch sich ihre Positionen ändern. Hinzu kommt, dass aufgrund von Einschränkungen beim für die Radmodule verfügbaren Strom häufige Übertragungen und Sendungen von Lokalisierungssignalen praktisch nicht durchführbar sind.
Daher besteht ein Bedarf an verbesserten Lokalisierungstechniken in TPMS-Systemen, die Beschleunigungssensoren verwenden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher im Schaffen einer verbesserten Lokalisierungstechnik in einem TPMS-System.
Diese Aufgabe wird durch ein Reifendruck-Überwachungssystem gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Lokalisieren eines Rades gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
KURZDARSTELLUNG
Die Ausführungsformen betreffen die Lokalisierung von Reifen in Reifendruck-Überwachungssystemen. In einer Ausführungsform weist ein Reifendruck-Überwachungssystem (Tire Pressure Monitoring System - TPMS) mehrere feste Raddrehsensoren, die jeweils einem Rad eines Fahrzeugs zugehörig sind und dazu konfiguriert sind, Raddrehdaten zu erfassen; mehrere Radeinheiten, die jeweils einem Rad eines Fahrzeugs zugehörig sind und einen Beschleunigungssensor aufweisen, der dazu konfiguriert ist, Beschleunigungsdaten zu erfassen; und ein Steuergerät auf, das dem Fahrzeug zugehörig ist und dazu konfiguriert ist, die Raddrehdaten von jedem der festen Raddrehsensoren und die Beschleunigungsdaten von jeder der mehreren Radeinheiten zu empfangen und durch eine gemeinsame Verarbeitung der Raddrehdaten und der Beschleunigungsdaten jede der mehreren Radeinheiten in einem bestimmten Rad des Fahrzeugs zu lokalisieren. Die gemeinsame Verarbeitung der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten weist das Bestimmen eines Drehwinkels eines Rades aus den Raddrehdaten und einem entsprechenden Beschleunigungsabtastwert von den durch den Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsdaten auf.
Bei einem Reifendruck-Überwachungssystem gemäß einer Ausführungsform können optional die mehreren festen Raddrehsensoren Teil eines Antiblockiersystems (ABS) sein. Bei einem Reifendruck-Überwachungssystem gemäß einer Ausführungsform können optional die mehreren festen Raddrehsensoren Teil eines Elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) sein.
Bei einem Reifendruck-Überwachungssystem gemäß einer Ausführungsform können optional die Beschleunigungsdaten mindestens einen Beschleunigungsabtastwert aufweisen. Hierbei kann oder können eine einzelne, mehrere oder alle Radeinheiten ferner optional dazu konfiguriert sein, eine Abtastperiode zur Erfassung des mindestens einen Beschleunigungsabtastwerts zu bestimmen. Optional kann die Abtastperiode hierzu von einem Fliehbeschleunigungsabtastwert bestimmt werden. Ebenso kann alternativ oder ergänzend die Abtastperiode von einem Abtastchirp bestimmt wird, das mehrere Fliehbeschleunigungsabtastwerte aufweist. Ein Chirp oder Abtastchirp kann hierbei beispielsweise ein Datenpakte eine, eine Datenmenge oder eine andere Datenansammlung, beispielsweise ein Wellenzug mit einer steigenden oder fallenden Frequenz umfassen oder hierdurch gebildet sein.
Bei einem Reifendruck-Überwachungssystem gemäß einer Ausführungsform können optional eine, mehrere oder alle Radeinheiten dazu konfiguriert sein, die Beschleunigungsdaten zu komprimieren. Bei einem Reifendruck-Überwachungssystem gemäß einer Ausführungsform kann optional das Steuergerät dazu konfiguriert sein, eine Empfangszeit der Beschleunigungsdaten zu registrieren. Bei einem Reifendruck-Überwachungssystem gemäß einer Ausführungsform kann optional die gemeinsame Verarbeitung einen Drehwinkel eines Rades aufweisen, der von den Raddrehdaten und einem entsprechenden Beschleunigungsabtastwert von den durch den Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsdaten bestimmt wird.
In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Lokalisieren eines Rades in einem Reifendruck-Überwachungssystem (Tire Pressure Monitoring System - TPMS) das Erfassen von Beschleunigungsdaten an jedem von mehreren Rädern; das Erfassen von Raddrehdaten an jedem von den mehreren Rädern; das Übertragen der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten von jedem der mehreren Räder an ein Steuergerät; und das gemeinsame Verarbeiten der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten durch das Steuergerät zum Verbinden der Beschleunigungsdaten mit einem bestimmten der mehreren Räder auf, an dem die entsprechenden Raddrehdaten erfasst wurden. Das gemeinsame Verarbeiten der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten weist das Bestimmen eines Drehwinkels eines Rades aus den Raddrehdaten und einem entsprechenden Beschleunigungsabtastwert von den durch den Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsdaten auf.
Bei einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform kann das Erfassen von Raddrehdaten das Empfangen von Raddrehdaten von einem Antiblockiersystem (ABS) und/oder einem Elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) aufweisen. Bei einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform kann das Erfassen der Beschleunigungsdaten das Erfassen von mindestens einem Beschleunigungsabtastwert aufweisen.
Ebenso kann ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform ferner ein Bestimmen einer Abtastperiode für die Beschleunigungsdaten aufweisen. Ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform kann ferner ein Komprimieren der Beschleunigungsdaten aufweisen. Optional kann ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform ferner das Bilden eines Datenpakets aufweisen, das eine Reifeneinheitskennung, die Beschleunigungsdaten und eine Verarbeitungszeit aufweist. Optional kann bei einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform das gemeinsame Verarbeiten der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten ferner das Bestimmen eines Drehwinkels eines Rades von den Raddrehdaten und eines entsprechenden Beschleunigungsabtastwerts von den durch den Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsdaten aufweisen.
Figurenliste
Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung geht aus der Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen hervor; es zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines Reifendruck-Überwachungssystems gemäß einer Ausführungsform.
2 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
3 ein Diagramm der Beschleunigung gegenüber der Zeit gemäß einer Ausführungsform.
4A ein Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform.
4B ein Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform.
5 ein Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform.

Obgleich die Erfindung in verschiedene Abwandlungen und alternative Ausführungsformen geändert werden kann, sind in den Zeichnungen spezifische Merkmale davon als Beispiel gezeigt, die ausführlich beschrieben werden. Es versteht sich indes, dass damit nicht beabsichtigt wird, die Erfindung auf die bestimmten beschriebenen Ausführungsformen zu begrenzen. Im Gegenteil, es wird beabsichtigt, dass die Erfindung alle Abwandlungen, Entsprechungen und Alternativen abdeckt, die in den Gedanken und Schutzbereich der Erfindung fallen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Ausführungsformen betreffen Reifendruck-Überwachungssysteme (Tire Pressure Monitoring System - TPMS). In den Ausführungsformen weist ein TPMS eine Radeinheit und ein Steuergerät auf. Jede Radeinheit sammelt Beschleunigungsdaten und sendet diese Daten zur Verarbeitung an das Steuergerät. Das Steuergerät verarbeitet die Daten und korreliert die Daten unter Verwendung zusätzlicher Daten, die es von einem anderen Fahrzeugsystem, zum Beispiel einem Antiblockiersystem (ABS) oder einem Elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP), empfängt, um jede Radeinheit in einem bestimmten Rad des Fahrzeugs zu lokalisieren. Vorteile weisen die höhere Rechenleistung im Steuergerät im Vergleich zur Radeinheit auf.
1 ist eine bildliche Darstellung eines Radmoduls gemäß einer Ausführungsform. Das Radmodul 100 weist in einer Ausführungsform einen Drucksensor 102, einen Beschleunigungssensor 104, Steuerelektronik, wie beispielsweise einen Mikrocontroller 106, eine Übertragungseinheit 108 und eine Stromquelle 110 auf.
Der Drucksensor 102 wird verwendet, um den Druck des Reifens durch periodisches Abtasten des Drucks zu überwachen. Der Beschleunigungssensor 104 kann verwendet werden, um Drehung zu ermitteln, was bei der Verringerung des Stromverbrauchs hilft, indem nur Druckmessungen vorgenommen werden, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist. In einigen Ausführungsformen ist der Beschleunigungssensor 104 ein einachsiger oder ein mehrachsiger Beschleunigungssensor mit Empfindlichkeit in der radialen Richtung orthogonal zur Achse des Fahrzeugs (siehe 2), obgleich in anderen Ausführungsformen andere Beschleunigungssensoren verwendet werden können.
Die Übertragungseinheit 108 weist in einer Ausführungsform einen Hochfrequenzsender zum Senden von Signalen an eine zentrale Empfängereinheit 112 auf. In einer unidirektionalen TPMS-Ausführungsform ist das Modul 100 insofern autonom, dass es drahtlose Übertragungen an die zentrale Empfängereinheit 112 sendet, aber nicht von ihr empfängt, wodurch der Stromverbrauch vermindert wird. In anderen Ausführungsformen kann die Übertragungseinheit 108 einen Hochfrequenzsender/Empfänger oder irgendein anderes drahtloses Übertragungsmodul aufweisen und kann in einigen Ausführungsformen vom Mikrocontroller 106 getrennt (wie bildlich dargestellt) oder darin integriert sein. In einigen Ausführungsformen weist die Stromquelle 110 eine Batterie oder eine andere geeignete Stromquelle auf.
In einigen Ausführungsformen kann das Radmodul 100 mehr oder weniger Elemente aufweisen. Zum Beispiel können die Radmodule 100 einen Temperatursensor aufweisen, um einen Temperaturausgleich bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen können auch zusätzliche Sensoren, wie zum Beispiel zum Überwachen anderer Merkmale des Reifens, Rades und der Umgebung darin enthalten sein. Darüber hinaus kann in anderen Ausführungsformen das Radmodul 100 in Abhängigkeit von der Anwendung und dem Bauelement verschiedene Bauelemente aufweisen, die sich an Positionen befinden, die vom Rest der Bauelemente des Radmoduls 100 getrennt sind.
Mit Bezug auf 2 kann das Radmodul 100 in einem Reifen 200 angebracht sein und jeder einzelne Reifen 200 ist über eine Achse 202 am Fahrzeugkörper 204 angebracht. In einigen Ausführungsformen kann das Radmodul 100 an der Felge, dem Ventilschaft oder im Reifen angebracht sein. Ein typischer Personenkraftwagen, der vier Räder aufweist, weist daher vier Radmodule, eines in jedem Reifen 200, auf, wie in 2 allgemein gezeigt, wodurch es jedem Radmodul 100 ermöglicht wird, den Reifendruck des dem Rad, an dem es angebracht ist, zugehörigen Reifens zu überwachen. Die Einbaulage von jedem Radmodul 100 in jedem Reifen 200 kann von einer Ausführungsform zur anderen dieselbe sein oder sich unterscheiden.
Im Betrieb tastet der Beschleunigungssensor 104, wenn der Reifen 200 sich dreht, die Beschleunigung aufgrund der Fliehkraft ab. Der Sensor 104 tastet auch eine Beschleunigungskomponente aufgrund des Schwerefelds der Erde ab. Diese Beschleunigungskomponente oszilliert, während der Reifen 200 sich dreht. Die Amplitude dieses oszillierenden Signals beträgt 1g= 9.81 m/s². Die Frequenz des oszillierenden Signals ist gleich den Drehungen pro Sekunde des Reifens 200. Der Phasenwinkel des oszillierenden Signals ist gleich der Winkellage des Radmoduls 100. 3 ist eine bildliche Darstellung eines typischen Beschleunigungssignals mit einem oszillierenden Signal über einem konstanten Beschleunigungswert aufgrund der Fliehkraft. In dem in 3 bildlich dargestellten Beispiel dreht sich der Reifen 200 mit einer konstanten Frequenz, d. h. das Fahrzeug fährt mit konstanter Geschwindigkeit.
Mit Bezug auf 4A ist jedes Radmodul 100 konfiguriert, um während des Betriebs verschiedene Aufgaben und Funktionen zu erfüllen.
Zuerst wird in 402 die Abtastperiode für die Erfassung von N (N>1) Beschleunigungsabtastwerten bestimmt. In einer Ausführungsform wird die Abtastperiode auf der Grundlage eines einzelnen Fliehbeschleunigungsabtastwerts vom Beschleunigungssensor 104 bestimmt. Die Fliehbeschleunigung ist, wie vorhergehend erwähnt, abhängig von der Drehzahl des Reifens 200 und hängt somit mit der Frequenz des oszillierenden Signals aufgrund des Schwerefelds der Erde zusammen.
In einer anderen Ausführungsform kann die Abtastperiode durch ein Abtastchirp gefunden werden. Zuerst wird eine gewisse Anzahl von Abtastwerten mit einer anfangs sehr kurzen Abtastperiode erfasst. Diese Abtastwerte werden anhand eines Kriteriums bewertet, wodurch herausgefunden werden sollte, ob ein ausreichender Teil (z. B. die Hälfte einer Periode) des oszillierenden Signals beobachtet wird. Wenn das Kriterium erfüllt wird, ist die Abtastperiode gefunden. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird die Abtastperiode verlängert, eine gewisse Anzahl von Abtastwerten erfasst und das Kriterium erneut überprüft.
Das Radmodul 100 ist nach der Bestimmung der Abtastperiode konfiguriert, um in 404 N Beschleunigungsabtastwerte zu erfassen, zu digitalisieren und zu speichern.
In 406 findet eine wahlfreie Verarbeitung aller N Beschleunigungsabtastwerte statt. In einer Ausführungsform kann die mittlere Komponente (Gleichstrom) des oszillierenden Signals, die auf der Fliehbeschleunigung gründet, subtrahiert werden.
In 408 kann eine wahlfreie Datenkomprimierung durchgeführt werden. Zum Minimieren der Anzahl von Bits für die drahtlose Datensendung können die Beschleunigungsabtastwerte komprimiert werden. Die Komprimierung kann für jeden Abtastwert oder gemeinsam unter Berücksichtigung aller N Abtastwerte durchgeführt werden. In einer Ausführungsform werden die Beschleunigungsabtastwerte komprimiert, indem lediglich die Vorzeicheninformationen behalten werden, d. h. Komprimierung auf ein Bit pro Beschleunigungsabtastwert. Vor dieser Komprimierung kann in 406 eine Mittelwerts-Subtraktion erforderlich sein.
In 410 wird ein Datenpaket, das die Radmodulkennung; Druck-, Temperatur- und/oder Beschleunigungs- oder andere Sensorabtastwerte; die Abtastperiode; und die Verarbeitungszeit aufweist, über eine Hochfrequenz-Übertragungsverbindung an das Steuergerät 112 gesendet. Die Verarbeitungszeit ist die Zeit, die zwischen dem Ende der Erfassung und der Datensendung verstreicht.
Das zentrale Empfänger- oder Steuergerät 112 befindet sich im Fahrzeugkörper und wird in einer Ausführungsform durch die Stromversorgung des Fahrzeugs mit Strom versorgt. Zumindest aus diesem Grund weist das Steuergerät 112 viel mehr Rechenleistung auf als die Radmodule 100. Das Steuergerät 112 ist in einigen Ausführungsformen konfiguriert, um Datenpakete von den Radeinheiten 100 zu empfangen, eine Empfangszeit für jedes Datenpaket zu registrieren und die Daten im Datenpaket weiter zu verarbeiten. Das Steuergerät 112 verfügt in einigen Ausführungsformen auch über Zugriff auf Daten von festen Raddrehsensoren, wie beispielsweise von Sensoren eines Antiblockiersystems (ABS) oder eines Elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP). Die Daten vom ABS und/oder ESP weisen Zeitstempel auf und können im Steuergerät 112 so lange wie erforderlich gespeichert werden.
In einer anderen Ausführungsform, die in 4B bildlich dargestellt ist, ist die Radeinheit 100 dazu konfiguriert, pro Datenpaket einen einzigen Beschleunigungsabtastwert zu senden. In der Ausführungsform von 4B wird in 452 während der Weckperiode ein einzelner Beschleunigungsabtastwert erfasst. Zum Verarbeiten des gegenwärtigen Abtastwerts in 454 können vorhergehend gespeicherte Beschleunigungsabtastwerte verwendet werden. Zum Beispiel kann die Differenz zwischen gegenwärtigen und vorhergehenden Beschleunigungsabtastwerten berechnet werden. Nach der wahlfreien Komprimierung in 456 wird das Datenpaket in 458 an das Steuergerät 112 gesendet.
Als Nächstes empfängt das Steuergerät 112 das Datenpaket und registriert die Empfangszeit. Die Erfassungszeit des Beschleunigungsabtastwerts t0 wird durch Subtrahieren der Verarbeitungszeit und der Zeit, die für die Datensendung erforderlich ist, von der Empfangszeit berechnet. Die ABS- oder ESP-Daten zum Erfassungszeitpunkt t0 werden erhalten. Dann werden der Beschleunigungsabtastwert und die entsprechenden ABS- oder ESP-Daten mit dem Zeitstempel gespeichert. Jedes neue TPMS-Datenpaket stellt zusätzliche Daten bereit. Nachdem eine gewisse Anzahl von TPMS-Datenpaketen empfangen wurde, wird die Korrelation aller gespeicherten Werte berechnet.
Mit Bezug auf 5 kann das Steuergerät 112 in einigen Ausführungsformen die Radeinheiten 100 lokalisieren oder bestimmen, welche Radeinheit 100 oder welches davon empfangene Signal welchem Reifen 200 des Fahrzeugs zugehörig ist. In 502 können die komprimierten Beschleunigungsabtastwerte, die das Steuergerät 112 von der/den Radeinheit/en 100 empfangen hat, dekomprimiert werden. In 504 kann die Signalverarbeitung, wie zum Beispiel unter anderen Aufgaben, das Filtern, Interpolieren und/oder das erneute Abtasten, durchgeführt werden. In 506 können Daten von der Radeinheit 100 mit denjenigen korreliert werden, die von einem anderen Fahrzeugsystem, wie zum Beispiel dem ABS, empfangen wurden. Zum Beispiel können TPMS-Beschleunigungsabtastwerte von einer Radeinheit 100 mit den Daten von allen festen Raddrehsensoren korreliert werden. Dann wird die Radeinheit 100 dem Rad zugeordnet, für das die direkte Korrelation das beste Ergebnis bereitstellt.
In einer Ausführungsform werden TPMS-Beschleunigungsabtastwerte zum Zeitpunkt t1 am Steuergerät 112 empfangen. Die Erfassungszeit des ersten Beschleunigungsabtastwerts, der mit t0 bezeichnet wird, wird über t1 minus die Laufzeit für die Sendung, minus die Laufzeit für die Verarbeitung und minus die Laufzeit für die Erfassung berechnet. In einigen Ausführungsformen sind alle Laufzeiten bekannt.
In einer beispielhaften Ausführungsform sind Daten von festen Raddrehsensoren in der Form von Zählerwerten verfügbar, die den Drehwinkeln der Räder entsprechen. In anderen Ausführungsformen ist irgendeine andere Form von Daten von den festen Raddrehsensoren verfügbar. Jeder Zählerwert weist einen Zeitstempel auf. Während einer vollständigen Umdrehung eines Rades zählt ein Zähler von null bis M-1, wobei M die Anzahl der Zähne des Polrades ist. Die Abbildung der Zählerwerte auf die Winkellage des Rades ist allgemein unbekannt. Mit anderen Worten, es ist kein Phasenbezug vorhanden. So sind Daten von festen Raddrehsensoren innerhalb eines Zeitfensters in der Form von Folgen von Zählerwerten mit entsprechenden Zeitstempeln verfügbar. Da eine Korrelation durchgeführt wird, decken diese Folgen ein Zeitfenster ab, das größer ist als das Zeitfenster, das durch die TPMS-Beschleunigungsabtastwerte abgedeckt wird. Zu guter Letzt werden die Folgen von Zählerwerten in Folgen von Phasenwinkeln umgewandelt und der Sinus von jedem Phasenwinkel berechnet. Diese resultierenden Folgen werden dann mit den empfangenen Beschleunigungsabtastwerten korreliert.
In einer anderen Ausführungsform kann das Steuergerät 112 zusätzliche Parameter, wie beispielsweise die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs, verwenden, um verbesserte Korrelationsergebnisse zu erhalten. Die Beschleunigungsabtastwerte können in einigen Ausführungsformen auch als eine Eingabe für einen Algorithmus verwendet werden, der die Phase und die Frequenz der Oszillation schätzt. Die geschätzte Phase und Frequenz werden zur Korrelation mit den ABS-Daten verwendet.
Vorteile sind unter anderem, dass das Steuergerät 112 eine viel höhere Rechenleistung aufweisen kann als die Radeinheit 100. So können viel ausgeklügeltere Signalverarbeitungsalgorithmen angewandt werden. Ferner können die Beschleunigungsabtastwerte direkt mit den Daten von den festen Raddrehsensoren korreliert werden. Das bedeutet, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen, in denen die Beschleunigungsabtastwerte bereits in der Radeinheit 100 verarbeitet werden, keine Zwischenschritte vorhanden sind, in denen Informationen verloren gehen oder beschädigt werden können. Zum Beispiel ist die Radeinheit 100 dann dazu konfiguriert, die Sensordaten an einem vorbestimmten Drehwinkel zu senden. Diese Winkelsynchronisation wird dann zur Reifenlokalisierung verwendet.
Hier wurden verschiedene Ausführungsformen von Systemen, Vorrichtungen und Verfahren beschrieben. Diese Ausführungsformen dienen lediglich als Beispiel und mit ihnen wird keine Einschränkung des Schutzbereichs der Erfindung beabsichtigt. Darüber hinaus wird man verstehen, dass die verschiedenen Merkmale der Ausführungsformen, die beschrieben wurden, auf verschiedene Arten miteinander kombiniert werden können, um zahlreiche zusätzliche Ausführungsformen herzustellen. Darüber hinaus können, obgleich verschiedene Materialien, Abmessungen, Formen, Gestaltungen und Orte usw. zur Verwendung mit den offenbarten Ausführungsformen beschrieben wurden, neben den offenbarten andere verwendet werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass die Erfindung weniger Merkmale als in irgendeiner einzelnen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht aufweisen kann. Mit den hier beschriebenen Ausführungsformen wird keine umfassende Darstellung der Arten beabsichtigt, auf die die verschiedenen Merkmale der Erfindung kombiniert werden können. Demnach sind die Ausführungsformen keine sich gegenseitig ausschließenden Kombinationen von Merkmalen; stattdessen wird der Durchschnittsfachmann verstehen, dass die Erfindung eine Kombination von verschiedenen von verschiedenen einzelnen Ausführungsformen ausgewählten Merkmalen aufweisen kann.
Irgendeine vorhergehende Einfügung von Schriften durch Literaturhinweis ist derart beschränkt, dass kein Gegenstand eingefügt wird, der der ausdrücklichen Offenbarung hierin widerspricht. Ferner ist jede vorhergehende Einfügung von Schriften durch Literaturhinweis derart beschränkt, dass keine in den Schriften enthaltenen Ansprüche durch Bezugnahme hierin eingefügt werden. Ferner ist jede vorhergehende Einfügung von Schriften durch Literaturhinweis derart beschränkt, dass keine in den Schriften bereitgestellten Definitionen durch Bezugnahme hierin eingefügt werden, es sei denn, sie werden ausdrücklich hierin aufgenommen.
Zum Zweck der Auslegung der Ansprüche für die vorliegende Erfindung wird ausdrücklich beabsichtigt, dass die Bestimmungen des Abschnitts 112 von Paragraph 6 des 35 U.S.C., außer für die spezifischen Ausdrücke „Mittel zum“ oder „Schritt zum“, nicht geltend zu machen sind.

Claims

Reifendruck-Überwachungssystem, das Folgendes aufweist: mehrere feste Raddrehsensoren, die jeweils einem Rad (200) eines Fahrzeugs zugehörig sind und dazu konfiguriert sind, Raddrehdaten zu erfassen; mehrere Radeinheiten (100), die jeweils einem Rad (200) eines Fahrzeugs zugehörig sind und einen Beschleunigungssensor (104) aufweisen, der dazu konfiguriert ist, Beschleunigungsdaten zu erfassen; und ein Steuergerät (112), das dem Fahrzeug zugehörig ist und dazu konfiguriert ist, die Raddrehdaten von jedem der festen Raddrehsensoren und die Beschleunigungsdaten von jeder der mehreren Radeinheiten (100) zu empfangen und jede der mehreren Radeinheiten (100) durch eine gemeinsame Verarbeitung der Raddrehdaten und der Beschleunigungsdaten in einem bestimmten Rad (200) des Fahrzeugs zu lokalisieren, wobei die gemeinsame Verarbeitung der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten das Bestimmen eines Drehwinkels eines Rades (200) aus den Raddrehdaten und einem entsprechenden Beschleunigungsabtastwert von den durch den Beschleunigungssensor (104) erfassten Beschleunigungsdaten aufweist.
Reifendruck-Überwachungssystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren festen Raddrehsensoren Teil eines Antiblockiersystems (ABS) sind, und/oder wobei die mehreren festen Raddrehsensoren Teil eines Elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) sind.
Reifendruck-Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschleunigungsdaten mindestens einen Beschleunigungsabtastwert aufweisen.
Reifendruck-Überwachungssystem nach Anspruch 3, wobei die Radeinheit (100) dazu konfiguriert ist, eine Abtastperiode zur Erfassung des mindestens einen Beschleunigungsabtastwerts zu bestimmen.
Reifendruck-Überwachungssystem nach Anspruch 4, wobei die Abtastperiode von einem Fliehbeschleunigungsabtastwert bestimmt wird.
Reifendruck-Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Abtastperiode von einem Abtastchirp bestimmt wird, das mehrere Fliehbeschleunigungsabtastwerte aufweist.
Reifendruck-Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Radeinheit (100) dazu konfiguriert ist, die Beschleunigungsdaten zu komprimieren.
Reifendruck-Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät (112) dazu konfiguriert ist, eine Empfangszeit der Beschleunigungsdaten zu registrieren.
Verfahren zum Lokalisieren eines Rades (200) in einem Reifendruck-Überwachungssystem, das Folgendes aufweist: Erfassen (404; 452) von Beschleunigungsdaten an jedem von mehreren Rädern (200); Erfassen von Raddrehdaten an jedem der mehreren Räder (200); Übertragen (410; 458) der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten von jedem der mehreren Räder (200) an ein Steuergerät (112); und gemeinsames Verarbeiten (406; 454) der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten durch das Steuergerät (112) zum Verbinden der Beschleunigungsdaten mit einem bestimmten der mehreren Räder (200), an dem entsprechende Raddrehdaten erfasst wurden, wobei das gemeinsame Verarbeiten (406; 454) der Beschleunigungsdaten und der Raddrehdaten das Bestimmen eines Drehwinkels eines Rades (200) aus den Raddrehdaten und einem entsprechenden Beschleunigungsabtastwert von den durch den Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsdaten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Erfassen (404; 452) von Raddrehdaten das Empfangen von Raddrehdaten von einem Antiblockiersystem (ABS) und/oder einem Elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Erfassen (404; 454) der Beschleunigungsdaten das Erfassen von mindestens einem Beschleunigungsabtastwert aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, das ferner das Bestimmen einer Abtastperiode (402) für die Beschleunigungsdaten aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, das ferner ein Komprimieren (408 ;456) der Beschleunigungsdaten aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, das ferner ein Bilden eines Datenpakets aufweist, das eine Reifeneinheitskennung, die Beschleunigungsdaten und eine Verarbeitungszeit aufweist.