DE60110933T2

DE60110933T2 - Ortungsverfahren für die räder eines fahrzeugs und zugehörige ortungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60110933T2
Application number: DE60110933T
Authority: DE
Inventors: Philippe Lefaure
Original assignee: Siemens VDO Automotive SAS
Current assignee: Continental Automotive France SAS
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: DE60110933D1; EP1353812B1; FR2818586B1; US20040055372A1; EP1353812A1; US6871157B2; WO2002051654A1; FR2818586A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Ortungsverfahren für die Räder eines Fahrzeugs und eine zugehörige Ortungsvorrichtung.
Die Messung und Überwachung des Drucks in den Reifen eines jeden Rades eines Fahrzeugs ist bereits bekannt. Der Druck, der auf diese Weise gemessen wird (und/oder andere Parameter), wird durch ein hochfrequentes Signal an eine zentrale Rechnereinheit übertragen, die sich im Fahrzeug befindet. Die Funktion dieser Zentraleinheit besteht darin, die empfangenen Signale zu verarbeiten und den Fahrer über jedwede Druckanomalie der Reifen (oder eine anomale Erhöhung der Temperatur usw.) zu informieren. Im Allgemeinen ist diese zentrale Rechnereinheit im Fahrzeuginnenraum untergebracht und verwaltet sämtliche Funktionen, die in diesem Fahrzeuginnenraum durchgeführt werden. Damit diese zentrale Rechnereinheit die empfangenen Signale korrekt verarbeiten kann, ist es unbedingt erforderlich, dass die Einheit die Herkunft der Signale eindeutig bestimmen kann.
Zu diesem Zweck existieren Verfahren (sogenannte Ortungsverfahren), mit deren Hilfe bestimmt werden kann, wo sich das Rad befindet, von dem aus ein Signal gesendet wird, diese Verfahren sind jedoch entweder langsam oder aufwändig oder komplex und erfordern häufig lange Berechnungszeiten, bevor jedem empfangenen Signal ein genauer Sendeort am Fahrzeug zugeordnet werden kann (z. B. vorne rechts, vorne links, hinten rechts oder hinten links).
Ein Ortungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist von Dokument US-A 5 880 363 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Räder eines Fahrzeugs schnell zu orten. Das erfindungsgemäße Verfahren muss darüber hinaus automatisch, zuverlässig und wirtschaftlich sein. Vorzugsweise wird versucht, die Kosten dieser Ortungsfunktion zu reduzieren, indem eine möglichst geringe Anzahl spezieller Komponenten eingesetzt wird.
Zu diesem Zweck betrifft die vorliegende Erfindung ein automatisches Ortungsverfahren für Räder eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug für jedes der Räder dieses Fahrzeugs mit einer diesem Rad zugeordneten Radeinheit und einer zentralen Rechnereinheit, die im Fahrzeug untergebracht ist, ausgestattet ist, und das Ortungsverfahren folgende Schritte umfasst:

– Senden von hochfrequenten Signalen durch die Radeinheit, wobei die Signale mindestens den Druck des Rades, an dem die Radeinheit montiert ist, sowie einen Code, der dieses Rad identifiziert, anzeigen,
– Empfangen der hochfrequenten Signale, die von der Radeinheit ausgesendet werden, durch die Zentraleinheit,

– Senden eines niederfrequenten Signals durch mindestens eine Sendevorrichtung, die am Fahrzeug in der Nähe der Räder gemäß einer festgelegten Position so angebracht ist, dass sie die in der Nähe platzierten Radeinheiten aktiviert,
– Empfangen dieses niederfrequenten Signals durch die Radeinheiten und im Gegenzug Senden eines hochfrequenten Signals durch die aktivierten Räder, wobei das Signal mindestens den Code beinhalten muss, der die aktivierten Räder identifiziert, und
– Empfangen des hochfrequenten Signals durch die Zentraleinheit und Zuordnen des Codes, der die aktivierten Radeinheiten identifiziert, zur Position der Sendevorrichtung.

Auf diese Weise wird, indem die Sendevorrichtung für die niedrigen Frequenzen (z. B.) in der Nähe der Räder der gleichen Achse platziert wird, sichergestellt, dass nur die Räder dieser Achse auf die niederfrequenten Signale, die vom Sender ausgehen, reagieren. Denn ein niederfrequentes Signal kann nur in einem begrenzten Aktionsradius (z. B. 1 m) empfangen werden.
Vorteilhafterweise erfolgt das Aussenden der niederfrequenten Signale über Antennen, die in den Türgriffen, Seitenschutzleisten, Rückspiegeln usw. untergebracht sind und darüber hinaus von einer ferngesteuerten Vorrichtung für den Zutritt zum Fahrzeug genutzt werden.
Es handelt sich daher hierbei um Antennen, die bereits zur Ver-/Entriegelung des Fahrzeugs dienen, die hier zusätzlich genutzt werden, um die elektronischen Radeinheiten zu aktivieren. Durch die Nutzung von Antennen, die bereits in den meisten Fahrzeugen vorhanden sind, werden die Kosten für das erfindungsgemäße Verfahren gesenkt.
Wenn sich solche Antennen noch nicht am Fahrzeug befinden, reicht es selbstverständlich aus, drei Sendevorrichtungen für niedrige Frequenzen für drei Räder des Fahrzeugs zu platzieren, um diese drei Räder automatisch zu orten. Die letzte Radposition wird aus den drei gefundenen Positionen abgeleitet.
Ebenfalls ist es vorteilhaft, dass es sich, wenn die Sendeantennen (Sendevorrichtung) eingesetzt werden, die sich in den Türgriffen befinden (diese Antennen dienen bereits zur Steuerung der Ver- und Entriegelung der Türschlösser) bei dem niederfrequenten Signal, das an die Radeinheiten gesendet wird, um ein nicht-kodiertes Signal handelt, während diese Antennen, wenn sie in ihrer Funktion zur Ver-/Entriegelung verwendet werden, ein kodiertes niederfrequentes Signal nutzen. So ist es für die Ortung der Räder ausreichend, wenn die Kodierung unterdrückt wird. Auch hier werden erhebliche Einsparungen realisiert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Ortungsvorrichtung für Räder eines Fahrzeugs, wobei das im Folgenden beschriebenen Verfahren eingesetzt wird.
Weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich darüber hinaus aus der folgenden Beschreibung, die nicht einschränkend ist, sowie in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, wobei:
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs ist, das mit einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung ausgestattet ist,
2 eine der 1 entsprechende Ansicht ist, bei der eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Ortungseinheit dargestellt ist, und
3 eine schematische Darstellung ist, die eine Ortungsvorrichtung gemäß 1 zeigt.
Gemäß der in den 1 und 3 gezeigten Ausführungsform beinhaltet die erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung folgende Komponenten:

– eine zentrale Rechnereinheit 11, die in einem Fahrzeug 13 platziert ist,
– mehrere Radeinheiten 12a bis 12d, von denen jede einem der Räder 15 des Fahrzeugs zugeordnet ist.
– eine Sendevorrichtung 14, die dem Fahrzeug zugeordnet ist und gemäß einer bekannten Position am Fahrzeug positioniert ist. Beispielsweise in der Nähe der Räder der gleichen Achse (E₂ in 1).

Die zentrale Rechnereinheit 11 ist ein elektronischer Rechner, der beispielsweise sämtliche erforderlichen Funktionen im Fahrzeuginnenraum verwaltet. Ein solcher Rechner ist bei bekannten Anwendungen gewöhnlich unter dem Armaturenbrett angeordnet (doch die Platzierungsmöglichkeiten sind nicht darauf beschränkt). Dieser Rechner ist mit einer Empfangsantenne ausgestattet, die für den Empfang der hochfrequenten Signale, die üblicherweise im Bereich von 315 MHz oder 433 MHz liegen, geeignet ist. Solche Signale haben die Eigenschaft, eine sehr große Reichweite zu haben (z. B. 10 m), jedoch keine Energie zu übertragen. Diese Signale werden häufig für das ferngesteuerte Öff nen/Schließen der Türschlösser, für Telefone oder Alarmanlagen eingesetzt.
Die Radeinheiten 12a bis 12d sind alle vom gleichen Typ und enthalten einen Druckfühler bekannten Typs (hier nicht genauer beschrieben) sowie eine HF (Hochfrequenz)-Sendevorrichtung 16 zur Übertragung der Messdaten. Diese werden regelmäßig und/oder wenn dies durch ein Ereignis erforderlich wird, an die Zentraleinheit 11 übertragen. Weitere Parameter, wie z. B. die Reifentemperatur, die Beschleunigung des Reifens usw., können ebenfalls an die Zentraleinheit übertragen werden. Zusammen mit den verschiedenen Parametern überträgt die Radeinheit auch einen nur ihm zugeordneten Identifizierungscode. Die verschiedenen Parameter werden durch ein hochfrequentes Signal an die Zentraleinheit 11 übertragen.
Gemäß der Erfindung wird zur Bestimmung des Identifizierungscodes jedes Rades eine Sendevorrichtung 14, die am Fahrzeug platziert ist, eingesetzt. Im dargestellten Beispiel ist diese Vorrichtung in der Nähe einer bestimmten Achse platziert.
In dem in den 1 und 3 dargestellten Beispiel besteht diese Sendevorrichtung aus den Antennen 14 bekannten Typs, die in den hinteren Türen des Fahrzeugs angeordnet sind, um sie per Funk-Fernsteuerung verriegeln und entriegeln zu können. Auf Befehl der Zentraleinheit 11 senden diese Antennen ein niederfrequentes Signal (normalerweise im Bereich von 125 kHz). Ein solches Signal hat die Eigenschaft, nur eine geringe Reichweite zu haben (1 m) und Energie übertragen zu können. Es kann daher einen Transponder, der in der Radeinheit angeordnet ist, akti vieren.
Wenn diese Antennen zur Ortung eines Rades eingesetzt werden, senden sie ein nicht-kodiertes, niederfrequentes, sinusförmiges Signal aus. So wird dieses Signal, selbst wenn es von der Vorrichtung zur Fern-Ver-/Entriegelung empfangen wird, nicht verstanden und nicht zu einem unbeabsichtigten Öffnen des Fahrzeuges führen. Dagegen wird dieses nicht-kodierte Signal vom Transponder der im Aktionsradius dieser Antenne angeordneten Radeinheiten (in diesem Fall die Hinterräder) empfangen. Vorteilhafterweise können durch die Nutzung der Antennen der hinteren Türen nur die Radeinheiten das Signal empfangen, die sich auf der Hinterachse E₂ befinden. Die Radeinheiten, die sich auf der Vorderachse E₁ des Fahrzeugs befinden, sind zu weit entfernt (Reichweite auf 1 m begrenzt) und empfangen dieses niederfrequente Signal nicht.
Man wird feststellen, dass selbst wenn die Antennen 14 der Vorderräder des Fahrzeugs gleichzeitig mit den hinteren Antennen ein niederfrequentes Signal senden, nur die Hinterräder dieses Signal empfangen. Tatsächlich ist die gewöhnliche Konfiguration eines Fahrzeugs im Allgemeinen so, dass die Antennen der Türgriffe der Vorderräder näher an den Hinterrädern als an den Vorderrädern liegen.
Wenn die Radeinheiten der Hinterachse dieses niederfrequente Signal erhalten, werden sie aktiviert (Transponder) und senden ihre Daten und ihren Identifizierungscode an die Zentraleinheit. So erhält die Zentraleinheit 11 zwei Identifizierungscodes. Da die Zentraleinheit 11 die Sendung der niederfrequenten Signale über die Antennen der hinteren Türen selbst ausgelöst hat, ordnet sie die Identifizierungs codes unverzüglich den Hinterrädern des Fahrzeugs zu. Durch Ableiten ordnet die Zentraleinheit die anderen Identifizierungscodes, die sie empfängt, den Vorderrädern des Fahrzeugs zu.
Aus Sicherheitsgründen wird abgewartet, bis die Zentraleinheit mehrmals nacheinander die gleichen Identifizierungscodes den gleichen Rädern zugeordnet hat, bevor davon ausgegangen wird, dass die Identifizierung zuverlässig und eindeutig ist. Während der restlichen Fahrt des Fahrzeugs wird die Identifizierung der Position der Räder nicht mehr durchgeführt.
Man wird feststellen, das erfindungsgemäß die Zuordnung eines Identifizierungscodes der Radeinheit zu einer Position am Fahrzeug mithilfe von Antennen erfolgt, die bereits am Fahrzeug vorhanden sind (für einen ganz anderen Zweck). Der besondere Vorteil dieser Erfindung liegt im Wesentlichen in der Tatsache, dass diese Zuordnung (Identifizierungscode/Position) erfolgt, ohne dass am Fahrzeug ein zusätzliches Element hinzugefügt wird. Außerdem ist diese Zuordnung schnell, zuverlässig und kostengünstig.
Alternativ (2) ist es möglich, wenn das Fahrzeug noch nicht mit Antennen an den Türen ausgestattet ist, spezielle Antennen 14' in der Nähe der Räder der gleichen Achse zu platzieren (beispielsweise Vorderachse E₁, wie in 2 dargestellt). In diesem Fall handelt es sich bei den Rädern, die ihren Identifizierungscode nach der Aktivierung der Antennen 14' senden, um die Vorderräder. Die Zentraleinheit ordnet die beiden anderen Identifizierungscodes den Hinterrädern zu.
Natürlich ist es durch Nutzung eines Verfahrens zur Ortung der rechten und linken Räder (hier nicht beschrieben) auch möglich, die Räder eines Fahrzeugs und ihre entsprechenden Identifizierungscodes vollständig unabhängig voneinander zu erfassen.
Alternativ (nicht dargestellt) ist es möglich, drei (spezielle oder nicht spezielle) Sendevorrichtungen einzusetzen, um ein Antwortsignal jeder Radeinheit einzeln auszulösen. Die Zentraleinheit, die die Antennen der Räder nacheinander aktiviert, empfängt nacheinander die Antworten der Radeinheiten. Auf diese Weise ist die Zentraleinheit in der Lage, einen Identifizierungscode einer bestimmten Position eines Rades am Fahrzeug zuzuordnen. Die vierte Position wird abgeleitet. Wenn dieses Verfahren mehrmals durchgeführt wurde und die Ergebnisse gleichbleibend sind, betrachtet die Zentraleinheit die Identifizierung der Codes als gesichert.
Das erfindungsgemäße Ortungsverfahren umfasst folgende Schritte:

– Senden von hochfrequenten Signalen durch die Radeinheit 12a bis 12d, wobei die Signale mindestens den Druck des Rades 15, an dem die Radeinheit montiert ist, sowie einen Code, der dieses Rad identifiziert, anzeigen,
– Empfangen der hochfrequenten Signale, die von der Radeinheit 12a bis 12d ausgesendet werden, durch die Zentraleinheit 11,

– Senden eines niederfrequenten Signals durch mindestens eine Sendevorrichtung 14, 14', die am Fahrzeug gemäß einer festgelegten Position so angebracht ist, dass sie die in der Nähe platzierten Radeinheiten aktiviert,
– Empfangen dieses niederfrequenten Signals durch die Radeinheiten 12a bis 12d und im Gegenzug Senden eines hochfrequenten Signals durch die aktivierten Räder, wobei das Signal mindestens den Code beinhalten muss, der die aktivierten Räder identifiziert, und
– Empfangen des hochfrequenten Signals durch die Zentraleinheit und Zuordnen des Codes, der die aktivierten Radeinheiten identifiziert, zur Position der Sendevorrichtung/en. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es ist daher möglich, die Position der Räder, die sich an einer Seite des Fahrzeugs befinden, zu bestimmen, indem die Antennen 14, 14' nur auf dieser Seite platziert werden.

Claims

Verfahren zur automatischen Ortung (15) der Räder eines Fahrzeugs (13); wobei das Fahrzeug für jedes der Räder dieses Fahrzeugs mit einer diesem Rad zugeordneten Radeinheit (12a bis 12d) und einer zentralen Rechnereinheit (11), die im Fahrzeug untergebracht ist, ausgestattet ist, und das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Senden von hochfrequenten Signalen durch die Radeinheit (12a bis 12d), wobei die Signale mindestens den Druck des Rades, an dem die Radeinheit montiert ist, sowie einen Code, der dieses Rad identifiziert, anzeigen, – Empfangen der hochfrequenten Signale, die von der Radeinheit ausgesendet werden, durch die Zentraleinheit, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgende Schritte umfasst: – Senden eines nicht-kodierten Signals durch mindestens eine Sendevorrichtung, die mit Antennen (14) versehen ist, die in den Türen des Fahrzeugs untergebracht sind und darüber hinaus für eine ferngesteuerte Vorrichtung für den Zutritt zum Fahrzeug genutzt werden, wobei die Sendevorrichtung am Fahrzeug in der Nähe der Räder an einer vorher festgelegten Position so angebracht ist, dass die Radeinheiten, die in der Nähe platziert sind, aktiviert werden, – Empfangen dieser niederfrequenten nicht-kodierten Signale durch die Radeinheiten und im Gegenzug Senden eines hochfrequenten Signals durch die aktivierten Räder, wobei das Signal mindestens den Code beinhalten muss, der die aktivierten Räder identifiziert, und – Empfangen des hochfrequenten Signals durch die Zentraleinheit (11) und Zuordnen des Codes, der die aktivierten Radeinheiten identifiziert, zur Position der Sendevorrichtung(en).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendevorrichtung auch spezielle Antennen (14') umfasst, die sich in der Nähe der Räder des Fahrzeugs befinden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendevorrichtung spezielle Antennen (14') umfasst, die sich in der Nähe der Räder der gleichen Achse befinden.
Ortungsvorrichtung, bei der das Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche umgesetzt wird, wobei die Ortungsvorrichtung eine zentrale Rechnereinheit (11), die im Fahrzeug untergebracht ist, für jedes der Räder dieses Fahrzeugs eine diesem Rad (15) zugeordnete Radeinheit (12a bis 12d) und mindestens eine Sendevorrichtung (14, 14') umfasst, wobei die Sendevorrichtung so ausge legt ist, dass sie ein niederfrequentes Signal aussendet, die Ortungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sendevorrichtung eine Antenne (14) ist, die in den Türen eines Fahrzeugs untergebracht ist, die Antennen ebenfalls so ausgelegt sind, dass sie mit einer ferngesteuerten Vorrichtung für den Zutritt zum Fahrzeug kommunizieren können.