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Title:
METHOD FOR DETERMINING DETECTION THRESHOLDS DEPENDENT ON TYRE PROPERTIES FOR THE IMPROVED DETECTION OF A LOSS OF TYRE PRESSURE IN AN INDIRECTLY MEASURING TYRE PRESSURE MONITORING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/049342
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining detection thresholds dependent on tyre properties for the improved detection of a loss of tyre pressure in an indirectly measuring tyre pressure monitoring system. Said method comprises the following steps: rotational speed signals (n) of the vehicle wheels are detected; at least one directly measured tyre pressure value (P) is detected; at least one reference value (DIAG) is determined according to the detected wheel rotational speed signals (n) at a pre-determined nominal tyre pressure (Psoll); at least one factor (k) describing the properties of at least one vehicle tyre is determined from wheel rotational speed variations (&Dgr n) during a tyre pressure variation (&Dgr P); and at least one detection threshold (S) dependent on tyre properties is determined, for the improved detection of a loss in tyre pressure, from the determined factor (k), from a defined critical loss of tyre pressure (&Dgr Pkrit) describing a tyre pressure value which, when it is not reached or is exceeded, causes a tyre pressure loss warning to be emitted to the driver of the vehicle, and from a pre-determined nominal tyre pressure (Psoll). The invention also relates to a computer program product.

Inventors:
KOUKES VLADIMIR (DE)
KOEBE ANDREAS (DE)
STOELZL STEFAN (DE)
GRIESSER MARTIN (DE)
SAEGER PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/052987
Publication Date:
June 02, 2005
Filing Date:
November 17, 2004
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
KOUKES VLADIMIR (DE)
KOEBE ANDREAS (DE)
STOELZL STEFAN (DE)
GRIESSER MARTIN (DE)
SAEGER PETER (DE)
International Classes:
B60C23/04; B60C23/06; (IPC1-7): B60C23/06
Foreign References:
EP1044829A22000-10-18
DE10060392A12002-06-20
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Frankfurt am Main, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Bestimmung reifeneigenschaftsabhängiger Erkennungsschwellen zur verbesserten Erkennung eines Reifenluftdruckverlustes in einem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem, gekennzeichnet durch die Schritte : Erfassen von Raddrehzahlsignalen (n) der Fahrzeugräder, Erfassen von mindestens einem direkt gemessenen Reifen luftdruck (P), Einlernen von mindestens einem Referenzwert in Abhän gigkeit der erfassten Raddrehzahlsignale (n) bei einem vorgegebenen Sollreifenluftdruck (P50S Ermitteln von mindestens einem Beiwert (k), welcher die Reifeneigenschaften mindestens eines Fahrzeugreifens beschreibt, aus Raddrehzahländerungen (An) bei einer Reifenluftdruckänderung (AP), und Bestimmen mindestens einer reifeneigenschaftsabhängigen Erkennungsschwelle (S) zur verbesserten Erkennung eines Reifenluftdruckverlustes aus dem ermittelten Beiwert (k), einem festgelegten kritischen Reifenluftdruckver lust (APkrit), welcher einen Reifenluftdruckwert be schreibt bei dessen Unterbzw. Überschreitung eine Warnung hinsichtlich eines Reifenluftdruckverlustes an den Fahrzeugführer ausgegeben werden soll, und einem vorgegebenen Sollreifenluftdruck (soll).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlernen des mindestens einen Referenzwerts erst nach Betätigung einer Auslöseeinrichtung, welche das Be füllen der Fahrzeugreifen mit dem vorgegebenen Sollrei fenluftdruck (Psoll) anzeigt, durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der direkt gemessene Reifenluftdruck (P) mittels Druck module, welche in oder an dem Reifen bzw. dem Rad ange ordnet sind, erfasst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Referenzwert gemäß mindestens einer der Formeln DIAGnvr'+ n1, oder nVR + n} z SIDE = nv. + n"L1, oder nVR + nHR AXLEnT'L + n _ n HL+ nHR aus den Raddrehzahlen (nVL, nHL, nvR, nHR) der einzelnen Räder (VL, HL, VR, HR) bei einem definierten Sollreifen luftdruck (Psoll) bestimmt wird.
5. Computerprogrammprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Algorithmus definiert, welcher ein Verfah ren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 um fasst.
Description:
Verfahren zur Bestimmung reifeneigenschaftsabhängiger Er- kennungsschwellen zur verbesserten Erkennung eines Reifen- luftdruckverlustes in einem indirekt messenden Reifendruck- überwachungssystem Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß An- spruch 5.

Eine zuverlässige Überwachung des Reifenluftdrucks ist für die Sicherheit des Fahrzeuges von großer Bedeutung. Es e- xistieren verschiedene Ansätze, wie die Reifendrucküberwa- chungssysteme realisiert werden können. Die ersten basieren auf einer direkten Druckmessung im Reifen (TPMS). Solche, z. B. aus der DE 199 38 431 C2 bekannten, direkt messenden Reifendrucküberwachungssysteme (TPMS) überwachen den Rei.- fenluftdruck an allen Rädern mittels in oder an den Fahr- zeugrädern bzw. Reifen angebrachten Druckmodulen. Hierbei messen die Druckmodule den jeweiligen Reifenluftdruck oder einen dem Reifenluftdruck proportionalen Wert. Üblicherwei- se werden die von den Druckmodulen gemessenen Reifenluft- drücke von mit den Druckmodulen verbundenen Sendern an ei- nen oder mehrere am Fahrzeug angeordnete Empfänger mit ei- ner nachgeschalteten Auswerteeinheit gesendet. Durch diese direkte Messung ist das System (TPMS) unabhängig von den Reifeneigenschaften (Reifendurchmesser, Reifenbreite, Som- mer-/Winterreifen, etc. ). Das direkt messende Reifendruck- überwachungssystem (TPMS) kann einen Reifenluftdruckverlust daher mit einer hohen Genauigkeit bzw. engen Erkennüngs- schwellen erkennen. Nachteilig an diesem System (TPMS) ist, dass zusätzliche Einrichtungen wie z. B. Druckmodule, Sen- de-und Empfangseinrichtungen, Auswerteeinheit, etc. benö- tigt werden, wodurch dieses System (TPMS) teuer und, auf- grund der Vielzahl der zusätzlichen Einrichtungen, fehler- anfällig ist.

Ein weiteres, auf einer indirekten Druckmessung basierendes System, beispielsweise in DE 100 58 140 AI beschrieben, wertet zur Erkennung eines Druckverlustes die Raddrehzahlen oder den Raddrehzahlen proportionale Größen der einzelnen Räder aus. Solche indirekt messenden Reifendrucksysteme sind billig und zuverlässig, da sie meist die bereits in den Fahrzeugen vorhandenen Raddrehzahlsensoren eines Anti- Blockier-Systems (ABS) zur Ermittlung der Raddrehzahlen be- nutzen. Nachteilig an diesem System ist, dass die Raddreh- zahlen stark von den Reifeneigenschaften abhängig sind. Um auch bei unterschiedlichen Reifen, z. B. beim Wechsel von üblicherweise breiten Sommerreifen auf schmalere Winterrei- fen, keine den Fahrzeugführer irritierenden Fehlwarnungen zu erzeugen, werden die Erkennungsschwellen hinsichtlich eines Reifenluftdruckverlustes weiter gewählt. Hierdurch wird dem Fahrzeugführer ein Reifenluftdruckverlust aller- dings erst relativ spät angezeigt.

Ferner sind z. B. aus DE 100 60 392 A1 auch kombinierte Systeme bekannt, welche sowohl ein direkt messendes Reifen- drucküberwachungssystem als auch ein indirekt messendes Reifendrucküberwachungssystem aufweisen. In solchen kombi- nierten Systemen wird beispielsweise das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem dazu benutzt, um die Druckmo- dule in den Rädern einer Einbauposition, z. B. Druckmodul "1"befindet sich an der Einbauposition Rad vorne links" ; Druckmodul"2"befindet sich an der Einbauposition Rad hinten rechts", etc., zuzuweisen.

Aufgabe der Erfindung ist, es ein Verfahren bereitzustel- len, welches das indirekt messende Reifendrucküberwachungs- system in einem kombinierten System dahingehen verbessert, dass eine Anpassung der Erkennungsschwellen abhängig von den Reifeneigenschaften erfolgt, wodurch dem Fahrzeugführer ein Reifenluftdruckverlust frühzeitig angezeigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Normalerweise ist die Gummimischung von Sommerreifen härter als die Gummimischung von Winterreifen, d. h., dass Sommer- reifen eine höhere Steifigkeit der Gummimischung aufweisen als Winterreifen. Aus diesem Grund zeigen Sommerreifen grö- ßere Änderungen des Reifenabrollumfangs bei einer Druckän- derung als Winterreifen. Bei sogenannten Breitreifen ist ebenfalls die Änderung des Reifenabrollumfangs bei einer Druckänderung größer als bei schmalen Reifen.

Erfindungsgemäß werden unter dem Begriff"Raddrehzahlsig- nal"sowohl die Raddrehzahl an sich, als auch von der Rad- drehzahl abhängige Größen, wie beispielsweise die Radge- schwindigkeit oder der Abrollumfang des Rades, verstanden.

Ferner soll unter dem Begriff"Raddrehzahlsignal"auch eine Zeit verstanden werden, welche benötigt wird, um einen be- stimmten Weg, beispielsweise ein Weg, welcher ein oder meh- reren Radumdrehungen entspricht, zurückzulegen. Dieser Weg kann auch von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig sein, indem bei unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten un- terschiedliche Zeiten für identische oder verschiedene Wege als Grundlage für die Berechnung verwendet werden. Bei- spielsweise wird bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 50 km/h die Zeit gemessen, welche für zwei Radumdrehungen be- nötigt wird, während bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h die Zeit gemessen wird, welche für fünf Radumdre- hungen benötigt wird.

Unter dem Begriff"Beiwert k"soll erfindungsgemäß ein Wert verstanden werden, welcher die Reifeneigenschaften, wie z.

B. Reifendurchmesser, Reifenbreite, Sommer-/Winterreifen, etc., eines oder mehrerer Fahrzeugreifen beschreibt. Der Beiwert kVL steht hierbei für die Reifeigenschaften des Ra- des vorne links, der Beiwert kvR für die Reifeneigenschaf- ten des Rades vorne rechts, der Beiwert kHL für die Reifen- eigenschaften des Rades hinten links und der Beiwert kHR für die Reifeneigenschaften des Rades hinten rechts.

Vorzugsweise wird der Beiwert k aus der Raddrehzahl n, ins- besondere der relativen Raddrehzahländerung An/n, und dem direkt gemessenen Reifenluftdruck P, insbesondere der rela- tiven Reifendruckänderung AP/Psml, bestimmt.

Ganz besonders bevorzugt erfolgt die Bestimmung des Beiwer- tes k durch eine lineare Funktion, in welcher im wesentli- chen die relative Raddrehzahländerung An/n gleich dem Pro- dukt aus dem Beiwert k und der relativen Reifendruckände- rung AP/Psoll ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Einstellung des Sollreifenluftdrucks Psoii durch den Fahrzeugführer.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens wird mittels des direkt messenden Reifendrucküberwachungssystems (TPMS) überprüft, ob der Sollreifenluftdruck Psoll eingestellt ist.

Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Verfahren durch das manuelle Betätigen, bevorzugt durch den Fahrzeug- führer, einer Auslöseeinrichtung gestartet. Bevorzugt han- delt es sich bei der Auslöseeinrichtung um einen Schalter oder Taster.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfin- dung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.

Bei dem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem werden Informationen über die Radgeschwindigkeiten bzw. die Abrollumfänge der Räder durch Auswertung von Raddrehzahl- sensoren ermittelt. Diese Raddrehzahlsensoren sind in vie- len modernen Fahrzeugen bereits verbaut um z. B. Raddreh- zahlinformationen für ein Anti-Blockier-System (ABS) be- reitzustellen. Die Änderung des Radabrollumfangs hängt hierbei von dem Reifenluftdruck und von den Reifeneigen- schaften (Reifendruchmesser, Reifenbreite, Gummigemischei- genschaften, Karkassensteifigkeit etc. ) ab. Durch die Be- trachtung und Auswertung der Abrollumfänge der Räder werden Kriterien für einen Reifenluftdruckverlust festgelegt.

Hierzu sind u. a. Erkennungsschwellen notwendig bei deren Über-bzw. Unterschreitung auf einen Reifenluftdruckverlust erkannt wird. Die Erkennungsschwellen sind hierbei abhängig von den Reifeneigenschaften bzw. dem auf den Rädern mon- tierten Reifentyp. Die Erkennungsschwellen und die Empfind- lichkeit des indirekt messenden Reifendrucküberwachungssys- tems werden so angepasst, dass einerseits ein Reifenluft- druckverlust in allen für das Fahrzeug zugelassenen Reifen- typen erkannt wird, und anderseits keine Fehlwarnungen ge- geben werden. Diese Anpassung erfolgt durch Auswertung der Messergebnisse eines oder mehrerer Druckmodule des direkt messende Reifendrucküberwachungssystems (TPMS).

Das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem ba- siert, wie oben gesagt, auf Raddrehzahlsensoren. Diese Rad- drehzahlsensoren sind fest einem Rad (Rad vorne links, Rad vorne rechts, Rad hinten links, Rad hinten rechts) zugeord- net. Hierdurch ist bekannt, von welchem Rad die betreffende Drehzahlinformation (z. B. nvL : Drehzahl des Rades vorne links) stammt. Weiterhin sind bereits Verfahren bekannt (z.

B. aus DE 100 60 392 Al), um auch die in oder an den Rädern angebrachten Druckmodule des direkt messenden Reifendruck- überwachungssystems (TPMS) zu lokalisieren. Durch diese be- kannten Verfahren können direkt gemessene Reifenluftdrücke einem Rad zugeordnet werden (z. B. PVL : Reifenluftdruck des Rades vorne links).

Bei dem beispielgemäßen Verfahren werden die folgenden Schritte durchgeführt : 1. Erfassen von Raddrehzahlsignalen n der Fahrzeugräder, 2. Erfassen von direkt gemessenen Reifenluftdrücken P, 3. Einlernen mindestens eines Referenzwerts in Abhängig- keit der erfassten Raddrehzahlsignale n bei einem vor- gegebenen Sollreifenluftdruck Psoiif 4. Ermitteln eines Beiwerts k, welcher die Reifeneigen- schaften der Fahrzeugreifen beschreibt, aus Raddreh- zahländerungen An bei einer Reifenluftdruckänderung AP, und 5. Bestimmen einer reifeneigenschaftsabhängigen Erken- nungsschwelle S zur verbesserten Erkennung eines Rei- fenluftdruckverlustes aus dem ermittelten Beiwert k, einem festgelegten kritischen Reifenluftdruckverlust APkritt welcher einen Reifenluftdruckwert beschreibt bei dessen Unter-bzw. Überschreitung eine Warnung hinsichtlich eines Reifenluftdruckverlustes an den Fahrzeugführer ausgegeben werden soll, und einem vor- gegebenen Sollreifenluftdruck Psoll.

Zur Durchführung des beispielgemäßen Verfahrens ist es not- wendig, dass alle Reifen des Fahrzeugs den vorgeschriebenen Sollreifenluftdruck, z. B. 2,0 bar, aufweisen. Hierzu wird beispielsweise jeder Reifen manuell, z. B. durch den Fahr- zeugführer, auf den vom Fahrzeughersteller vorgeschriebenen Sollreifenluftdruck gebracht (z. B. Pso11vL = PsoiivR = PSO11EL = PsollHR = 2,0 bar). Alternativ kann auch der vorliegende Rei- fenluftdruck von dem direkt messenden Reifendrucküberwa- chungssystem (TPMS) dahingehend überprüft werden, ob der vorliegende Reifenluftdruck dem Sollreifenluftdruck ent- spricht. Anschließend wird das beispielgemäße Verfahren z.

B. durch die Betätigung eines Resettasters gestartet. In der sogenannten Einlernphase werden die Referenzwerte, z.

B. DIAG, SIDE, AXLE des indirekt messenden Reifendrucküber- wachungssystems aus den Raddrehzahlen n eingelernt und ab- gespeichert. Q-"+"m,"H. +m""""Jm !/ix nVR +n. nvR + n" SIDE = n +n, -1 _ n, +n-fz-n, nPR +nm nv, + n" AXLE= +jt"-. 1-' +n, -n, -ra n, +n" n +n, nVL, nvR, nHL, nHR sind die Raddrehzahlen der Räder"Vorne <BR> <BR> Links", Vorne Rechts", Hinten Links"und"Hinten Rechts" bei einem Sollreifenluftdruck Poll- Nach Abschluss der Einlernphase werden die Änderungen min- destens eines Referenzwerts, z. B. ADIAG bezüglich des eingelernten Wertes ermittelt, z. B. : Hierbei hängen die einzelnen Raddrehzahländerungen An im wesentlichen von der Reifenluftdruckänderungen AP der zu- gehörigen Räder ab.

Die Raddrehzahländerungen An sind klein und in einer ers- ten Näherung den Druckänderungen AP proportional : #P / Psoll = (Pist-Psoll) /Psoll, (z. B. #PVL /PsollVL = (PistVL- PsomvV)/PsomvL ; mit PistvL : gemessener Istreifenluftdruck vom Rad vorne links ; Psomvz : beim Lernen eingestellter Sollrei- fenluftdruck vom Rad vorne links). Die Änderung des Refe- renzwertes (z. B. ADIAG) ist eine lineare Kombination der Druckänderungen, z. B. : Nach N Reifendruckänderungen sind im System N Referenzwer- te, hier ADIAG-Werte, und N AP/Psom-Werte vorhanden. Auf der Basis der Regressionsmethode (Methode der kleinsten Quadrate) werden die Beiwerte kVL, kVR, kHL, kHR kalkuliert.

Je größer N ist, desto genauer werden die Beiwerte kVL, kvR, kHL, kHR kalkuliert, deswegen werden die Beiwerte kVL, kvR, kHL, kHR nach jeder neuen Reifenluftdruckänderung neu be- rechnet. Wenn die Beiwerte kvL, kvR, kHL, kHR für jedes Rad separat ermittelt wurden, werden die Erkennungsschwellen S für das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem ab- hängig von den Beiwerten kVL, kyp, kHL, kHR für jedes Rad be- stimmt. Hierzu wird ein kritischer Reifenluftdruckverlust APkrit z. B. APkrit=0r5 bar, oder z. B. APkrit/Psoll = 25 tr definiert, bei dessen Überschreitung eine Warnung an den Fahrzeugführer gegeben werden soll. In diesem Beispiel wur- de von einem Sollreifenluftdruck von Psoii = 2, 0 bar ausge- gangen, und es soll somit bei Unterschreitung eines Istrei- fenluftdrucks von Pi. t = Psoll-APkrit = 2, 0 bar-0,5 bar = 1, 5 bar eine Warnung ausgegeben werden. Unter Berücksichti- gung der Gleichung (4) ergibt sich somit zumindest ein kri- tischer Referenzwert, hier (ADIAGkrit) xy, für das Rad"xy" von : Da bei Überschreitung des kritischen Referenzwerts, hier ADIAGkrit, der Fahrzeugführer gewarnt werden soll, folgt somit für die Erkennungsschwelle S für das Rad "xy": Wenn alle Räder gleiche oder fast gleiche Eigenschaften aufweisen, kann das Annäherungsverhältnis benutzt werden : K # kVL # KVR # KHR # KHL (7) Wenn die Räder unterschiedliche Beiwerte aufweisen, so wird ein aus den unterschiedlichen Beiwerten gemittelter Beiwert für die weiteren Berechnungen verwendet. Aus den Gleichungen (6) und (7) lässt sich somit die Erken- nungsschwelle S des indirekt messenden Reifendrucküberwa- chungssystems unter Berücksichtigung der Reifeneigenschaf- ten (dargestellt durch den Beiwert k) bestimmen : Bei manchen Fahrzeugtypen besteht auch die Möglichkeit, dass der Reifentyp (z. B. Sommer-, Winter-, oder Ganzjah- resreifen) und die Reifendimensionen (z. B. Breite, Höhe, Felgendurchmesser) über eine spezielle Funktion einer Mul- tifunktionsanzeige oder in der Werkstatt z. B. über die Fahrzeugsdiagnose eingegeben werden können. Diese Informa- tionen (Reifentyp, Reifendimensionen) können dem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem übermittelt werden.

Aufgrund dieser Informationen passt das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem die Erkennungsschwellen hin- sichtlich eines Reifendruckverlusts im Hinblick auf den vorliegenden Reifentyp und die Reifendimensionen an.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Informationen über den Reifentyp und die Dimensionen von einer eingebau- ten Einheit im Reifen, z. B. von einem magnetischen Barco- deträger oder von einer Sendeeinheit, z. B. einem Transpon- der, auszulesen.

Die Erkennungsschwellen und andere Parameter von Reifen- druckkontrollsystemen können abhängig von den übermittelten Reifenparametern kalkuliert werden. Beispielsweise wird die Erkennungsschwelle S nach folgender Gleichung bestimmt : S = So-A-B (9) mit So : Normalerkennungsschwelle, welche eine Erkennungsschwel- le für einen festgelegten Reifentyp mit festgelegten Dimen- sionen beschreibt, A : eine Funktion des Reifentyps (Winterreifen, Sommerrei- fen, Ganzjahresreifen u. s. w. ), B : eine Funktion der Reifen- dimensionen (z. B. Breite).

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Datenbank der Reifen und der zugehörigen Parameter des Reifendrucküberwa- chungssystems in einem Fahrzeugsteuergerät, beispielsweise in der elektronischen Bremsensteuereinheit (ECU), abzuspei- chern.




 
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