Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR INDIRECT TYRE PRESSURE MONITORING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/072995
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for indirect tyre pressure monitoring, comprising the following steps: learning of test variables (DIAG, SIDE, AXLE) describing the rotational movement of the wheels, the rolling circumference differences (&Dgr DIAG, &Dgr SIDE, &Dgr AXLE) are determined from actually determined test variables and the learnt test variables, at least one torsion natural frequency fp for at least one tyre from the oscillation behaviour of the individual tyres is learnt, at least one displacement of the torsion natural frequency ? fp from at least one actually determined torsion natural frequency and from the at least one learnt torsion natural frequency is determined, and the roll circumference differences (&Dgr DIAG, &Dgr SIDE, &Dgr AXLE) are combined with the at least one displacement of the torsion natural frequency fp in a common warning strategy in order to recognise and indicate a loss in tyre air pressure. The invention further relates to a computer program product corresponding to the above-mentioned method.

Inventors:
KOEBE ANDREAS (DE)
EDLING FRANK (DE)
GRIESSER MARTIN (DE)
KOUKES VLADIMIR (DE)
GOOTJES LENNERT (DE)
HOFMANN MAIK (DE)
KOHN JOACHIM (DE)
RUNGE INES (DE)
CUNZ JOERG (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/050450
Publication Date:
August 11, 2005
Filing Date:
February 02, 2005
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
CONTINENTAL AG (DE)
KOEBE ANDREAS (DE)
EDLING FRANK (DE)
GRIESSER MARTIN (DE)
KOUKES VLADIMIR (DE)
GOOTJES LENNERT (DE)
HOFMANN MAIK (DE)
KOHN JOACHIM (DE)
RUNGE INES (DE)
CUNZ JOERG (DE)
International Classes:
B60C23/06; (IPC1-7): B60C23/06
Domestic Patent References:
WO2001087647A12001-11-22
Foreign References:
EP0832768A21998-04-01
EP0925960A21999-06-30
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Frankfurt am Main, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur indirekten Reifendrucküberwachung, gekennzeich net durch die Schritte : Einlernen von Prüfgrößen (DIAG, SIDE, AXLE), welche die Rad drehbewegungen der Räder beschreiben, Bestimmen von Abrollumfangsdifferenzen (ADIAG, ASIDE, AAXLE) aus aktuell ermittelten Prüfgrößen und den eingelern ten Prüfgrößen, Einlernen mindestens einer Torsionseigenfrequenz fp für min destens einen Reifen aus dem Schwingungsverhalten der einzel nen Reifen, Bestimmen mindestens einer Verschiebung der Torsionseigenfre quenz Afp aus mindestens einer aktuell ermittelten Torsions eigenfrequenz und aus der mindestens einen eingelernten Tor sionseigenfrequenz, und Verknüpfen der Abrollumfangsdifferenzen (ADIAG, ASIDE, AAXLE) mit der mindestens einen Verschiebung der Torsionsei genfrequenz fp in einer gemeinsamen Warnstrategie zur Erken nung und Bewarnung eines Reifenluftdruckverlusts.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlernen erst nach einem automatisch oder manuell erzeugtem Signal (Reset) gestartet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlernen während des Aufwärmens und/oder des Abkühlens der Reifen durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlernen in mehreren verschiedenen Geschwindig keitsund/oder Radmomentenund/oder Querbeschleunigungsin tervallen durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu nächst nur die ungefähre Lage der Torsionseigenfrequenz fp in einem großen Frequenzbereich, insbesondere im Frequenzbereich von etwa 20 Hz bis etwa 60 Hz, mit einer groben Frequenzauf lösung, insbesondere mit einer Frequenzauflösung von etwa 1 Hz, bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an schließend um die ungefähre Lage der Torsionseigenfrequenz fp ein Bereich definiert wird, in welchem die genaue Lage der Torsionseigenfrequenz fp mit einer feinen Frequenzauflösung, insbesondere mit einer Frequenzauflösung von etwa 0,5 Hz, be stimmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vollständige Aufwärmen und/oder Abkühlen der Reifen aus einer einheitlichen Erhöhung bzw. Verringerung der Torsionseigen frequenzen fp aller Reifen auf einen nahezu konstanten Endwert erkannt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Außenbzw. Umgebungstemperatur im Hinblick auf das Aufwärmen/Abkühlen der Reifen ausgewertet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regensensor im Hinblick auf das Aufwärmen/Abkühlen der Rei fen ausgewertet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die Länge einer Fahrzeugstandzeit Informationen über den Zu stand (kalt oder warm) der Reifen gewonnen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnung hinsichtlich eines Reifenluftdruckverlusts ausgegeben wird, wenn zumindest eine Abrollumfangsdifferenz (ADIAG, ASIDE, AAXLE) oder mindestens eine Verschiebung der Torsi onseigenfrequenz Afp eine zuvor festgelegte grobe Schwelle überschreitet.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnung hinsichtlich eines Reifenluftdruckverlusts ausgegeben wird, wenn die Verschiebungen der Torsionseigenfrequenzen Afp aller Räder eine zuvor festgelegte feine Schwelle überschrei ten.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnung hinsichtlich eines Reifenluftdruckverlusts ausgegeben wird, wenn sowohl mindestens eine Abrollumfangsdifferenz (ADIAG, ASIDE, AAXLE), als auch mindestens eine Verschiebung der Torsionseigenfrequenz Afp zuvor festgelegte feine Schwel len überschreiten.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass nur dann eine Warnung hinsichtlich eines Reifenluftdruckverlusts ausgegeben wird, wenn die Korrelation zwischen den Abrollum fangsdifferenzen (ADIAG, ASIDE, AAXLE) und den Verschiebun gen der Torsionseigenfrequenz Afp einen vorgegebenen Grenz wert überschreitet, welcher mit ausreichender Wahrscheinlich keit auf einen Reifenluftdruckverlust hindeutet.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der gemeinsamen Warnstrategie die (Warn) Schwellen der Abrollum fangsdifferenzen (ADIAG, ASIDE, AAXLE) zur Warnung hinsicht lich eines Reifenluftdruckverlusts in Abhängigkeit von der Verschiebung der Torsionseigenfrequenz Afp angepasst werden.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der gemeinsamen Warnstrategie die (Warn) Schwellen der Abrollum fangsdifferenzen (ADIAG, ASIDE, AAXLE) zur Warnung hinsicht lich eines Reifenluftdruckverlusts in Abhängigkeit von der Verschiebung der Torsionseigenfrequenz Afp und der Korrelati on zwischen den Abrollumfangsdifferenzen (ADIAG, ASIDE, AAXLE) und den Verschiebungen der Torsionseigenfrequenz Afp angepasst werden.
17. Computerprogrammprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Algorithmus definiert, welcher ein Verfahren gemäß min destens einem der Ansprüche 1 bis 16 umfasst.
Description:
Verfahren zur indirekten Reifendrucküberwachung Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von An- spruch 1 und ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 17.

In modernen Kraftfahrzeugen finden vermehrt Systeme Anwendung, welche zu einem aktiven oder passiven Schutz der Insassen beitra- gen. Systeme zur Reifendrucküberwachung schützen die Fahrzeugin- sassen vor Fahrzeugschäden, welche beispielsweise auf einen abnor- malen Reifenluftdruck zurückzuführen sind. Durch einen abnormalen Reifenluftdruck kann sich beispielsweise der Reifenverschleiß und der Kraftstoffverbrauch erhöhen oder es kann zu einem Reifendefekt ("Reifenplatzer") kommen. Es sind bereits verschiedene Reifen- drucküberwachungssysteme bekannt, welche entweder auf Basis direkt messender Sensoren arbeiten oder durch Auswertung von Drehzahl- oder Schwingungseigenschaften der Fahrzeugräder einen abnormalen Reifendruck erkennen.

Aus der DE 100 58 140 AI ist ein sogenanntes indirekt messendes Reifendrucküberwachungssystem (DDS) bekannt, welches durch Auswer- tung der Raddrehbewegung einen Reifendruckverlust detektiert.

Aus der EP 0 578 826 Bl ist ein Reifendruckmesser bekannt, welcher auf Basis von Reifenschwingungen einen Druckverlust in einem Rei- fen ermittelt.

In der WO 01/87647 Al ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reifendrucküberwachung beschrieben, welche/s ein auf der Erfassung von Radradien basierendes Reifendrucküberwachungssystem und ein auf der Auswertung von Schwingungseigenschaften basierendes Rei- fendrucküberwachungssystem kombiniert.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reifendrucküberwa- chung bereitzustellen, welches ein bekanntes indirekt messendes Reifendrucküberwachungssystem durch Berücksichtigung der Torsions- eigenfrequenzen dahingehend verbessert, dass die sichere Erkennung eines abnormalen Reifenluftdrucks erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach An- spruch 1 gelöst.

Vorzugsweise werden die Prüfgrößen (DIAG, SIDE, AXLE) gleichzeitig bestimmt/eingelernt. Um Rechenleistung des verwendeten Prozes- sors/Mikrocomputers zu sparen werden in einer weiteren bevorzug- ten Ausführung die Prüfgrößen (DIAG, SIDE, AXLE) nacheinander bestimmt/eingelernt.

Die Bestimmung der Abrollumfangsdifferenzen (ADIAG, ASIDE, AAXLE) aus den aktuell ermittelten und den gelernten Prüfgrößen (DIAG, SIDE, AXLE) erfolgt vorzugsweise in identischen Geschwindigkeits-, und/oder Radmomenten-, und/oder Querbeschleunigungsintervallen.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Einlernen bei dem vorge- schriebenen Reifensolldruck erfolgt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfah- rens gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Ausführungsformen beschrieben.

Ausgehend von einem bekannten indirekt messenden Reifendrucküber- wachungssystem (DDS), welches beispielsweise in der DE 100 58 140 A1 beschrieben ist, werden zusätzlich die Schwingungseigenschaften des Reifens betrachtet. Die Erfindung nutzt den Effekt aus, dass sich die Schwingungseigenschaften des Reifens (z. B. die Torsions- eigenfrequenz) hauptsächlich aufgrund einer Veränderung des Rei- fenluftdrucks ändern.

Die Torsionseigenfrequenz fp des Reifens wird z. B. mit Hilfe einer Frequenzanalyse (z. B. Fourier-Transformation) der Raddrehzahlsig- nale und anschließender Bestimmung der Frequenz, für die z. B. ein Amplitudenmaximum im Frequenzspektrum vorliegt, ermittelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) gestartet, d. h. der Fahrer muss das System z. B. per Taster zurücksetzen (Reset), wenn die Reifendrücke angepasst wurden bzw. Reifen oder Räder gewechselt worden sind. Nach dem Reset erfolgt eine Lernphase, wobei es sich zur Steigerung der Genauigkeit empfiehlt, exakt denselben Zeitraum für das Lernen vorzusehen wie bereits bei dem bekannten indirekten Reifendrucküberwachungssystem (DDS).

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur indirekten Reifendrucküberwachung werden die druck- bedingten Änderungen des Abrollumfangs des indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystems (DDS) bestimmt, wobei eine Warnung hinsichtlich eines Reifendruckverlusts ausgegeben wird, wenn fest- gelegte (Warn-) Schwellen überschritten werden. Diese Schwellen werden abhängig von den druckbedingten Änderungen der Schwingungs- eigenschaften festgelegt.

Das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) ist hierbei so ausgelegt, dass es einen Reifendruckverlust an bis zu drei Radpositionen (Rad vorne links, Rad vorne rechts, Rad hinten links, Rad hinten rechts) erkennen kann. Hierzu werden drei Prüf- größen (DIAG, SIDE, AXLE) gleichzeitig oder nacheinander bestimmt, wobei in jede Prüfgröße (DIAG, SIDE, AXLE) Größen eingehen, welche die Raddrehbewegungen der Räder beschreiben, wie beispielsweise die Umdrehungszeiten einer Radumdrehung, der Abrollumfang, etc..

Die Prüfgrößen bestehen im wesentlichen aus einem Quotienten in dessen Zähler und Nenner jeweils die Summe zweier die Raddrehbewe- gungen beschreibender Größen stehen. In dem Zähler der Prüfgröße DIAG steht beispielsweise die Summe der Größen der Raddrehbewegung der zwei sich diagonal gegenüberliegenden Räder (z. B. Rad vorne links und Rad hinten rechts), wohingegen im Nenner die Summe der übrigen Größen der Raddrehbewegungen steht (z. B. Rad vorne rechts und Rad hinten links). Bei der Prüfgröße SIDE stehen im Zähler beispielsweise die Größen der Raddrehbewegungen einer Fahrzeugsei- te (z. B. Rad vorne rechts und Rad hinten rechts), wohingegen bei der Prüfgröße AXLE im Zähler die Größen der Raddrehbewegungen der Räder einer Achse (z. B. Rad vorne rechts und Rad vorne links) stehen. Die Nenner werden jeweils aus den übrigen Größen der Rad- drehbewegungen gebildet. Diese Prüfgrößen werden in verschiedenen Geschwindigkeits-, Radmomenten-und Querbeschleunigungs-oder Gierratenintervallen ermittelt. Weiterhin werden Abrollumfangsdif- ferenzen zur Druckverlustbewarnung (ADIAG, ASIDE, AAXLE) zwischen aktuellen und gelernten Werten bestimmt. Diese Abrollumfangsdiffe- renzen werden folglich auch in den Intervallen aus einem aktueller Wert und dem zum aktuellen Intervall gehörigen Lernwert bestimmt.

Verallgemeinert erfolgt die Bestimmung von Druckverlusten an einem oder mehreren Reifen mittels des indirekt messenden Reifendruck- überwachungssystems (DDS) unter Auswertung der Abrollumfangsdiffe- renzen ADIAG, ASIDE und 0 AXLE. In einer besonders einfachen Ausgestaltung wird hierbei folgende Bedingung ausgewertet : Maxl {) ADIAGj, jASIDEj, j AAXLE)} + (1) Max2 {##DIAG#, ##SIDE#, ##AXLE#} > 2*Seff wobei Maxl den größten Wert und Max2 den zweitgrößten Wert aus der Menge der Beträge der Differenzen der drei berücksichtigten Ab- rollumfangsdifferenzen {lADIAGg SIDEg AXLEl} darstellt. Seff bezeichnet hierbei die Schwelle für die Druckverlustwarnung. Diese Schwelle Seff wurde bisher bei dem indirekt messenden Reifendruck- system (DDS) nur fahrzeugspezifisch bzw. reifenspezifisch vorgege- ben. Diese Schwelle Seff wird, wie weiter unten beschrieben, durch die druckbedingten Änderungen der Schwingungseigenschaften festge- legt. Ist Bedingung (1) erfüllt, so wird eine Druckverlustwarnung ausgegeben, wobei die Druckverlustwarnung aufgrund der nicht idea- len Bedingungen (Rauschen bzw. allgemeine Störungen) im Fahrzeug erst ausgegeben wird, wenn eine statistische Absicherung, z. B. signifikante Überschreitung der Schwelle, Beobachtung über einen längeren Zeitraum oder andere, bekannte statistische Bewertungen, vorliegt.

Zur Berechnung der (Warn-) Schwelle Seff werden die Abrollumfangs- differenzen (ADIAG, ASIDE, AAXLE) so interpretiert, dass sich für die verschiedenen Reifen des Fahrzeugs die einzelnen Anteile an den Abrollumfangsänderungen AUi bestimmen lassen. Die Werte AUi beschreiben dabei, wie groß die einzelnen Abrollumfangsabweichun- gen an einem von drei Rädern i bezogen auf das vierte Rad j sind.

Da das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) Ab- weichungen der Räder untereinander bewertet, ist dieser Bezug auf ein viertes Rad erforderlich. Für das vierte Rad j gilt folglich AUj = 0. Der Zusammenhang lautet also : {AUi, i=1, 2, 3} = f (ADIAG, ASIDE, AAXLE) Welches Rad jwi die geringste Veränderung erfahren hat und damit zur Bezugsgröße wird, ist ebenfalls Ergebnis dieser Betrachtung, die unten näher erläutert wird. Die Werte AUi können einerseits direkt zur Druckverlustwarnung herangezogen werden, wofür gilt dass AUi die Warnschwelle für eine Abrollumfangsänderung Su über- schreiten muss und wobei dem Fahrer sogar die betroffene Position angezeigt werden kann. Andererseits können diese radspezifischen Abrollumfangsänderungen AUi in der Warnstrategie verwendet werden, um zusammen mit den per Frequenzanalyse beobachteten Veränderungen die Schwelle Seff für eine Druckverlustwarnung anzupassen.

Grundidee ist dabei, dass bei Vorliegen einer guten Korrelation zwischen beiden Verfahren (DDS und Frequenzanalyse), die Schwelle Seff entsprechend den Ergebnissen der Frequenzanalyse verändern, insbesondere absenken, zu können. Liegt dagegen eine schlechte Korrelation, also ein Widerspruch vor, darf die Schwelle nicht verändert, insbesondere reduziert, werden.

Zunächst wird die genaue Vorgehensweise zur Bestimmung der AUi- Werte näher erläutert. Dabei wird zuerst eine Hilfsgröße Ui einge- führt, welche die Abrollumfangsveränderung an einer Position i bezogen auf den gelernten Zustand beschreibt. Die gesuchte Größe AUi bezeichnet dagegen die Abrollumfangsveränderung Ui an der Position i bezogen auf die Abrollumfangsveränderung Uj an der Position mit der kleinsten Abrollumfangsveränderung j, es gilt also AUi = Ui-Uj. Zur Berechnung der Anteile der Abrollumfangsver- änderungen Ui, die auf die einzelne Radposition entfallen, wird folgende Linearkombination betrachtet : (ADIAG, ASIDE, AAXLE) T=E (Ui * Ri) mit i = 0... 3 (2) (wobei i = 0... 3 Rad vorne links, Rad vorne rechts, Rad hinten rechts, Rad hinten links bedeutet) und den Druckverlustvektoren Ri nach folgender Definition : R0 = {-1,-1,-1}T R1 = {1,1,-1}T R2 = (1, 1, _lIT R3 = {1,-1,1}T In dieser Definition ist durch die gewählten Vorzeichen der Vekto- ren berücksichtigt, dass nur Druckverluste und damit Abrollum- fangsverringerungen im Betrieb zu erwarten sind und diese Abroll- umfangsverringerungen als positive Ui definiert sind.

Das Gleichungssystem (2) umfasst drei Gleichungen mit den vier Unbekannten Ui und ist damit ohne zusätzliche Bedingung nicht lösbar. Setzt man zunächst voraus, dass die Radposition j mit dem niedrigsten Druckverlust bekannt ist, kann folgende Substitution erfolgen : #Ui = Ui - Uj mit Uj = Min ( {Ui}) Da die Position j unbekannt ist, muss dass Gleichungssystem vier- mal unter Variation von j mit j = 0... 3 gelöst werden. Aus der Menge der vier möglichen Lösungen Lj Lj = {AUi, i = 0... 3, i $ j} j j = 0... 3 ist nur die Lösung Lj korrekt, für die alle AUi positive Werte annehmen (wie per Definition festgelegt), d. h.

Lj = Lj_Lösung : AUi 2 0 für i = 0... 3, iWj Die korrekte Lösung Lj enthält also die einzelnen Anteile der Abrollumfangsänderungen, die in die Warnstrategie einfließen.

Das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) erkennt einen Reifendruckverlust daran, dass eine Grundwarnschwelle S überschritten wird. Diese Grundwarnschwelle S wird dem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem (DDS) beispielsweise in Abhängigkeit von fahrzeug-und/oder reifenspezifischen Gegebenhei- ten vorgegeben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird demgegen- über eine angepasste Schwelle Seff (siehe Gleichung (1)) verwendet, bei deren Überschreitung eine Druckverlustwarnung ausgegeben wird.

Die angepasste Schwelle Seff wird hierbei aus der Grundwarnschwelle S und einer Schwellenabsenkung AS bestimmt, wobei die Schwellenab- senkung AS von der Verschiebung der Torsionseigenfrequenz Afp und einem Korrelationswert K beeinflusst wird.

Seff= S * (1-AS (Afp, K)) (4) Die angepasste Schwelle Seff hängt also einerseits von der Güte der Korrelation zwischen den Ergebnissen für die Abrollumfangsänderun- gen und den Ergebnissen für die Frequenzanalyse ab. Andererseits legt die Höhe des durch die Frequenzanalyse bewerteten Druckver- lusts die Schwellenanpassung fest. Durch die Berücksichtigung der Verschiebung der Torsionseigenfrequenz Afp wird sichergestellt, dass die Anpassung, insbesondere die Absenkung, der Schwelle Seff proportional zu dem ermittelten Druckverlust der Frequenzanalyse erfolgt, größere Verschiebung der Torsionseigenfrequenz Afp führen also zu einer größeren Absenkung der angepassten Schwelle Seff.

Der Korrelationswert K beschreibt dabei die Korrelation zwischen den Ergebnissen für die Verschiebung der Torsionseigenfrequenz Afp und den Ergebnissen für die Abrollumfangsänderung AUi wie oben beschrieben. Diese Korrelation wird bevorzugt über alle Räder bestimmt, sie kann aber auch radindividuell bestimmt werden. Bei dem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem (DDS) werden, wie beschrieben, die Abweichungen von drei Rädern i im Verhältnis zum vierten Rad j berechnet. Zur Korrelation müssen folglich auch Unterschiede der Verschiebung der Torsionseigenfrequenz Afp eines jeden der drei Räder i bezogen auf dieses vierte Rad j betrachtet werden, d. h. Afp, i-Afp, j. Dieser Korrelationswert K dient zur Bewertung, ob beide Verfahren (DDS und Frequenzanalyse) dieselben Positionen für die Druckverluste und auch für die Höhe der Druckverluste gefunden haben. Bei guter Übereinstimmung wird dieser Korrelationswert K groß und bei Widersprüchen wird er klein bzw. zu Null, so dass dann keine Schwellenabsenkung vorgenommen wird. Wird das System so ausgelegt, dass eine gegenseitige Plausibilisierung von DDS und Frequenzanalyse erfolgt, so wird bei unzureichender Korrelation auch eine Druckverlustwarnung vollstän- dig verhindert.

Die Schwellenabsenkung AS wird wie folgt berechnet : AS (Afp, K) = K*maxl ({Afpi}) (5) mit i = Rad vorne links, Rad vorne rechts, Rad hinten links, Rad hinten rechts wobei maxl ( {A fp i}) den größten über die Frequenzanalyse festge- stellten Druckverlust bezeichnet. Zur Berechnung von K werden AU und (Afp, i-Afp j) so auf eine individuelle Schwelle normiert, dass ein Wert von 100 % einer Warnschwelle für eine Druckverlustwarnung durch das Einzelsystem entspricht. Für die normierten Werte AUn gilt also DUn, i = AUi/Su und Afp, n, i = (Afp, i-Afp, j)/Sf wobei Su die individuelle Schwelle für eine Bewarnung von Abrollum- fangsveränderungen und Sf die individuelle Schwelle für eine Bewar- nung von Frequenzveränderungen bezeichnet.

Mit den normierten Werten AUU"und Afp,"wird nun der Korrelations- wert nach berechnet, wobei i drei der vier möglichen Werte aus der Menge { Rad vorne links, Rad vorne rechts, Rad hinten links, Rad hinten rechts} annimmt, so dass für den vierten Wert j gilt AUni = 0.

Für den Fall, dass K negativ wird, wird der Wert auf Null be- grenzt, so dass es nicht zu einer Schwellenerweiterung kommt.

In der weiter unten stehenden Tabelle wird die Bedeutung der ange- gebenen Gleichungen anhand von Zahlenbeispielen veranschaulicht.

Die Raddrehbewegung, welche bei dem bekannten Reifendrucküberwa- chungssystem ausgewertet wird, und die Schwingungseigenschaft des Reifens hängen weitgehend von den Reifendimensionen (Reifenbreite, Reifenhöhe, Reifendurchmesser) und den Materialeigenschaften (Ra- dial-oder Diagonalreifen, Gummimischung des Reifens etc. ) des Reifens ab. Da ein Fahrzeug zumeist mit einer Vielzahl von unter- schiedlichen Reifengrößen und Reifentypen ausgestattet werden kann, ist es sinnvoll, dies bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu berücksichtigen. Diese Berücksichtigung erfolgt in einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine Lernphase, in welcher die Reifeneigenschaften, insbesondere die Druckempfind- lichkeit (dfp/dp), der verwendeten Reifen eingelernt wird. Das Lernen der individuellen Druckempfindlichkeit (dfp/dp) eines jeden Reifens am Fahrzeug erfolgt durch die Ausnutzung der Druckverände- rungen während des Aufwärmens oder Abkühlens der Reifen im Be- trieb. Sind die Reifeneigenschaften eingelernt, so werden die Raddrehbewegungen, beispielsweise die Veränderungen der Abrollum- fänge der Räder, und die Schwingungseigenschaften der Reifen in einer gemeinsamen Warnstrategie wie oben beschrieben miteinander verknüpft. Die Kriterien (DIAG, SIDE, AXLE, Afp) für die Raddreh- bewegungen und die Schwingungseigenschaften werden in Geschwindig- keits-und Radmomentenbereichen eingelernt. Die Geschwindigkeits- und Radmomentenbereiche für die Raddrehbewegungen und die Schwin- gungseigenschaften müssen hierbei nicht gleich sein. Die Auswer- tung der Kriterien (DIAG, SIDE, AXLE, Afp) erfolgt ebenfalls geschwindigkeits-und radmomentenabhängig.

Alle bekannten Systeme zur Reifendrucküberwachung per Frequenzana- lyse basieren auf dem physikalischen Nutzeffekt einer druckbeding- ten Verschiebung einer charakteristischen Torsionseigenfrequenz.

Die genaue Lage der Torsionseigenfrequenz fp ist ebenso wie die Druckempfindlichkeit dfp/dp eine Reifeneigenschaft, somit nehmen beide Größen für verschiedene Reifentypen unterschiedliche Werte an. Typischerweise kann die Torsionseigenfrequenz fp für verschie- dene Reifen beim selben Druck im Bereich von etwa 33 bis etwa 48 Hz schwanken. Die Werte der Druckempfindlichkeit dfp/dp schwanken für dieselben Reifen im Bereich von etwa 4 bis etwa 8 Hz je 1 bar Reifenluftdruck.

Da der Reifentyp in der Regel nicht bekannt ist und für normale Fahrzeuge in der Regel eine Vielzahl von Reifendimensionen und -typen eingesetzt werden dürfen, muss ein herkömmliches System dies tolerieren. Dies führt einerseits dazu, dass die Frequenzana- lyse in einem breiten Frequenzbereich, nämlich in diesem Fall z.

B. etwa 20 bis etwa 60 Hz mit hoher Auflösung, z. B. 0,5 Hz (ent- spricht 81 Frequenzen) betrieben werden muss. Die Anzahl der zu berücksichtigenden Frequenzen legt dabei direkt die Anforderungen an den Rechner fest, auf dem der Algorithmus ausgeführt wird. Hier sind vor allem der Arbeitsspeicher (RAM) und die Laufzeit betrof- fen.

Wird, wie es in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform vorgese- hen ist, in einer vorgeschalteten Lernphase zuerst nur die unge- fähre Frequenzlage der Torsionseigenfrequenz fp bestimmt, so ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders ressourcenschonend. Hier- bei wird in einer zeitlich kurzen, ersten Lernphase zunächst die grobe Lage der Torsionseigenfrequenz fp in einem weiten Frequenzbe- reich (z. B. 20 bis 60 Hz) mit einer groben Frequenzauflösung, z.

B. 1 Hz (entspricht 41 Frequenzschritte) bestimmt. Anschließend wird nun der relevante Frequenzbereich für die eigentliche Lern- phase festgelegt, z. B. zu fp-15 Hz < f < fp + 5 Hz, wobei hier nun eine Frequenzauflösung von 0,5 Hz möglich ist, um dieselbe Anzahl Frequenzschritte (41) auszunutzen. Die erforderlichen Res- sourcen können mit diesem Verfahren somit halbiert werden, wobei allein der Nachteil einer insgesamt etwas längeren Lernphase in Kauf genommen werden muss.

Die Abhängigkeit der Druckempfindlichkeit dfp/dp vom Reifen führt in heutigen Systemen, welche eine Druckwarnung direkt auf Basis der Ergebnisse der Frequenzanalyse auslösen, dazu, dass die Ein- haltung fester Minderdruck-Warnschwellen nicht erreicht werden kann. In der Applikation des Algorithmus kann nur eine feste Warn- schwelle hinsichtlich der Frequenzverschiebung, z. B. Afwarn = 3 Hz, verwendet werden, die als Kompromiss über die möglichen Reifen für das betrachtete Fahrzeug gewählt wird. Diese Warnschwelle führt nun abhängig vom Reifen zu verschiedenen Warnminderdrücken, nämlich beispielsweise-0, 75 bar für den unempfindlichen Reifen mit einer Druckempfindlichkeit von dfp/dp = 4 Hz/bar und beispiels- weise-0, 375 bar für empfindliche Reifen mit der doppelten Druck- empfindlichkeit von dfp/dp = 8 Hz/bar.

Durch eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemä- ßen Verfahrens wird eine Minderdruckwarnung bei gleichen Drücken für alle Reifen erreicht. In dieser Ausführung wird die Frequenz- analyse nicht nur zum Anpassen der Warnschwellen des DDS herange- zogen, sondern direkt zur Druckbewarnung eingesetzt. Charakteris- tisch ist, dass für die zu bewarnende Frequenzverschiebung Afwarn im Algorithmus nur ein Startwert, z. B. 3 Hz, hinterlegt wird. Die wirklich verwendete Warnschwelle Sf wird dann in einem zusätzlich ablaufenden Lernalgorithmus reifenabhängig adaptiert. Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, dass sich Reifen im Betrieb so stark auf- grund der Walkarbeit erwärmen können, dass sich eine Druckerhöhung von bis zu 0,3 bar einstellt. Wird z. B. zunächst ein Reifen weit- gehend kalt bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 40 km/h einge- lernt und dann im Anschluss an eine längere Autobahnfahrt warm wieder bei 40 km/h betrieben, so ist eine Erhöhung der Torsionsei- genfrequenz aufgrund des höheren Luftdrucks zu erkennen. Der oben im Beispiel genannte empfindliche Reifen zeigt dann eine Verschie- bung der Torsionseigenfrequenz um etwa 2,4 Hz, der unempfindliche nur um etwa 1,2 Hz. Erfolgt nun z. B. aufgrund einsetzenden Regens eine erneute Abkühlung der Reifen, so wirkt sich dies in genau umgekehrter Weise aus.

Eine entscheidende Voraussetzung für die Ausnutzung dieses Effekts ist somit, genau detektieren zu können, wann aufgewärmte Reifen vorliegen bzw. wann die Reifen kalt sind. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hierbei der Effekt ausgenutzt, das Aufwärm-und Abkühlvorgänge immer alle vier Reifen am Fahrzeug betreffen, d. h. stellt man eine einheitliche Erhöhung der Torsionseigenfrequenz fp an allen vier Rädern fest, so ist davon auszugehen, dass die Rei- fen warm sind. Verringert sich die Torsionseigenfrequenz fp dagegen an allen vier Rädern gleichzeitig und verharrt dann auf einem Wert, so ist von kalten Reifen z. B. aufgrund von Regen oder all- gemeiner Abkühlung auszugehen. Wenn sich demgegenüber die Torsi- onseigenfrequenz fp an allen vier Rädern gleichzeitig verringert und nicht auf einem Wert verharrt, so ist von einem gleichzeitigen Druckverlust an allen vier Rädern auszugehen. Veränderungen, die nur einzelne Reifen betreffen werden nicht ausgenutzt. Hierbei wird also nicht nur der Absolutwert der Torsionseigenfrequenzen herangezogen, sondern insbesondere das Verhalten der Torsionsei- genfrequenzen über der Zeit bewertet.

In einer ersten einfachen Ausgestaltung der dritten Ausführungs- form können damit allein Maximal-und Minimalwerte der Torsionsei- genfrequenz fp zur Entscheidung über die Empfindlichkeit herangezo- gen werden. Hierbei geht man davon aus, dass sich im normalen Fahrbetrieb ein jeder Zustand (warm und kalt) einmal einstellen wird.

In einer zweiten genaueren Ausgestaltung der dritten Ausführungs- form wird darüber hinaus die Außentemperatur verwendet, um das aktuelle Temperaturniveau gegenüber dem Temperaturniveau zum Zeit- punkt des Resets, sowie das Aufwärmpotential abhängig vom Zustand der Umgebung bewerten zu können. Sofern der Algorithmus in einem Bremsensteuergerät ausgeführt wird, kann für die Außentemperatur die im Steuergerät per bereits vorhandenem Sensor gemessene Tempe- ratur verwendet werden. Andernfalls kann auch die Außentemperatur vom Fahrzeugbus, z. B. CAN, benutzt werden. Außerdem wird inner- halb eines jeden Zündungslaufs eine Bewertung der Walkenergie der Reifen vorgenommen, die im wesentlichen vom Geschwindigkeitsprofil abhängt (z. B. aufintegrieren der Rotationsenergien). Hierüber kann die erwartete Druckerhöhung abgeschätzt werden.

In einer dritten Ausgestaltungsform der dritten Ausführungsform wird darüber hinaus die Fahrzeugstandzeit vor dem aktuellen Zün- dungslauf mit herangezogen, um sicherer bewerten zu können, ob mit warmen oder kalten Reifen gestartet wurde. Diese Standzeit kann z.

B. durch einen Nachlauf des Rechners über das"Zündung aus"Signal hinaus ermittelt werden. In der Praxis wird aus Gründen der Scho- nung der Fahrzeugbatterie vermutlich ein Nachlauf von maximal 30 min ausreichen. Oder die Uhrzeit wird-sofern verfügbar-direkt vom Fahrzeugbus, z. B. CAN, eingelesen. Zur Stützung der Annahme einer regenbedingten Abkühlung der Reifen können darüber hinaus Signale eines Regensensors vom Fahrzeugbus eingelesen werden.

Durch die Kombination des indirekt messenden Reifendrucküberwa- chungssystems (DDS) mit der Frequenzanalyse (FA) kann sowohl eine verbesserte Genauigkeit zur Erkennung von Druckverlusten erreicht werden, als auch die Robustheit des Gesamtsystems gegen Fehlwar- nungen erhöht werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Infor- mationen der einzelnen Systeme DDS und FA jeweils zur gegenseiti- gen Absicherung einer von einem Einzelsystem ausgesprochenen Druckwarnung herangezogen werden. Dies kann zum Beispiel durch Verwendung des oben beschriebenen Korrelationswertes K geschehen.

Die gegenseitige Absicherung findet ihre Anwendung allerdings nur für kleinere Druckverluste, die im Rahmen feiner Warnschwellen für beide Systeme (DDS und FA) liegen. Um große Druckverluste in jedem Fall sicher bewarnen zu können, wird für beide Systeme (DDS und FA) eine grobe Warnschwelle verwendet, nach deren Überschreiten eine Absicherung durch das andere System nicht mehr erforderlich ist, sondern immer eine Warnung ausgegeben wird.

Die Strategie, nach der in dieser Ausführungsform eine Warnung an den Fahrer in Abhängigkeit von den Systemzuständen von FA und DDS ausgegeben wird, ist in den folgenden Tabellen zusammengefasst.

Während die erste Tabelle die grobe Logik erläutert, sind in der zweiten Tabelle Zahlenbeispiele genannt. Die angegebenen Prozent- zahlen zeigen dabei an, wie nah das jeweilige Kriterium von DDS (DIAG, SIDE, AXLE) und FA (Afp) sich der Warnschwelle genähert hat. In diesem Beispiel ist 100 % die feine Schwelle, 150 % der feinen Schwelle entspricht der groben Schwelle. Ausnutzung von 50 % der feinen Schwelle ist ausreichend als Bestätigung. Warnung Zustand DDS Zustand FA an Fahrer Ja beliebig Warnung (grobe Schwelle) Ja Warnung (grobe Schwelle) beliebig Ja Warnung (feine Schwelle) Warnschwelle (fein) auf min. einem Reifen > x % (z. B. x=50) nein Warnung (feine Schwelle) Warnschwelle (fein) an keinem Reifen > x % (z. B. x=50) nein DDS Raderkennung zeigt Warnung (feine Schwelle) für andere Position (en) oder ein bis drei Positionen Warnschwelle bzw. Schwel- le (fein) für Raderken- nung für betroffene Reifen < x% (z. B. x=50 bzw. abhängig von Zustand FA) Ja Schwelle (fein) für Warnung (feine Schwelle) für Raderkennung für betrof-ein bis drei Positionen fene Reifen < x % (z. B. x=50 bzw. abhängig von Zustand FA) Ja beliebig Warnung (feine Schwelle) an allen vier Reifen Anzahl #f (in % der DDS (% War-Kommentar Druck-Warnschwelle, Warnschwel-nung ver-Afp, n) le, AUi, n) luste VL VR HL HR VL VR HL HR j/n 1 100 0 0 0 50 0 0 0 j DDS bestätigt Tendenz, feine Warnschwelle erlaubt 1 0 100 0 0 0 10 0 0 n DDS bestätigt Tendenz nicht, nur grobe Warn- schwelle 1 0 0 150 0 0 0 10 0 j über grober Warnschwel- le, Bestätigung durch DDS nicht nötig 2 100 100 0 0 50 50 0 0 j DDS bestätigt Tendenz, feine Warnschwelle erlaubt 2 0 0 100 100 0 0 10 10 n DDS bestätigt Tendenz nicht, nur grobe Warn- schwelle 2 0 150 0 150 0 10 0 10 j über grober Warnschwel- le, Bestätigung durch DDS nicht nötig 3 100 100 100 0 50 50 50 0 3 0 100 100 100 0 10 10 10 n DDS bestätigt Tendenz nicht, nur grobe Warn- schwelle 150 100 100 0 10 10 10 0 j über grober Warnschwel- le, Bestätigung durch DDS nicht nötig 4 100 100 100 100 0 0 0 0 j Warnung mit feiner Schwelle, da vier mal bestätigt 4 75 125 75 75 0 20 10 10 j Warnung mit feiner Schwelle, da vier mal bestätigt Für viele Fahrzeuge treten unterschiedliche Empfindlichkeiten gegenüber einem Druckverlust für die angetriebene Achse und die freirollende Achse auf. Wie oben beschrieben betrifft dies für die Frequenzanalyse und für DDS in der Regel unterschiedliche Positio- nen, d. h. für die Frequenzanalyse kann die angetriebene Achse empfindlicher sein, für DDS dagegen unempfindlicher. In diesem Fall kann das System so ausgelegt werden, dass die verwendeten Schwellwerte für die Druckwarnung Su und Sf achsspezifisch verwen- det werden.