DE10144362B4

DE10144362B4 - Verfahren und System zur Detektion einer Zustandsänderung eines Reifens

Info

Publication number: DE10144362B4
Application number: DE10144362A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Fischer; Franz Hillenmayer; Dominik Dr. Fuessel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: FR2829427A1; DE10144362A1; US20030070478A1; US6705157B2

Abstract

Verfahren zur Detektion einer Zustandsänderung eines Reifens, enthaltend die Schritte:
fortlaufendes Messen (S2) zu vorbestimmten Zeitpunkten (k) mindestens einer für den Reifenzustand charakteristischen Größe x_i(k) für mindestens einen Reifen (i);
Berechnung (S3) einer ersten Größe f_i(k) aus der mindestens einen gemessenen charakteristischen Größe x_i(k) und einer zum Zeitpunkt (k–1) berechneten ersten Größe f_i (k–1);
Berechnung (S4) einer zweiten Größe y_i(k) aus der ersten Größe f_i(k) und der zum Zeitpunkt (k–1) berechneten ersten Größe f_i(k–1)
dadurch gekennzeichnet,
dass für die Berechnung der ersten Größe f_i(k) gilt:
f_i(k) = a f_i(k–1) + x_i(k), wobei der Parameter a eine Konstante ist und innerhalb des Intervalls 0 < a < 1 liegt,
dass für die Berechnung der zweiten Größe y_i(k) gilt:
y_i(k) = f_i(k) – f_i(k–1); wobei die berechneten zweiten Größen y_i(k) mit einem vorbestimmten Wert (S) verglichen werden (S5), um ein Über- oder Unterschreiten des...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Detektion einer Zustandsänderung eines Reifens, insbesondere zur Detektion eines Druckabfalls in einem Reifen.
Da ein zum Beispiel an einem Fahrzeug montierter Reifen durch Klimaänderungen und durch andere externe Einflüsse, wie etwa Luftdruck oder Sonneneinstrahlung, beeinflusst wird, ändern sich gemessene und den Zustand eines Reifens charakterisierende Werte, zum Beispiel ein gemessener Luftdruck des Reifens, ohne dass sich der eigentliche Zustand des Reifens ändert, also ohne dass der Reifen fehlerhaft ist.

Die US 5,895,846 offenbart ein Verfahren zur Verarbeitung von Signalen in einem System zur Überwachung von Reifen eines Fahrzeugs während des Fahrzeugbetriebs. Eine Eigenart dieses Verfahrens besteht darin, dass eine rückschauende Analyse von N gespeicherten Werten durchgeführt wird. Folglich muss eine große Anzahl von Messwerten gespeichert und entsprechend verarbeitet werden, wodurch ein aufwendiges Informationsverarbeitungssystem erforderlich wird.

Die DE 199 37 596 A1 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen und zuverlässig arbeitenden Verfahrens und Systems zur Detektion einer Zustandsänderung eines Reifens, wobei keine aufwendigen Informationsverarbeitungssysteme erforderlich sind.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch ein System nach Anspruch 4.

Weiterentwicklungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch das Verfahren nach Anspruch 1 ist es möglich, eine Zustandsänderung eines Reifens zu detektieren, ohne eine Reihe von N Werten zu speichern. Ferner hängt das Detektionsergebnis nicht von dem absoluten Wert des gemessenen Wertes ab, sondern nur dessen Änderung.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach Anspruch 1 besteht darin, dass implizit die Information von allen vorangegangenen Messungen berücksichtigt wird, wobei zur Realisierung des Verfahrens lediglich einige Multiplikationen und Additionen erforderlich sind.

Ferner können durch das rekursive Verfahren nach Anspruch 1 Messrauschen und externe Einflüsse kompensiert werden.

Durch einen Parameter (a) kann das Verfahren an verschiedene spezielle Bedürfnisse leicht angepasst werden.

Gemäß dem Verfahren nach Anspruch 2 ist es möglich, die Zustände mehrerer Reifen, die an einem Fahrzeug montiert sind, untereinander zu vergleichen. Dadurch müssen keine festen Schwellenwerte gesetzt werden, wodurch das Verfahren flexibel implementierbar ist.

Gemäß dem Verfahren nach Anspruch 3 wird als charakteristische Größe der Reifendruck gemessen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, andere den Reifenzustand charakterisierende Größen zu messen und das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems;
2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3a einen zeitlichen Verlauf einer für den Reifenzustand charakteristischen Größe; und
3b gemäß der Erfindung verarbeitete charakteristische Größen aus 3a.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines System zur Detektion einer Zustandsänderung eines Reifens gemäß der Erfindung.
Gemäß 1 ist in einem Fahrzeugreifen 2 ein Drucksensor 4 zum Erfassen des Luftdrucks innerhalb des Reifens angeordnet. Aufbau und Wirkungsweise eines derartigen Sensors sind an sich bekannt und werden daher nicht erläutert. Der Drucksensor 4 muß nicht zwingend im Innenraum des Reifens angeordnet sein; er kann auch an einem Ventil angeordnet sein, so dass das druckempfindliche Element des Drucksensors 4 den Innendruck des Reifens erfasst.
Das Ausgangssignal des Sensors 4 wird an eine Auswerteeinheit 8 übertragen. Dies kann je nach Aufbau und Anordnung des Sensors beispielsweise mechanisch über Schleifkontakte erfolgen oder über eine Funkübertragunsstrecke 6 in an sich bekannter Weise, beispielsweise mittels eines Transponders, der mit einer Sende-/Empfangseinheit 10 kommuniziert, die die gesende ten Signale aufbereitet und Eingängen der Auswerteeinheit 8 zuführt.
Die Auswerteeinheit 8 enthält in an sich bekannter Weise einen Mikroprozessor 16 mit einem Programmspeicher 18 und einem Datenspeicher 20. Ein Ausgang der Auswerteeinheit 8 ist mit einer Warneinrichtung 22 verbunden, beispielsweise einer Warnleuchte oder einem Display in einer Fahrzeugschalttafel mit gegebenenfalls zusätzlicher akustischer Anzeige.
Ein Funktionsbeispiel der beschriebenen Einheit wird anhand des Flussdiagramms nach 2 erläutert.
Im Schritt S1 startet das erfindungsgemäße Verfahren und misst im Schritt S2 den Reifendruck eines Reifens, um einen Messwert x_i(k) zu ermitteln, wobei i den Reifen und k den Zeitpunkt der Messung jeweils repräsentieren.
Im Schritt S3 wird eine erste Größe f_i(k) berechnet, wobei f_i(k) = a f_i(k–1) + x_i(k) gilt. Der Parameter a ist gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Konstante und wird geeignet gewählt. Der Parameter a liegt vorzugsweise in einem Intervall 0 < a < 1. Der Ausdruck f_i(k–1) kennzeichnet eine zu einem Zeitpunkt (k–1) berechnete erste Größe.
Im Schritt S4 wird ein charakteristischer Wert berechnet, der als zweite Größe y_i(k) bezeichnet wird, wobei y_i(k) = f_i(k) – f_i(k–1) gilt.
Die auf diese Weise erhaltene zweite Größe y_i(k) wird dann im Schritt S5 mit einem vorbestimmten Schwellenwert S verglichen, um im Schritt S6 bei Unterschreiten des Schwellenwerts S eine Zustandsänderung des Reifens (i) zu detektieren. Wird der Schwellenwert S nicht unterschritten, dann wird das Flussdiagramm mit Schritt S2 fortgesetzt, und der nächste Messwert x_i zum Zeitpunkt (k+1) gemessen.
Alternativ können auch für verschiedene Reifen (i) ermittelte zweite Größen y_i(k) untereinander verglichen werden, um eine Zustandsänderung eines Reifens zu detektieren.
3a zeigt ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs eines Reifendrucks von zwei Reifen. Dabei kennzeichnet x₁ den Reifendruck eines ersten Reifens und x₂ kennzeichnet den Reifendruck eines zweiten Reifens. Wie in 3a gezeigt, fällt zu einem Zeitpunkt 1200 der Reifendruck des zweiten Reifens ab.
3b zeigt die gemäß der Erfindung verarbeiteten Messgrößen aus 3a. Dabei kennzeichnet y₁ die charakteristische zweite Größe des Reifendrucks x₁ des ersten Reifens, und y₂ kennzeichnet die charakteristische zweite Größe des Reifendrucks x₂ des zweiten Reifens. Wie in 3b gezeigt, kann ein Reifendruckabfall des zweiten Reifens dadurch detektiert werden, dass die gemäß der Erfindung berechnete charakteristische zweite Größe y_i entweder mit einem vorbestimmten Schwellenwert S verglichen wird, um bei Unterschreiten (oder auch Überschreiten des Schwellenwerts S eine Zustandsänderung des zweiten Reifens zu detektieren, oder durch Vergleich der gemäß der Erfindung berechneten charakteristischen zweiten Größen y_i untereinander.
Obwohl, wie oben beschrieben, bei dem Verfahren und dem System zur Detektion einer Zustandsänderung eines Reifens gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Reifenluftdruck als charakteristische Größe des Reifens gemessen wird, ist es e benso möglich, eine andere oder eine Mehrzahl von anderen charakteristischen Größen zu bestimmten, um darauf basierend die Zustandsänderung eines Reifens mit dem Verfahren gemäß der Erfindung zu detektieren.
Es ist selbsterklärend, dass das oben beschriebene Verfahren und System für eine Vielzahl von Reifen gleichzeitig anwendbar ist.
Ebenso ist es möglich, andere Modifikationen und Änderungen vorzunehmen, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

2: Reifen
4: Drucksensor
6: Funkübertragungsstrecke
8: Auswerteeinheit
10: Sende-/Empfangseinheit
16: Microprozessor
18: Programmspeicher
20: Datenspeicher
22: Warneinrichtung

Claims

Verfahren zur Detektion einer Zustandsänderung eines Reifens, enthaltend die Schritte: fortlaufendes Messen (S2) zu vorbestimmten Zeitpunkten (k) mindestens einer für den Reifenzustand charakteristischen Größe x_i(k) für mindestens einen Reifen (i); Berechnung (S3) einer ersten Größe f_i(k) aus der mindestens einen gemessenen charakteristischen Größe x_i(k) und einer zum Zeitpunkt (k–1) berechneten ersten Größe f_i (k–1); Berechnung (S4) einer zweiten Größe y_i(k) aus der ersten Größe f_i(k) und der zum Zeitpunkt (k–1) berechneten ersten Größe f_i(k–1) dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung der ersten Größe f_i(k) gilt: f_i(k) = a f_i(k–1) + x_i(k), wobei der Parameter a eine Konstante ist und innerhalb des Intervalls 0 < a < 1 liegt, dass für die Berechnung der zweiten Größe y_i(k) gilt: y_i(k) = f_i(k) – f_i(k–1); wobei die berechneten zweiten Größen y_i(k) mit einem vorbestimmten Wert (S) verglichen werden (S5), um ein Über- oder Unterschreiten des vorbestimmten Werts (S) als eine Zustandsänderung des entsprechenden Reifens (i) zu erfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die für jeden Reifen jeweils berechneten zweiten Größen y_i untereinander verglichen werden, um bei einer vorbestimmten Abweichung voneinander eine Zustandsänderung des jeweiligen Reifens zu detektieren.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine für jeden Reifen (i) zum Zeitpunkt (k) gemessene charakteristische Größe x_i(k) der Reifenluftdruck ist.
System zur Überwachung einer Zustandsänderung eines Reifens, enthaltend: mindestens einen Reifen (2); mindestens einen Sensor (4) zur fortlaufenden Messung mindestens einer für den Luftdruck charakteristischen Größe x_i (k); eine einen Mikroprozessor (16) mit zugehörigen Speichern (18, 20) enthaltende Auswerteinheit (8), die mit einer Warneinrichtung (22) verbunden ist und das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 anwendet.