DE102010006666A1

DE102010006666A1 - Verfahren zum Erkennen einer Schneekette an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010006666A1
Application number: DE102010006666A
Authority: DE
Inventors: Peter 80939 Herold; Axel 81375 Wust
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-02-04
Also published as: DE102010006666B4

Abstract

Ein Verfahren zum Erkennen einer Schneekette an einem Rad (12; 14) eines Fahrzeugs (10) umfasst die Schritte: Bereitstellen zweier unterschiedlicher Auswerteverfahren (38; 44) an einer Auswerteeinrichtung (20), Bereitstellen von Signalen (26, 28, 30, 32) zweier Sensoren (16; 18) des Fahrzeugs (10) an der Auswerteeinrichtung (20), Anwenden der beiden unterschiedlichen Auswerteverfahren (38; 44) auf die Signale (26, 28, 30, 32) der beiden Sensoren (16; 18), so dass sich vier Auswertungen ergeben, sowie Erkennen einer Schneekette, wenn Auswertungen (40; 46) beider unterschiedlicher Auswerteverfahren (38; 44) eine Schneekette zeigen, wenn die Mehigt, oder nur wenn Auswertungen (40; 46) beider unterschiedlicher Auswerteverfahren (38; 44) eine Schneekette zeigen und die Mehrheit an Auswertungen (40; 46) eine Schneekette zeigt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Schneekette an einem Rad eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung eines Fahrzeugs mit Mitteln zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.
Kraftfahrzeuge sind oft mit elektronischen Systemen zur Fahrdynamikregelung des Fahrzeugs, wie etwa einem Bremsen-Antiblockiersystem (ABS) oder einer Hinterradlenkung, ausgestattet, um fremdgesteuert in das Fahrverhalten des Fahrzeugs eingreifen oder es steuern zu können.
Das Vorhandensein von etwaigen Schneeketten am Fahrzeug hat großen Einfluss auf dessen Fahrverhalten. Damit elektronische Regelungssysteme in angemessener Weise in die Steuerung der Fahrdynamik eingreifen, ist es wichtig, dass angelegte Schneeketten dem Regelungssystem bekannt gemacht sind. Ein manuelles Informieren des Regelungssystems, dass Schneeketten angelegt sind, ist jedoch umständlich und fehleranfällig.
DE 37 01 087 A1 offenbart eine Einrichtung zur Erfassung einer auf einem Fahrzeugrad montierten Schneekette, mit einem am Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfänger, der mit einer Auswerteeinrichtung in Verbindung steht. Die im Fahrbetrieb durch die Schneekette verursachten Geräusche werden von dem Ultraschallempfänger erfasst und an die Auswerteeinrichtung weitergeleitet, die ein entsprechendes Signal weitergibt.
Eine solche Einrichtung zur Erfassung einer auf einem Fahrzeugrad montierten Schneekette erfordert den Einbau eines Ultraschallsensors. Dies führt zu Mehraufwand und erhöht die Herstellungskosten der Einrichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erkennung von montierten Schneeketten an einem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, das keine Verwendung einer zusätzlichen Sensorik erfordert und gleichzeitig eine sichere und robuste Erkennung gewährleistet.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Erkennen einer Schneekette an mindestens einem Rad eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten gelöst: Bereitstellen zweier unterschiedlicher Auswerteverfahren an einer Auswerteeinrichtung, Bereitstellen von Signalen zweier oder mehrerer Sensoren des Fahrzeugs an der Auswerteeinrichtung, Anwenden der beiden unterschiedlichen Auswerteverfahren auf die Signale der beiden Sensoren, so dass sich vier Auswertungen ergeben, sowie Erkennen einer Schneekette, wenn Auswertungen beider unterschiedlicher Auswerteverfahren eine Schneekette zeigen, wenn die Mehrheit an Auswertungen eine Schneekette zeigt, oder nur wenn Auswertungen beider unterschiedlicher Auswerteverfahren eine Schneekette zeigen und die Mehrheit an Auswertungen eine Schneekette zeigt.
Erfindungsgemäß kommt zum Erkennen von Schneeketten an einem Fahrzeug nicht nur ein Erkennungsverfahren auf einer bestimmten Sensorik zum Einsatz. Bei der Schneekettenerkennung gemäß der Erfindung kommen vielmehr zwei unterschiedliche Erkennungsverfahren zum Einsatz, die dazu noch auf zwei Sensoren angewandt werden. Somit werden vier unterschiedliche Erkennungsergebnisse generiert, die nachfolgend auf besondere Art und Weise ausgewertet werden. Die Auswertung führt zu einem besonders aussagekräftigen und damit sicheren Erkennungsergebnis. Zugleich kann das erfindungsgemäße Verfahren mit den vorliegenden, stark begrenzten Sensor- und Auswerte-Ressourcen von bestehenden Fahrzeugen auskommen. Es ist lediglich eine Anpassung an Steuereinrichtungen der Fahrzeuge notwendig, während die restliche Sensortechnik belassen werden kann. Es entstehen damit nur vergleichsweise geringe Kosten, um das erfindungsgemäße Verfahren in einem Fahrzeug abzubilden. Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt auch darin, dass alle Auswerte- bzw. Erkennungsverfahren parallel arbeiten können.
Bei einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wählt die Auswerteeinrichtung selbsttätig Signale mehrere bereitstehender Sensoren zur Auswertung aus und priorisiert dabei insbesondere, dass die Sensoren unterschiedlicher Art sind.
Der derartigen Auswerteeinrichtung werden nicht die auszuwertenden Sensoren fest vorgegeben, sondern diese wählt ihre Sensoren selbst aus. Sie kann dabei zwischen all jenen Sensoren auswählen, die zum Erzeugen relevanter Signale geeignet und verbaut sind. Die Schneekettenerkennung wählt dabei bevorzugt unterschiedliche Arten von Sensoren aus, z. B. je 2 Sensoren vom Typ A und vom Typ B. Wenn hingegen beispielsweise an dem relevanten Fahrzeug gar kein Sensor des Typs B verbaut ist, wählt die Schneekettenerkennung selbsttätig zwei Sensoren des Typs A aus. Diese Funktionalität ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Sensor einen Defekt aufweist. Anstatt dann fehlerhafte Ergebnisse zu liefern, wählt die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung stattdessen vielmehr einen anderen Sensor zur Auswertung an.
Bei einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens nimmt die Auswerteeinrichtung nach dem Auswählen der Signale bereitstehender Sensoren selbsttätig eine Parametrisierung der Auswerteverfahren vor.
Das erfindungsgemäße Erkennungsverfahren ist derart universell entwickelt, dass die gleiche Softwarefunktion selbst unterschiedliche Arten von Sensoren zur Auswertung nutzen kann. Es werden dabei an der Auswerteeinrichtung vorteilhaft die Signale von mehreren unterschiedlichen Sensoren bereitgestellt und die Auswerteeinrichtung wählt dann selbsttätig aus, welche dieser Signale sie verarbeitet. Dabei kann die Auswerteeinrichtung mittels einer Plausibilitätskontrolle vorteilhaft erkennen, ob ein Sensor fehlerhafte Signale liefert. Um im Hinblick auf die spätere Auswertung dabei genormte Eingangsgrößen zu erzeugen, ist die oben genannte Weiterbildung vorgesehen. Die Auswerteeinrichtung ist dabei dazu angepasst, dass sie zugehörige Auswerteverfahren bzw. -funktionen selbsttätig parametrisieren kann. So kann sie als Parameter beispielsweise eine Nullwertkorrektur oder eine Normung der maximalen Signalstärke und Erkennungsgrenzen vornehmen.
Bei einer dritten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wählt die Auswerteeinrichtung die Signale von Sensoren aus der Gruppe der Raddrehzahl-Sensoren, der Höhenstand-Sensoren und der Radbeschleunigung-Sensoren aus.
Im Hinblick auf eine besonders kostengünstige und zugleich betriebssichere Art der Schneekettenerkennung wurde erfindungsgemäß festgestellt, dass es besonders von Vorteil ist, wenn man als Sensorsignale die Signale mindestens eines Raddrehzahl-Sensors und mindestens eines Höhenstand-Sensors auswertet. Wenn eine dieser Arten von Sensoren vollständig ausgefallen sein sollte oder bei dem relevanten Fahrzeug überhaupt nicht verbaut ist, ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung mehrere Sensoren von einer Sensorart auswertet, also beispielsweise zwei oder vier Raddrehzahl-Sensoren.
Bei einer vierten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Auswerteverfahren eine Kombination aus einer Rauschanalyse des zugehörigen Signals sowie einer Musteranalyse des zugehörigen Signals bereitgestellt.
Erfindungsgemäß ist es ferner vorgesehen, dass die Sensorsignale nicht nur mit einem einzigen Auswerteverfahren ausgewertet werden, sondern von mindestens zwei Auswerteverfahren, wobei die Ergebnisse dann kombiniert ausgewertet werden. Auf diese Weise können Fehlaussagen einzelner Auswerteverfahren, die nur vereinzelt unter bestimmten Betriebsbedingungen auftreten, sehr gut und zugleich ohne Mehrkosten erkannt werden. Der einzelne Signalverlauf wird dabei gemäß der Weiterbildung auf seinen Rauschpegel hin untersucht und mit den Rauschpegeln anderer, vergleichbarer Signale verglichen (Rauschanalyse). Ferner wird der Signalverlauf dahingehend untersucht, ob in ihm ein Muster zu erkennen ist, insbesondere ein Muster, wie es von einer an einem Rad montierten Schneekette verursacht sein könnte (Musteranalyse).
Bei einer fünften vorteilhaften Weiterbildung und zugleich weiteren Lösung der gestellten Aufgabe umfasst ein Verfahren zum Erkennen einer Schneekette an einem Rad eines Fahrzeugs die Schritte: Bereitstellen von Signalen zweier Sensoren des Fahrzeugs an einer Auswerteeinrichtung, Anwenden einer Rauschanalyse auf die Signale der beiden Sensoren, so dass sich mindestens ein Rauschenergiewert pro Sensor ergibt, sowie Erkennen einer Schneekette, wenn der eine Rauschenergiewert um mehr als eine vordefinierte erste Schwelle höher ist, als der andere Rauschenergiewert.
In Bezug auf die oben bereits erwähnte Rauschanalyse wird gemäß der Erfindung ein Vergleich zwischen den Rauschpegeln bzw. Rauschenergiewerten von zwei Sensoren und damit von zwei Rädern vorgenommen. Als zu vergleichende Räder werden dabei bevorzugt ein Hinterrad und ein Vorderrad eines Fahrzeugs ausgewählt, wobei nur an einem dieser Räder zulässig eine Schneekette zu montieren ist. Es wird gemäß dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung also verglichen, wie sich das Signalrauschen von einem Schneeketten-Rad vom Signalrauschen eines Nicht-Schneeketten-Rades unterscheidet. Gemäß den erfindungsgemäßen Untersuchungen führt ein Rad mit einer Schneekette zu einem messbar höheren Rauschpegel von Signalen, insbesondere von Signalen eines Höhenstand-Sensors. Dies beruht darauf, dass die montierte Schneekette zu einem ständigen geringfügigen Anheben und Absenken des Rades auf dem zugehörigen Untergrund führt. Dies lässt das Rad mit Schneekette ”unruhiger” erscheinen, als ein Rad ohne Schneekette. Die derartige erfindungsgemäße Art der Schneekettenerkennung ist derart aussagestark, dass ein Unterschied zu einem schlechten Fahrweg oder etwa zu Katzenaugen bzw. Markierungsnägel auf der Fahrbahn in einem Baustellenbereich erkannt werden kann.
Bei einer sechsten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Zeitraum für die Erkennung einer Schneekette verlängert, wenn beide Rauschenergiewerte über einer vordefinierten zweiten Schwelle liegen.
Zugleich ergibt sich mit der erläuterten Rauscherkennung das Problem, dass das Rauschen eines Sensorsignals bedingt durch äußere Einflüsse, z. B. bei Durchdrehen der Antriebsräder an einer Steigung, verschieden groß sein kann. Damit bei einem derartigen unterschiedlichen Rauschen die erfindungsgemäße Schneekettenerkennung nicht zu falschen Ergebnissen führt, ist es vorgesehen, dass diese den Erkennungszeitraum in diesem Fall selbsttätig verlängert.
Bei einer siebten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist einer der Sensoren einem Vorderrad des Fahrzeugs und der andere Sensor einem Hinterrad des Fahrzeugs zugeordnet.
Wie oben bereits erwähnt, ist die erfindungsgemäße Untersuchung von Sensorsignalen relativ zu einander besonders zwischen Vorderrad und Hinterrad sinnvoll. Bei den hier relevanten Fahrzeugen kann davon ausgegangen werden, dass nur auf einer der Achsen, also auf der Vorderachse oder der Hinterachse, Schneeketten montiert werden dürfen. Dieser Umstand wird erfindungsgemäß genutzt, um nicht nur allgemein das Vorhandensein einer Schneekette absolut zu erkennen, sondern das Erkennungsergebnis auch relativ zu einem Sensorsignal ohne vorhandene Schneekette zu verifizieren.
Bei einer achten vorteilhaften Weiterbildung und zugleich weiteren Lösung der gestellten Aufgabe umfasst ein Verfahren zum Erkennen einer Schneekette an einem Rad eines Fahrzeugs die Schritte: Bereitstellen eines Signals mindestens eines Sensors des Fahrzeugs an einer Auswerteeinrichtung, Anwenden einer Musteranalyse auf das Signal des mindestens einen Sensors, so dass sich ein Musterverlauf über mindestens eine Umdrehung des Rades des Fahrzeugs ergibt, sowie Prüfen des Musterverlaufs auf Autokorrelation und Erkennen einer Schneekette, wenn die Prüfung eine einer Schneekette entsprechende Autokorrelation des Musterverlaufs zeigt, wobei beim Prüfen des Musterverlaufs auf Autokorrelation eine Prüfung auf eine erste Autokorrelation und mindestens eine weitere Prüfung auf ein mehrfaches der ersten Autokorrelation vorgenommen wird.
Mit der derartigen erfindungsgemäßen Prüfung wird zunächst festgestellt, ob der Signalverlauf des fraglichen Sensors ein autokorrelierendes Muster aufweist, d. h. dass das Signal mit sich selbst korreliert. Der Signalverlauf wird dabei relativ zu sich selbst verifiziert, um Periodizitäten aufzufinden. Zufälliges Rauschen eines Signals ähnelt sich selbst und ist nicht verschoben. Deswegen ist seine Autokorrelationsfunktion eine Spitze. Periodische Signale hingegen stimmen, wenn sie verschoben werden, abwechselnd in der Phase überein oder nicht. Ihre Autokorrelation ist periodisch. Die Autokorrelationsfunktion eines periodischen Signals ist ebenfalls ein periodisches Signal mit der gleichen Periode wie das ursprüngliche Signal. Kurze Signale ähneln sich hingegen nur für kurze Verschiebungswerte. Aus diesem Grund sind ihre Autokorrelationsfunktionen kurz. Die derartige Autokorrelation wird erfindungsgemäß genutzt, um Periodizitäten in einem Signalverlauf zu erkennen. Dies ist möglich, weil z. B. eine verrauschte Sinuswelle eine periodische Autokorrelationsfunktion mit einer einzigen Spitze hat, die die gesamten Rausch-Anteile enthält. Gemäß der Erfindung wird dabei zunächst eine erste Autokorrelation bei einer vordefinierten Verschiebung, z. B. einem Zwölftel einer Radumdrehung vorgenommen und es wird nachfolgend darüber hinaus verifiziert, ob die dabei möglicherweise festgestellte Periodizität des Signalverlauf auch bei einem Mehrfachen dieser Verschiebung, also beispielsweise drei Zwölftel einer Radumdrehung ebenfalls vorliegt. Nur in dem Fall, dass die Verifizierung ebenfalls eine Schneekette zeigt, wird eine solche erkannt.
Bei einer neunten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Prüfen des Musterverlaufs auf Autokorrelation eine Prüfung auf sechs verschiedene Autokorrelationsmuster vorgenommen.
Mit dieser Weiterbildung wird mit vertretbarem Rechenaufwand im Rahmen der an einem zugehörigen Steuergerät nur sehr begrenzt zur Verfügung stehenden Computer-Kapazität verhindert, dass aufgrund von Störungen bei einer Radabtastung (z. B. durch einen Schlechtweg) nur einzelne Autokorrelationsfunktionen ein Muster erkennen würden.
Bei einer zehnten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Prüfen des Musterverlaufs auf Autokorrelation eine Prüfung auf ein 3-faches, 4-faches, 5-faches, 6-faches, 8-faches und 9-faches Autokorrelationsmuster vorgenommen.
Bei diesen sechs Autokorrelationsmustern erkennen einzelne Autokorrelationen, wie oben erwähnt, auch ein Mehrfaches des eigentlichen Musters. Eine Autokorrelation die ein 3-faches Muster erkennen soll, erkennt auch ein 6-, 9- und 12-fach wiederkehrendes Muster einer Schneekette auf einem Radumfang. Nur die Autokorrelation mit dem 4- oder 5-fach Muster kann hierbei nicht verifiziert werden, wobei zu beachten ist, dass Schneeketten in der Regel sechs und mehr sowie insbesondere eine gerade Anzahl an Quergliedern aufweisen.
Bei einer elften vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Prüfen des Musterverlaufs auf Autokorrelation der Musterverlauf von mindestens zwei Radumdrehungen relativ zueinander auf Autokorrelation geprüft.
Zusätzlich zu der relativen Auswertung kann vorteilhaft auch noch jede einzelne Autokorrelation in sich verifiziert werden. Um die Autokorrelationen gemäß der Erfindung von mehreren Radumdrehungen relativ zueinander betrachten zu können wird zunächst eine Autokorrelation einer aktuellen vollständigen Radabtastung (n) durchgeführt. Dann wird eine Autokorrelation einer vorhergehenden vollständigen Radabtastung (n – 1) durchgeführt und ein Quotient aus der Autokorrelation der aktuellen Radabtastung und der vorhergehenden Radabtastung (n/n – 1) gebildet. Wenn hier ein Quotient ungleich 1 ermittelt wird, wird das Signalisieren einer Schneekette unterdrückt. Mit dieser Art der Erkennung von Schneeketten können insbesondere periodische Anregungen von einer Straße, z. B. durch hintereinander verlegte Katzenaugen oder Markierungsnägel an einer Baustelle, durch Spuren von Kettenfahrzeugen auf Schnee oder Feldwegen, durch Auswaschungen einer Fahrbahn oder ähnlichem von wirklichen Schneeketten unterschieden werden. Insbesondere kann auch erkannt werden, ob das Muster über den Umfang des zugehörigen Rades während dessen Umdrehungen derart konstant bleibt, dass es von einer Schneekette her stammt. Dabei kann erfindungsgemäß sogar berücksichtigt werden, dass eine Schneekette auf dem Rad etwas wandert. Diese Wanderbewegung ist jedoch derart begrenzt, dass es nicht zu einer übermäßigen Verschiebung des ermittelten Musters von einer Radumdrehung zur nächsten kommen kann, wenn das Muster tatsächlich von einer Schneekette stammt.
Bei einer zwölften vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Bereitstellen des mindestens einen Signals ein Signal einer vollständigen Umdrehung des Rades abgetastet, der Signalverlauf in eine Anzahl an Bereichen unterteilt, je Bereich der Mittelwert vom Betrag aller Signale gebildet und die Mittelwerte der Bereiche werden miteinander verglichen.
Mit der derartigen Vorgehensweise kann erkannt werden, ob das in Frage stehende periodische Signal von einer Eigenschwingung des Kraftfahrzeugrades stammt. Eine solche Eigenschwingung kann z. B. von einem Bremsplatten stammen, der sich ergibt, wenn ein Rad beim Bremsen blockiert und sich an seinem Umfang dann an einer Stelle ein Teil des Profils abreibt.
Bei einer dreizehnten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Bereitstellen des mindestens einen Signals ein Signal einer vollständigen Umdrehung des Rades abgetastet und aus dem Signalverlauf die Anzahl an Nulldurchgängen je Umdrehung ermittelt.
Diese Art der Signalauswertung dient zum Erkennen einer Musteranzahl, also zum Erkennen der Anzahl an Tälern bzw. Höhen über einen einzelnen Umfang des Rades verteilt. Wenn die Anzahl an Tälern bzw. Höhen auf mehr als 12 über den Umfang verteilte Kettenquerglieder schließen lässt, so kann dies nicht mit der tatsächlichen Situation einer Schneekette übereinstimmen. Solche Muster können sich aber z. B. aufgrund von Sensortoleranzen ergeben, z. B. bei der Fertigung von magnetischen Raddrehzahl-Sensoren bedingt durch abwechselnde Polpaare.
Bei einer vierzehnten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Signalisieren einer Schneekette nur, wenn die Schneekette gemäß einer Rauschanalyse und gemäß einer Musteranalyse erkannt wird.
Die derartige Vorgehensweise kombiniert zwei der genannten Erkennungsverfahren und verifiziert sie gegeneinander. Die Erkennungssicherheit kann auf diese Weise erheblich erhöht werden, wobei zugleich der erforderliche Aufwand an Sensoren und Signalverarbeitung noch vergleichsweise gering ist.
Bei einer fünfzehnten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Bereitstellen von Signalen mindestens ein Raddrehzahl-Sensor und/oder mindestens ein Höhenstand-Sensor und/oder mindestens ein Radbeschleunigung-Sensor verwendet.
Diese Weiterbildung arbeitet in Entsprechung zur oben erläuterten Vorgehensweise mit Sensoren, wie sie in bestehenden Fahrzeugen bereits ohnehin vielfältig verbaut sind. Es wird kostengünstig ein erheblicher Mehrwert erzielt, ohne dass es dazu einer sensortechnischen Anpassung des Fahrzeugs bedarf.
Die Aufgabe ist ferner mit einer Steuereinrichtung bzw. einem Steuergerät eines Fahrzeugs mit Mitteln zum Durchführen eines derartigen erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst.
Bei einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung umfasst die Steuereinrichtung bzw. das Steuergerät ferner Mittel zur manuellen Eingabe der Verwendung von Schneeketten.
Die manuelle Eingabe kann insbesondere dazu genutzt werden, dass der Fahrer eine automatische Erkennung überstimmen kann.
Bei einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist ein Mittel zum Deaktivieren einer Hinterradlenkung des Fahrzeugs nach Erkennung einer Schneekette vorgesehen.
Die Erkennung einer Schneekette kann insbesondere vorteilhaft zum Schutz von Komponenten des Fahrzeugs genutzt werden, insbesondere indem eine am Fahrzeug vorgesehene Hinterradlenkung außer Betrieb gesetzt wird.
Bei einer dritten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung sind ein Mittel zum Erkennen einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Mittel zum Warnen eines Fahrers ab Überschreiten einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 50 km/h bei erkannter Schneekette vorgesehen.
Das erfindungsgemäße Anzeige- und Bedienkonzept sieht unterhalb einer Geschwindigkeit von 50 km/h (real 55 km/h) ein Deaktivierung der Hinterradlenkung vor, damit nicht Komponenten der Hinterradlenkung geschädigt werden. Die Grenze entspricht der maximal zulässigen Hersteller-Vorgabe beim Fahren mit Schneeketten. Bei Überschreiten dieser Vorgabe erfolgt eine Warnung des Fahrers.
Bei einer vierten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung sind ein Mittel zum Erkennen einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Mittel zum Zwangsaktivieren einer Hinterradlenkung des Fahrzeugs ab Überschreiten einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 65 km/h bei erkannter Schneekette vorgesehen.
Mit der Weiterbildung erfolgt mit weiterer Überschreitung der maximal zulässigen Höchstgeschwindigkeit mit Schneeketten eine Zwangsaktivierung der Hinterradlenkung. Der Grund dafür ist, dass bei diesen Geschwindigkeiten über 65 km/h aus dem Gegenlenken der Hinterradlenkung zur Wendigkeitssteigerung ein Mitlenken zur Fahrdynamiksteigerung wird. Diese deutliche Fahrdynamiksteigerung im hohen Geschwindigkeitsbereich soll nicht für den Kunden abschaltbar sein, weder händisch noch automatisch, um immer die gleiche Reaktion des Fahrzeugs zu gewähren. Die weitere Legitimation ist die deutliche Verletzung der Höchstgeschwindigkeit mit montierten Schneeketten und dass bei diesen Geschwindigkeiten die Reaktion des Fahrzeugs maßgeblich von den Schneeketten beeinflusst wird, mehr als von irgendwelchen Regelsystemen. Sofern keine Schneekette erkannt wurde, verbleibt die Hinterradlenkung ohne Warnung immer aktiv.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,
2 die Signalverläufe eines Höhenstand-Sensors an einem Hinterrad und einem Vorderrad des Fahrzeugs gemäß 1,
3 die Signalverläufe eines Raddrehzahl-Sensors an einem Hinterrad und einem Vorderrad des Fahrzeugs gemäß 1,
4 den Verlauf über der Zeit der Rauschenergie bzw. des Rauschpegels der Signalverläufe gemäß 2 oder 3,
5 den Verlauf über der Zeit des Kriteriums einer zugehörigen Rauschanalyse,
6 den Verlauf über der Zeit der zugehörigen Entscheidung über das Vorhandensein einer Schneekette,
7 den Verlauf der Amplitude eines Signals gemäß 2 oder 3 betrachtet über mehrere Impulse pro Radumdrehung und mehrere Radumdrehungen,
8 den Verlauf über der Zeit der Impulse eines Signals gemäß 7 an einem Rad mit Schneekette,
9 den Verlauf über der Zeit des Kriteriums einer zu 8 gehörenden Musteranalyse,
10 den Verlauf über der Zeit einer zu 8 gehörenden Entscheidung über das Vorhandensein einer Schneekette,
11 den Verlauf über der Zeit der Impulse eines Signals gemäß 7 an einem Rad ohne Schneekette,
12 den Verlauf über der Zeit des Kriteriums einer zu 11 gehörenden Musteranalyse,
13 den Verlauf über der Zeit einer zu 11 gehörenden Entscheidung über das Vorhandensein einer Schneekette,
14 den Verlauf über der Zeit der Impulse eines Signals gemäß 7 an einem Rad beim Überfahren von ”Katzenaugen” bzw. „Markierungsnägeln”
15 den Verlauf über der Zeit des Kriteriums einer zu 14 gehörenden Musteranalyse,
16 den Verlauf über der Zeit einer zu 14 gehörenden Entscheidung über das Vorhandensein einer Schneekette,
17 eine Darstellung gemäß 7 beim Fahren mit einem Bremsplatten bei einer ersten Geschwindigkeit des Fahrzeugs,
18 eine Darstellung gemäß 7 beim Fahren mit einem Bremsplatten bei einer zweiten Geschwindigkeit des Fahrzeugs,
19 den Verlauf über der Zeit der Impulse eines Signals gemäß 7 an einem Rad mit Bremsplatten,
20 den Verlauf über der Zeit des Kriteriums einer zu 19 gehörenden Musteranalyse,
21 den Verlauf über der Zeit einer zu 19 gehörenden Entscheidung über das Vorhandensein einer Schneekette,
22 den Verlauf über der Zeit der Impulse eines Signals gemäß 7 an einem Rad aufgrund von Sensortoleranzen,
23 den Verlauf über der Zeit des Kriteriums einer zu 22 gehörenden Musteranalyse,
24 den Verlauf über der Zeit einer zu 22 gehörenden Entscheidung über das Vorhandensein einer Schneekette und
25 eine Darstellung gemäß 7 des Signals von 22.
In 1 ist ein Fahrzeug 10 veranschaulicht, das vier Räder, zwei Vorderräder 12 und zwei Hinterräder 14 aufweist. An jedem der Räder 12 bzw. 14 ist je ein Raddrehzahl-Sensor 16 sowie ein Höhenstand-Sensor 18 angeordnet. Alternativ kann an Stelle des Höhenstand-Sensors 18 ein Radbeschleunigungs-Sensor vorgesehen sein. Die Sensoren 16 und 18 sind über gestrichelt dargestellte Leitungen mit einem Steuergerät 20 betrieblich gekoppelt. Ferner ist an den Vorderrädern 12 eine Vorderradlenkung 22 sowie an den Hinterrädern 14 ein Hinterradlenkung 24 ausgebildet.
Das Steuergerät 20 dient dazu aus den Signalen der Sensoren 16 und 18 zu erkennen, ob auf den Hinterrädern 14 des Fahrzeugs 10 Schneeketten montiert sind und reagiert dann insbesondere indem es die Hinterradlenkung 24 deaktiviert. An den Vorderrädern 12 des vorliegenden (heckgetriebenen) Fahrzeugs 10 ist es dessen Benutzer nicht erlaubt Schneeketten zu montieren.
Zum Erkennen einer Schneekette an einem der Hinterräder 14 werden an dem Steuergerät 20 zwei unterschiedliche Auswerteverfahren bereitgestellt, nämlich eine Rauschanalyse und eine Musteranalyse. Diese Auswerteverfahren werden auf die von den Sensoren 16 und 18 bereitgestellten Signale angewendet, wobei das Steuergerät 20 selbsttätig erkennt, welche Sensoren an dem Fahrzeug 10 überhaupt verbaut sind und welche dieser Sensoren betriebsbereit sind. Das Steuergerät 10 priorisiert dabei, dass es Signale von Sensoren erhält, die unterschiedlicher Bauart sind, also möglichst von mindestens einem Höhenstand-Sensor und mindestens einem Raddrehzahl-Sensor vorne bzw. an der Vorderachse und hinter bzw. an der Hinterachse.
Im Steuergerät 10 werden die beiden Auswerteverfahren auf die bereitgestellten Signalverläufe angewendet und es wird dann eine Schneekette an den Hinterrädern 14 insbesondere dann erkannt, wenn die Auswertungen beider Auswerteverfahren, also sowohl die Rauschanalyse als auch die Musteranalyse eine Schneekette zeigen. Ferner wird eine Schneekette erkannt, wenn die Mehrheit an Auswertungen eine Schneekette zeigt, wenn also z. B. 4 von 6 Auswertungen eine Schneekette zeigen, oder nur wenn Auswertungen beider unterschiedlicher Auswerteverfahren eine Schneekette zeigen und die Mehrheit an Auswertungen eine Schneekette zeigt.
Um die Auswertungen vornehmen zu können, parametrisiert das Steuergerät die Auswerteverfahren selbsttätig derart, dass sie auf alle bereitgestellten Signalverläufe angewendet werden können.
In den 2 und 3 ist die Vorgehensweise bei der Rauschanalyse veranschaulicht. Die Fig. zeigen in einer Linie 26 den Signalverlauf eines Signals, genauer gesagt die Amplitude (vertikale Achse) des Signals über der Zeit (horizontale Achse) eines Höhenstand-Sensors 18 an einem Hinterrad 14, in einer Linie 28 den Signalverlauf eines Signals eines Höhenstand-Sensors 18 an einem Vorderrad 12 und in einer Linie 30 den Signalverlauf eines Signals eines Raddrehzahl-Sensors 16 an einem Hinterrad 14 sowie in einer Linie 32 den Signalverlauf eines Signals eines Raddrehzahl-Sensors 16 an einem Vorderrad 12.
Aus den 2 und 3 ist dabei zu erkennen, dass die Signalverläufe der Hinterräder 14 einen größeren Rauschpegel aufweisen, als die Signalverläufe der Vorderräder 12. Die Signale der Hinterräder 14 sind über die Zeit hinweg viel stärker aufgefächert, als die Signale der Vorderräder 12. Dieser Umstand wird ausgenutzt, um die Rauschpegel bzw. Rauschenergiewerte der Signale einem Schwellenwert gegenüberzustellen und daraus zu Erkennen, dass eine Schneekette auf den Hinterrädern 14 vorhanden ist. Das Vorderrad 12 dient dabei als Referenz zum Hinterrad 14. Ist also die Rauschenergie am Hinterrad 14 über eine vordefinierte erste Schwelle größer als die Rauschenergie am Vorderrad 12, wird das Verfahren auf das Vorhandensein einer Schneekette erkennen. Bei gleicher oder auch eventuell geringerer Rauschenergie am Hinterrad 14 wird das Verfahren auf keine Schneekette erkennen. Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass bei holpriger Straße (Schlechtweg) und nicht montierten Schneeketten beide analysierten Räder 12 und 14 ähnlich hohe Rauschenergien erzeugen. Dadurch wird dann sicher keine Schneekette erkannt. Trotzdem kann bis zu einem gewissen Grad an Schlechtweg eine montierte Schneekette noch erkannt werden. Zur Unterstützung analysiert in diesem Fall die Erkennungsfunktion die Rauschenergie an mindestens einem Vorderrad 12. Wird auch am Vorderrad 12 eine bestimmte zweite Schwelle an Rauschenergie überschritten, so wird zunächst auf einen Schlechtweg erkannt und nachfolgend der Erkennungszeitraum für die eigentliche Schneekettenerkennung erhöht.
Dieses Überprüfen des Rauschpegels des Signals vom Hinterrad 14 im Vergleich zum Vorderrad 12 ist auch in den 4 bis 6 veranschaulicht. Die 4 veranschaulicht mit einer Linie 34 den Rauschpegel (vertikale Achse) an einem Hinterrad 14, während sich zugleich der Rauschpegel an einem Vorderrad 12 gemäß einer Linie 36 über die Zeit hinweg (horizontale Achse, in Sekunden) entwickelt. Sobald der Rauschpegel am Hinterrad 14 ansteigt, geht gemäß der 5 das Kriterium über das Vorhandensein einer Schneekette am Hinterrad 14 gemäß einer Linie 38 in 5 von zunächst 0 auf den Wert 3. Wenn dieses Kriterium über eine vorbestimmte Zeit von ca. 5 Sekunden erhalten bleibt, so geht die eigentliche Erkennungsfunktion gemäß einer Linie 40 in 6 vom Wert 3, d. h. Schneekette erwartet zum Wert 4 über, welcher bedeutet, dass auf eine Schneekette erkannt wurde.
Die 7 ff. veranschaulichen das Verfahren zum Erkennen einer Schneekette mittels Musteranalyse. Die 7 zeigt dazu die Amplitude (vertikale Achse) des abgetasteten Signalverlaufs einer der Sensoren 16 oder 18 über je 48 Pufferpositionen innerhalb einer Radumdrehung (horizontale Achse) und über mehrere Radumdrehungen hinweg (perspektivische Achse). Die Darstellung zeigt, dass sich bei Vorhandensein einer Schneekette (weitgehend unter Idealbedingungen) über den Radumfang hinweg grundsätzlich ein rhythmischer Signalverlauf ergibt, der sich aufgrund einer Wanderbewegung der Schneekette auf dem zugerhörigen Rad von Radumdrehung zu Radumdrehung geringfügig verschiebt. Das rhythmische Muster kommt dadurch zustande, dass sich das einzelne Rad beim Überfahren jedes einzelnen Quersteges einer Schneekette geringfügig hebt und nachfolgend wieder senkt. Unter gestörten Bedingungen, z. B. des Fahrens auf unbefestigten Wegen, ergibt sich kein derart gleichmäßiger rhythmischer Verlauf, wodurch die Erkennung von Schneeketten an Fahrzeugrädern erheblich erschwert wird.
Zur Auswertung des grundsätzlich rhythmischen Signalverlaufs wird am Steuergerät 20 eine Musteranalyse angewendet, bei der der Signalverlauf jeder einzelnen Radumdrehung insgesamt sechs unterschiedlichen Autokorrelationen unterworfen wird. Dabei wird mit einer ersten Autokorrelation zunächst geprüft, ob überhaupt ein rhythmischer Signalverlauf vorliegt. Dabei wird insbesondere mit einem 3-fachen Muster angefangen und nachfolgend dieses mittels eines 6-fachen und 9-fachen Musters überprüft. Es wird also mittels Autokorrelation festgestellt, ob sich das Muster des Signalverlaufs aufgrund des Überfahrens der Stege einer Schneekette im 3er, 6er oder 9er Rhythmus wiederholt. Eine Autokorrelation, die ein 3-faches Muster erkennen kann, erkennt auch ein 6-faches, 9-faches und 12-faches wiederkehrendes Muster einer Schneekette auf einem Radumfang. Durch diese Eigenschaft wird eine Verifikation der einzelnen Autokorrelationsergebnisse, die mit einem vielfachen Muster vorhanden sind, durchgeführt. Wenn z. B. mit einer Autokorrelation ein 9-faches Muster ermittelt wurde, so muss auch die Autokorrelation mit dem 3-fachen Muster anschlagen. Dadurch wird wirkungsvoll verhindert, dass aufgrund von Störungen bei der Radabtastung (etwa durch einen Schlechtweg) nur einzelne Autokorrelationen ein Muster als Schneekette erkennen.
Darüber hinaus werden Autokorrelationen auf das 4-fache, 5-fache und 8-fache Muster angewendet. Dadurch kann insbesondere ein 4-faches Muster erkannt und verifiziert werden.
Das Überprüfen des Signalmusters mittels Autokorrelation und die nachfolgende Bewertung im Hinblick auf ein zu erkennendes Muster sind in den 8 bis 10 veranschaulicht. Die 8 zeigt mit einer Vielzahl an Zeilen bzw. Linien 42 (insgesamt 48 Impulse bzw. Pufferpositionen je Radumfang) die Amplitude (vertikale Achse) des jeweils einzelnen Signalverlaufs über die Zeit hinweg (horizontale Achse). Das Signal selbst kann dabei die momentane Raddrehzahl bezogen auf die Stelle des Radumfangs oder der momentane Höhenstand des Fahrzeugs bezogen auf die Stelle des Radumfangs sein. Die 8 ist damit sozusagen eine Draufsicht auf die Darstellung gemäß 7. Die unterschiedlichen Helligkeitswerte in 8 stehen für die unterschiedlich hohen Amplituden. Die 9 verdeutlich, dass nach Auswertung des derartigen Musters mittels der beschriebenen Autokorrelationen sich sehr bald das Kriterium über das Vorhandensein einer Schneekette am zugehörigen Hinterrad 14 gemäß einer Linie 44 ergibt. Entsprechend wird zeitnah (siehe 10) gemäß einer Linie 46 die eigentliche Erkennungsfunktion vom Wert 3, d. h. Schneekette erwartet, auf den Wert 4 gesetzt, der bedeutet, dass auf eine Schneekette erkannt wurde.
Die 11 bis 13 veranschaulichen, wie sich diese Art der Signalauswertung bei einer Messung an einem Vorderrad 12 ohne montierte Schneekette darstellt. Die 11 zeigt mit kaum noch erkennbaren Zeilen bzw. Linien 48, dass ein gleichmäßiges rhythmisches Muster fehlt. Entsprechend spricht die Mustererkennung mittels der beschriebenen Autokorrelationen nicht an und es ergibt sich in 12 eine Linie 50 für das Kriterium über das Vorhandensein einer Schneekette am zugehörigen Vorderrad 12, die zwischen +2 und –3 schwankt. Daher springt auch die Erkennungsfunktion mit ihrer Linie 52 gemäß 13 frühzeitig auf den Wert 2, was bedeutet, dass mit dieser Auswertung keine Schneekette erwartet wird.
Ein weiteres Problem der Erkennung von Schneeketten liegt in einer möglicherweise periodischen Anregung ausgehend von der befahrenen Straße selbst. Z. B. kann durch hintereinander verlegte ”Katzenaugen” bzw. „Markierungsnägel”, wie sie oft an Autobahnbaustellen anzufinden sind, eine rhythmische Anregung eines Rades resultieren. Gleiches kann bei Spuren von Kettenfahrzeugen auf Schnee oder Feldwegen sowie bei Auswaschungen der Fahrbahn der Fall sein. Solche Anregungen können in den Signalen der Erkennungssensorik einen ähnlichen Signalverlauf wie bei montierten Schneeketten erzeugen. Herkömmliche Mustererkennungsverfahren können dann fälschlich Schneeketten erkennen.
Um derartiges zu Verhindern erfolgen bei dem hier dargestellten Beispiel neben den sechs Autokorrelationen noch drei weitere Korrelationen der gesamten Radumdrehung. Es wird dazu die aktuelle vollständige Radabtastung (n) mit sich selbst, die vorhergehende vollständige Radabtastung (n – 1) mit sich selbst und die Radabtastung (n) mit der Radabtastung (n – 1) korreliert. Aus diesen drei Berechnungsergebnissen der Korrelationen wird die Änderung des Musters zweier aufeinander folgender Radabtastungen bestimmt. Mit anderen Worten wird die Konstanz des Musters ermittelt. Ergeben sich nun vermeintliche Muster einer Schneekette an deutlich unterschiedlichen Stellen des Rades, wird eine Erkennung auf Schneekette verhindert. Das Muster war in diesem Fall nicht ausreichend konstant. Dass eine Schneekette auf einem Rad leicht wandern kann, wird in der Erkennung durch einen Abweichungsfaktor berücksichtigt.
Die Vorgehensweise ist in den 14 bis 16 veranschaulicht. Die 14 zeigt mit noch erkennbaren Linien 54, dass sich beim Überfahren von Katzenaugen an einem Höhenstand-Sensor 18 ein teilweise rhythmisches Muster ergibt. Entsprechend spricht sofort die Rauschpegelerkennung gemäß einer Linie 56 in 15 und etwas später die Mustererkennung gemäß einer Linie 58 in 15 an. Beide Erkennungen deuten auf eine Schneekette. Zugleich sinkt aber der Pegel des Kriteriums für eine Musterkonstanz gemäß einer Linie 60 vom Wert 1 bei ca. 12 sec auf einen Wert –1 bei ca. 25 sec ab. Damit verhindert diese Erkennung der fehlenden Musterkonstanz, dass die Erkennungsfunktion insgesamt auf einen Wert 3 springen könnte. Die Erkennungsfunktion sinkt vielmehr auf einen Wert 2 ab, was in 16 an einer Linie 62 zu erkennen ist.
Ein weiterer Grund, weshalb es zu Fehlerkennungen von Schneeketten kommen kann, ist das Vorhandensein eines so genannten Bremsplattens. Unter Bremsplatten versteht man eine Abplattung am Umfang eines Rades, die sich durch einen örtlichen Profilverschleiß aufgrund einer starken Bremsung ergeben hat.
Aufgrund eines Bremsplattens kommt es in bestimmten Geschwindigkeitsbereichen des Fahrzeugs zur Anregung von Schwingungen am zugehörigen Rad. Diese Schwingungen werden von der Erkennungssensorik wahrgenommen und können gegebenenfalls dem Muster einer Schneekette entsprechen. Die 17 und 18 zeigen den abgetasteten Signalverlauf mehrerer Radumdrehungen an einem Rad, welches einen Bremsplatten hat. 17 zeigt dabei das aufbereitete Signal aus 18. Es ist gerade im Vergleich zur 7 gut zu erkennen, wie weit der derartige Signalverlauf dem Signalverlauf bei einer montierten Schneekette ähneln kann.
Solche Schwingungen oder auch andere Arten von Eigenschwingungen eines Fahrzeugs (z. B. durch Unwucht) haben den Nachteil, dass sie weder durch die Mustererkennung selbst noch durch die Musterkonstanz unterschieden werden können. Insbesondere ist der Bremsplatten am Rad an einer festen Position, so dass gerade die Musterkonstanz dies als eine Schneekette werten würde. Bremsplatten haben aber die Besonderheit, dass die Amplituden des zugehörigen Signals ausgehend von einem zentralen Maximum bezogen auf eine Radabtastung stark abnehmen. Bei montierter Schneekette ist die Amplitude hingegen über die Radabtastung hinweg relativ gleich groß.
Zur Erkennung und Unterscheidung von Bremsplatten ist das Steuergerät 20 daher dazu eingerichtet, den Signalverlauf über mindestens eine vollständige Umdrehung des Rades hinweg, wie er in 19 mit Zeilen bzw. Linien 64 veranschaulicht ist, in eine Anzahl an Bereichen zu unterteilen und je Bereich den Mittelwert aller Signale zu bilden. Die Mittelwerte der Bereiche werden dann miteinander verglichen und das Erkennen einer Schneekette wird verhindert, wenn die Mittelwerte nicht über eine Vielzahl oder alle Bereiche hinweg über einer vordefinierten Schwelle liegen.
Dies ist in 20 veranschaulicht, wobei eine Linie 66 aufgrund der Musterkonstanz eine Schneekette erkennen will und auch eine Mustererkennung gemäß einer Linie 68 immer wieder das Vorhandensein einer Schneekette meldet. Die Erkennung auf Bremsplatten gemäß einer Linie 70 verhindert hingegen konstant eine endgültige Schneeketten-Meldung. Entsprechend sinkt eine Linie 72 in 21 für die Erkennungsfunktion in dieser Situation von zunächst dem Wert 3 schrittweise auf den Wert 1 ab. Somit wird keine Kette erkannt.
Ein weiteres, sich schließlich unter realen Bedingungen ergebendes Problem der Schneekettenerkennung liegt darin, dass die dazu verwendeten Sensoren fertigungsbedingt mit Toleranzen behaftet sein können, die ebenfalls zu rhythmisch abweichenden Sensorsignalen führen können. So können sich insbesondere bei magnetischen Raddrehzahl-Sensoren bedingt durch abwechselnde Polpaare Muster ergeben, die jenen von montierten Schneeketten ähnlich sind. Um derartige Fehlmeldungen zu verhindern, ist das Steuergerät 20 schließlich auch dazu angepasst, aus dem einzelnen Signalverlauf die Anzahl an Nulldurchgängen je Radumdrehung zu ermittelt und eine Schneekettenerkennung zu verhindern, wenn diese Erkennung einer Musteranzahl zu einem Muster von mehr als 12 je Umdrehung, also mehr als 12 Schneekettenglieder je Radumfang, führt.
Diese Art der Erkennung der Musteranzahl je Umdrehung ist in den 22 bis 24 näher veranschaulicht. 22 zeigt mittels Zeilen bzw. Linien 74 Signalverläufe aus den bereits oben genannte 48 Pufferpositionen, wenn sich beim Messen aufgrund von Sensortoleranzen rhythmische Schwankungen ergeben. Wie in der 23 anhand einer Linie 76 zu sehen ist, führen derartige Schwankungen zu einem Anspringen der Mustererkennung. Auch die Musterkonstanz zeigt gemäß einer Linie 78 zunächst eine Schneekette an. Selbst die Erkennung Bremsplatten würde gemäß einer Linie 80 eine Schneekette melden. Mit den derartigen Meldungen steigt aber zugleich gemäß einer Linie 82 das Signal der Erkennung einer besonders hohen Musteranzahl an und meldet, dass es sich bei diesem Muster aufgrund der hohen Anzahl an Nulldurchgängen pro Radumfang nicht um eine Schneekette handeln kann. Entsprechend geht das Signal der eigentlichen Erkennungsfunktion gemäß einer Linie 84 in 24 vom Wert 3 auf den Wert 2 über, womit ”keine Schneekette montiert” gemeldet wird.
Die 25 zeigt, wie sich höhere Musterzahlen, vorliegend ein 24-fach Muster aufgrund von Toleranzschwankungen in Entsprechung zur Darstellung gemäß 7 dreidimensional darstellt.
Wie schließlich noch in 1 mit Bezugszeichen 86 veranschaulicht ist, ist an dem Steuergerät 20 ferner ein Schalter für eine manuelle Eingabe der Verwendung von Schneeketten vorgesehen. Sobald am Steuergerät 20 aufgrund der oben beschriebenen Auswertungen oder aufgrund der manuellen Eingabe am Schalter 86 erkannt wird, dass Schneeketten an den Hinterrädern 14 montiert sind, deaktiviert das Steuergerät 20 die Hinterradlenkung 24 des Fahrzeugs 10. Sofern nachfolgend einer der Raddrehzahl-Sensoren 16 eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 von mehr als z. B. 50 km/h meldet, gibt das Steuergerät 20 eine Warnmeldung an den Fahrer des Fahrzeugs ab. Wenn darüber hinaus eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 von mehr als z. B. 65 km/h erkannt wird, wird die Hinterradlenkung 24 vom Steuergerät 20 wieder zwangsaktiviert.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
12: Vorderrad
14: Hinterrad
16: Raddrehzahl-Sensor
18: Höhenstand-Sensor
20: Steuergerät
22: Vorderradlenkung
24: Hinterradlenkung
26: Linie Höhenstand hinten
28: Linie Höhenstand vorne
30: Linie Raddrehzahl hinten
32: Linie Raddrehzahl vorne
34: Linie Rauschpegel hinten
36: Linie Rauschpegel vorne
38: Linie Kriterium Rauschpegel
40: Linie Erkennungsfunktion
42: Linie Signalverlauf mit Schneekette
44: Linie Kriterium Mustererkennung
46: Linie Erkennungsfunktion
48: Linie Signalverlauf Mustererkennung
50: Linie Kriterium Mustererkennung
52: Linie Erkennungsfunktion
54: Linie Signalverlauf mit Katzenaugen
56: Linie Kriterium Rauschpegel
58: Linie Kriterium Mustererkennung
60: Linie Kriterium Musterkonstanz
62: Linie Erkennungsfunktion
64: Linie Signalverlauf mit Bremsplatten
66: Linie Kriterium Musterkonstanz
68: Linie Kriterium Mustererkennung
70: Linie Kriterium Bremsplatten
72: Linie Erkennungsfunktion
74: Linie Signalverlauf mit Sensortoleranzen
76: Linie Kriterium Mustererkennung
78: Linie Kriterium Musterkonstanz
80: Linie Kriterium Bremsplatten
82: Linie Kriterium Hochfrequenz
84: Linie Erkennungsfunktion
86: Schalter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3701087 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Erkennen einer Schneekette an mindestens einem Rad (12; 14) eines Fahrzeugs (10) mit den Schritten: Bereitstellen zweier unterschiedlicher Auswerteverfahren (38; 44) an einer Auswerteeinrichtung (20), Bereitstellen von Signalen (26, 28, 30, 32) zweier oder mehrerer Sensoren (16; 18) des Fahrzeugs (10) an der Auswerteeinrichtung (20), Anwenden der beiden unterschiedlichen Auswerteverfahren (38; 44) auf die Signale (26, 28, 30, 32) der beiden Sensoren (16; 18), so dass sich vier Auswertungen ergeben, sowie Erkennen einer Schneekette, wenn Auswertungen (40; 46) beider unterschiedlicher Auswerteverfahren (38; 44) eine Schneekette zeigen, wenn die Mehrheit an Auswertungen (40; 46) eine Schneekette zeigt, oder nur wenn Auswertungen (40; 46) beider unterschiedlicher Auswerteverfahren (38; 44) eine Schneekette zeigen und die Mehrheit an Auswertungen (40; 46) eine Schneekette zeigt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Auswerteeinrichtung (20) selbsttätig Signale (26, 28, 30, 32) mehrere bereitstehender Sensoren (16; 18) zur Auswertung auswählt und dabei insbesondere priorisiert, dass die Sensoren (16; 18) unterschiedlicher Art sind.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Auswerteeinrichtung (20) nach dem Auswählen der Signale (26, 28, 30, 32) bereitstehender Sensoren (16; 18) ^selbsttätig eine Parametrisierung der Auswerteverfahren (38; 44) vornimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Auswerteeinrichtung (20) die Signale (26, 28, 30, 32) von Sensoren (16; 18) aus der Gruppe der Raddrehzahl-Sensoren, der Höhenstand-Sensoren und der Radbeschleunigung-Sensoren auswählt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem als Auswerteverfahren (38; 44) eine Rauschanalyse des zugehörigen Signals sowie eine Musteranalyse des zugehörigen Signals bereitgestellt werden.
Verfahren zum Erkennen einer Schneekette an einem Rad (12; 14) eines Fahrzeugs (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit den Schritten: Bereitstellen von Signalen (26, 28, 30, 32) zweier Sensoren (16; 18) des Fahrzeugs (10) an einer Auswerteeinrichtung (20), Anwenden einer Rauschanalyse (38) auf die Signale (26, 28, 30, 32) der beiden Sensoren (16; 18), so dass sich mindestens ein Rauschenergiewert (34; 36) pro Sensor (26, 28, 30, 32) ergibt, sowie Erkennen einer Schneekette, wenn der eine Rauschenergiewert (34) um mehr als eine vordefinierte erste Schwelle höher ist, als der andere Rauschenergiewert (36) (4 bis 6).
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Zeitraum für die Erkennung einer Schneekette verlängert wird, wenn beide Rauschenergiewerte (34; 36) über einer vordefinierten zweiten Schwelle liegen.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem einer der Sensoren (16; 18) einem Vorderrad (12) des Fahrzeugs (10) und der andere Sensor (16; 18) einem Hinterrad (14) des Fahrzeugs (10) zugeordnet ist.
Verfahren zum Erkennen einer Schneekette an einem Rad (12; 14) eines Fahrzeugs (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den Schritten: Bereitstellen eines Signals (26, 28, 30, 32) mindestens eines Sensors (16; 18) des Fahrzeugs (10) an einer Auswerteeinrichtung (20), Anwenden einer Musteranalyse (44) auf das Signal (26, 28, 30, 32) des mindestens einen Sensors (16; 18), so dass sich ein Musterverlauf (7) über mindestens eine Umdrehung des Rades des Fahrzeugs ergibt, sowie Prüfen des Musterverlaufs auf Autokorrelation und Erkennen einer Schneekette, wenn die Prüfung eine einer Schneekette entsprechende Autokorrelation des Musterverlaufs zeigt, wobei beim Prüfen des Musterverlaufs auf Autokorrelation eine Prüfung auf eine erste Autokorrelation und mindestens eine weitere Prüfung auf ein mehrfaches der ersten Autokorrelation vorgenommen wird (8 bis 13).
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem beim Prüfen des Musterverlaufs (44) auf Autokorrelation eine Prüfung auf sechs verschiedene Autokorrelationsmuster vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem beim Prüfen des Musterverlaufs (44) auf Autokorrelation eine Prüfung auf ein 3-faches, 4-faches, 5-faches, 6-faches, 8-faches und 9-faches Autokorrelationsmuster vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem beim Prüfen des Musterverlaufs (44) auf Autokorrelation der Musterverlauf von mindestens zwei Radumdrehungen relativ zueinander auf Autokorrelation geprüft wird (14 bis 16).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem beim Bereitstellen des mindestens einen Signals (26, 28, 30, 32) ein Signal einer vollständigen Umdrehung des Rades abgetastet wird, der Signalverlauf in eine Anzahl an Bereichen unterteilt wird, je Bereich der Mittelwert des Betrags aller Signale gebildet wird und die Mittelwerte der Bereiche miteinander verglichen werden (19 bis 21).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem beim Bereitstellen des mindestens einen Signals (26, 28, 30, 32) ein Signal einer vollständigen Umdrehung des Rades abgetastet wird, und aus dem Signalverlauf die Anzahl an Nulldurchgängen je Umdrehung ermittelt wird (22 bis 24).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem ein Signalisieren einer Schneekette nur erfolgt, wenn die Schneekette gemäß einer Rauschanalyse (40) und gemäß einer Musteranalyse (44) erkannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem zum Bereitstellen von Signalen (26, 28, 30, 32) mindestens ein Raddrehzahlsensor (16) und/oder mindestens ein Höhenstandssensor (18) und/oder mindestens ein Radbeschleunigungssensor verwendet werden.
Steuereinrichtung (20) eines Fahrzeugs (10) mit Mitteln zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
Steuereinrichtung nach Anspruch 17, bei dem ferner Mittel (84) zur manuellen Eingabe der Verwendung von Schneeketten vorgesehen sind.
Steuereinrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei dem ein Mittel zum Deaktivieren einer Hinterradlenkung (24) des Fahrzeugs (10) nach Erkennung einer Schneekette vorgesehen ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem ein Mittel (16) zum Erkennen einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (10) und ein Mittel zum Warnen eines Fahrers ab Überschreiten einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 50 km/h bei erkannter Schneekette vorgesehen sind.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem ein Mittel (16) zum Erkennen einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (10) und ein Mittel zum Zwangsaktivieren einer Hinterradlenkung (24) des Fahrzeugs (10) ab Überschreiten einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 65 km/h bei erkannter Schneekette vorgesehen sind.