DE102010041768A1 - Method for approximate determination of diameter of wheel of motor vehicle, involves determining radial distance of acceleration sensor to wheel midpoint based on determined acceleration of wheel and rotation speed of wheel - Google Patents

Method for approximate determination of diameter of wheel of motor vehicle, involves determining radial distance of acceleration sensor to wheel midpoint based on determined acceleration of wheel and rotation speed of wheel Download PDF

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Abstract

The method involves detecting effective acceleration of the rotary wheel along radial direction using acceleration sensor. The radial distance of acceleration sensor to the wheel midpoint is determined based on determined acceleration of wheel and rotation speed of wheel. The diameter of the wheel is determined from the radial distance of acceleration sensor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zumindest näherungsweisen Ermittlung einer Dimension, insbesondere des Durchmessers, eines an einem Fahrzeug verbauten Rades, welches in einem örtlich festgelegten Bereich mit einem Aufnehmer ausgerüstet ist, welcher die in einer vorgegebenen Richtung, vorzugsweise in Radialrichtung wirksame Beschleunigung dieses Rad-Bereichs bei rotierendem Rad ermittelt.The invention relates to a method for the at least approximate determination of a dimension, in particular of the diameter of a wheel mounted on a vehicle, which is equipped in a fixed area with a pickup, which in a predetermined direction, preferably in the radial direction effective acceleration of this Rad- Range determined with rotating wheel.

Bekanntlich wird bei Kraftfahrzeugen die aktuelle Fahrgeschwindigkeit aus der Drehzahl zumindest eines der Fahrzeug-Räder abgeleitet, indem ein vorgegebener Durchmesser dieses Rades zur Ermittlung der innerhalb einer gewissen Zeitspanne zurückgelegten Wegstrecke entsprechend berücksichtigt wird. Ein bestimmtes Fahrzeug-Modell kann jedoch mit unterschiedlichen Rädern, die sich auch zumindest geringfügig in ihrem Durchmesser unterscheiden können, ausgerüstet sein. Für diesen Fall kann für die Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit somit möglicherweise ein Durchmesser heran gezogen werden, der nicht der Realität entspricht, wobei sicherzustellen ist, dass bei der Wegstreckenermittlung oder Geschwindigkeitsermittlung stets ein solcher Rad-Durchmesser zu Grunde gelegt wird, mit dem sich keine rechnerische Fahrgeschwindigkeit ergibt, die geringer als die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit ist.As is known, in motor vehicles, the current driving speed is derived from the rotational speed of at least one of the vehicle wheels by correspondingly taking into account a predetermined diameter of this wheel for determining the distance traveled within a certain period of time. However, a particular vehicle model may be equipped with different wheels, which may also differ at least slightly in diameter. For this case, a diameter which does not correspond to reality may possibly be used for the determination of the driving speed, wherein it must be ensured that the distance calculation or speed determination is always based on a wheel diameter with which no calculated driving speed is based which is less than the actual driving speed.

Es wäre wünschenswert, wenn der Durchmesser der aktuell am Fahrzeug montierten Räder von einer elektronischen Recheneinheit, in der die zurückgelegte Wegstrecke oder Fahrgeschwindigkeit auf die beschriebene Weise ermittelt wird, selbsttätig mitgeteilt werden könnte. Hierfür könnten an den Rädern spezielle Signalgeber vorgesehen sein, die der genannten Recheneinheit ein entsprechendes Signal übermitteln. Dies bedingte jedoch einen erheblichen zusätzlichen Aufwand.It would be desirable if the diameter of the wheels currently mounted on the vehicle of an electronic computing unit in which the distance traveled or driving speed is determined in the manner described, could be notified automatically. For this purpose, special signal transmitters could be provided on the wheels, which transmit a corresponding signal to said arithmetic unit. However, this required a considerable additional effort.

Hiermit soll daher aufgezeigt werden, wie eine Dimension, insbesondere der Durchmesser, eines an einem Fahrzeug verbauten Rades einfach und insbesondere unter Verwendung einer zu anderen Zwecken bereits vorhandenen Sensorik zumindest näherungsweise ermittelt werden kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).This is therefore intended to show how a dimension, in particular the diameter, of a wheel installed on a vehicle can be determined at least approximately and in particular using a sensor already existing for other purposes (= object of the present invention).

Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Betrag der ermittelten Beschleunigung unter Berücksichtigung der zugehörigen Rad-Drehzahl der radiale Abstand des Beschleunigungs-Aufnehmers vom Rad-Mittelpunkt bestimmt wird und dass aus diesem radialen Abstand anhand einer vorgegebenen Zuordnung zumindest ein Wertebereich für die zu ermittelnde Dimension, insbesondere für den Rad-Durchmesser, abgeleitet wird. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im abhängigen Patentanspruch angegeben.The solution to this problem is for a method according to the preamble of claim 1, characterized in that from the magnitude of the determined acceleration taking into account the associated wheel speed of the radial distance of the acceleration pickup from the wheel center is determined and that from this radial distance Based on a predetermined assignment, at least one range of values for the dimension to be determined, in particular for the wheel diameter, is derived. An advantageous development is specified in the dependent claim.

Zur Erhöhung der Sicherheit und aufgrund gesetzlicher Vorschriften werden Räder von Kraftfahrzeugen in zunehmendem Maße mit Systemen zur Überwachung des Luftdrucks im Rad-Reifen ausgerüstet. Eines dieser bekannten und zum Einsatz kommenden Systeme ist unter anderem mit zumindest einem Beschleunigungs-Aufnehmer versehen, der die Beschleunigung des rotierenden Rades in Radialrichtung und somit die wirkende Zentrifugalkraft und/oder die Beschleunigung in Rad-Umfangsrichtung und somit die wirksame Umfangskraft zu messen in der Lage ist. Die Signale dieser Beschleunigungs-Aufnehmer, deren Messgenauigkeit erstaunlich hoch ist, werden benötigt, um die über Telemetrie an eine zentrale elektronische Steuereinheit übermittelten Sensordaten bezüglich der in den einzelnen Rädern ermittelten Druckwerte eindeutig dem jeweiligen Rad zuordnen zu können. Zu diesem Stand der Technik sei beispielsweise auf die EP 0 991 532 B1 verwiesen.To increase safety and regulatory requirements, motor vehicle wheels are increasingly being fitted with air tire pressure monitoring systems. One of these known and used systems is provided, inter alia, with at least one acceleration transducer, which measure the acceleration of the rotating wheel in the radial direction and thus the acting centrifugal force and / or the acceleration in the circumferential direction and thus the effective circumferential force in the Location is. The signals of these acceleration transducers, whose measurement accuracy is surprisingly high, are required in order to be able to unambiguously assign the sensor data transmitted via telemetry to a central electronic control unit with respect to the pressure values determined in the individual wheels to the respective wheel. To this state of the art, for example, on the EP 0 991 532 B1 directed.

Vorliegend wurde nun erkannt, dass sich aus den Messwerten der wie erläutert zu einem anderen Zweck, nämlich für die korrekte Zuordnung telemetrisch übermittelter Daten zu den einzelnen Rädern des Kraftfahrzeugs, beispielsweise Personenkraftwagens, vorgesehenen Beschleunigungs-Aufnehmer mit ausreichender Genauigkeit der radiale Abstand des jeweiligen Beschleunigungs-Aufnehmers zum Rad-Mittelpunkt ermitteln lässt. Beispielsweise stellt sich die wirkende Zentrifugalbeschleunigung als algebraisches Produkt des besagten radialen Abstandes und dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit dar. Letztere ist aus der mit der üblichen Raddrehzahl-Sensorik bestimmten Rad-Drehzahl ableitbar, so dass in Kenntnis des gemessenen Betrags der Zentrifugalbeschleunigung der radiale Abstand des Beschleunigungs-Aufnehmers zum Rad-Mittelpunkt ableitbar ist. Im Prinzip gilt entsprechendes für die Ermittlung des radialen Abstandes des Beschleunigungs-Aufnehmers vom Rad-Mittelpunkt aus der vom Beschleunigungs-Aufnehmer gemessenen Umfangsbeschleunigung.In the present case, it has now been recognized that from the measured values of the acceleration values provided for a different purpose, namely for the correct assignment of telemetrically transmitted data to the individual wheels of the motor vehicle, for example passenger cars, the radial distance of the respective acceleration sensor is determined with sufficient accuracy. Sensor to the wheel center can be determined. For example, the acting centrifugal acceleration is an algebraic product of the said radial distance and the square of the angular velocity. The latter can be derived from the wheel speed determined with the conventional wheel speed sensor technology, so that, knowing the measured amount of centrifugal acceleration, the radial distance of the acceleration Receiver to the wheel center is derivable. In principle, the same applies to the determination of the radial distance of the acceleration pickup from the wheel center from the circumferential acceleration measured by the acceleration pickup.

Weiterhin ist bekannt, in welchem Bereich des Rades der Beschleunigungs-Aufnehmer installiert ist. Beispielsweise liegt dessen Montageort auf der Rad-Felge im Bereich des Luft-Ventils. Für diesen Beispielsfall ist mit der beschriebenen Ermittlung des radialen Abstands des Beschleunigungs-Aufnehmers zum Rad-Mittelpunkt somit der Durchmesser der Rad-Felge praktisch eindeutig bestimmbar. Es können nun zwar auf einer bestimmten Rad-Felge unterschiedliche Rad-Reifen mit unterschiedlichem Verhältnis von Flankenhöhe zu Reifenbreite montiert sein, jedoch sind vom Hersteller eines Kraftfahrzeugs üblicherweise nur wenige unterschiedliche Reifen zur Montage auf einer bestimmten freigegebenen Felge zugelassen. Somit kann in Kenntnis des Felgen-Durchmessers anhand einer vorgegebenen, der Reifen-Freigabe durch den Fahrzeug-Hersteller entsprechenden Zuordnung zumindest ein begrenzter möglicher Wertebereich für den Rad-Durchmesser abgeleitet werden. Gegenüber der wesentlich größeren Unsicherheit darüber, welche Felge überhaupt am Fahrzeug installiert ist, ist auf diese Weise eine deutlich reduzierte Bandbreite möglicher Rad-Durchmesser erreichbar. Im übrigen ist die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich höher, wenn der besagte Beschleunigungs-Aufnehmer nicht an der Felge, sondern am Reifen selbst montiert ist, was selbstverständlich grundsätzlich möglich ist. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass neben dem Rad-Durchmesser auch eine andere Dimension des verbauten Rades bestimmt werden kann, falls über den auf die beschriebene Weise ermittelten radialen Abstand des beschleunigungs-Aufnehmers zum Rad-Mittelpunkt über eine vorgegebene Zuordnung auf diese Dimension, beispielsweise die Reifenbreite, geschlossen werden kann.It is also known in which area of the wheel the accelerometer is installed. For example, its mounting location is on the wheel rim in the area of the air valve. For this example, with the described determination of the radial distance of the accelerometer to the wheel center thus the diameter of the wheel rim practically uniquely determined. Although it can be mounted on a particular wheel rim different wheel tires with different ratio of flank height to tire width, but are from the manufacturer of a Motor vehicle usually only a few different tires allowed for mounting on a particular released rim. Thus, with knowledge of the rim diameter based on a predetermined, the tire release by the vehicle manufacturer corresponding assignment at least a limited range of possible values for the wheel diameter can be derived. Compared to the much greater uncertainty about which rim is ever installed on the vehicle, in this way a significantly reduced range of possible wheel diameter can be achieved. Moreover, the accuracy of the method according to the invention is significantly higher when the said acceleration pickup is not mounted on the rim, but on the tire itself, which of course is basically possible. Furthermore, it should be noted that in addition to the wheel diameter and another dimension of the installed wheel can be determined if, via the determined in the manner described radial distance of the acceleration transducer to the wheel center over a predetermined assignment to this dimension, for example Tire width, can be closed.

Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung wurde erkannt, dass aus den zur Verfügung stehenden Messwerten des – wie eingangs erläutert zu einem anderen Zweck vorgesehenen – Beschleunigungs-Aufnehmers weitere hilfreiche Informationen gewonnen werden können. So kann aus einer erheblichen Änderung der in der genannten vorgegebenen Richtung, insbesondere in Radialrichtung wirkenden Beschleunigung innerhalb eines Bruchteils einer vollständigen Radumdrehung eines Vorderrades des Fahrzeugs darauf geschlossen werden, dass dieses Vorderrad soeben eine Unebenheit, beispielsweise ein Schlagloch oder einen Buckel in der Fahrbahn überfahren hat. Jedenfalls bei Geradeaus-Fahrt des Fahrzeugs ist davon auszugehen, dass wenig später auch das Hinterrad auf der gleichen Fahrzeug-Seite auf diese Unebenheit auftreffen wird. Quasi vorausschauend kann dann ein die Vertikaldynamik zwischen dem Hinterrad und Fahrzeug-Aufbau beeinflussendes System, so bspw. ein Dämpfer mit veränderlicher Dämpfkraft, hinsichtlich einer geeigneten Berücksichtigung dieser Unebenheit angesteuert werden.In terms of an advantageous development, it has been recognized that further helpful information can be obtained from the available measured values of the acceleration pickup provided for a different purpose as explained in the introduction. Thus, it can be concluded from a significant change in the specified direction, especially in the radial direction acceleration within a fraction of a complete Radumdrehung a front wheel of the vehicle that this front wheel has just run over a bump, such as a pothole or a hump in the road , In any case, when driving straight ahead of the vehicle is to be assumed that a little later, the rear wheel on the same vehicle side will hit this bump. Quasi predictively can then a vertical dynamics of the vehicle between the rear wheel and vehicle structure influencing system, such as. A damper with variable damping force, be controlled with regard to a suitable consideration of this unevenness.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0991532 B1 [0006] EP 0991532 B1 [0006]

Claims (2)

Verfahren zur zumindest näherungsweisen Ermittlung einer Dimension, insbesondere des Durchmessers, eines an einem Fahrzeug verbauten Rades, welches in einem örtlich festgelegten Bereich mit eifern Aufnehmer ausgerüstet ist, welcher die in einer vorgegebenen Richtung, insbesondere in Radialrichtung wirksame Beschleunigung dieses Rad-Bereichs bei rotierendem Rad ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Betrag der ermittelten Beschleunigung unter Berücksichtigung der zugehörigen Rad-Drehzahl der radiale Abstand des Beschleunigungs-Aufnehmers vom Rad-Mittelpunkt bestimmt wird und dass aus diesem radialen Abstand anhand einer vorgegebenen Zuordnung zumindest ein Wertebereich für die zu ermittelnde Dimension abgeleitet wird.Method for the at least approximate determination of a dimension, in particular of the diameter, of a wheel mounted on a vehicle, which is equipped with a sensor in a fixed area, which determines the acceleration of this wheel area in a given direction, in particular in the radial direction, with a rotating wheel determined, characterized in that from the amount of the determined acceleration, taking into account the associated wheel speed of the radial distance of the acceleration pickup from the wheel center is determined and that from this radial distance based on a predetermined assignment at least one range of values for the dimension to be determined is derived. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer erheblichen Änderung der in der vorgegebenen Richtung, insbesondere in Radialrichtung wirkenden Beschleunigung innerhalb eines Bruchteils einer vollständigen Radumdrehung eines Vorderrades des Fahrzeugs auf das Überfahren oder Durchfahren einer Unebenheit geschlossen wird und dass daraufhin ein die Vertikaldynamik zwischen dem Hinterrad der gleichen Fahrzeug-Seite und Fahrzeug-Aufbau im hinsichtlich einer geeigneten Berücksichtigung dieser Unebenheit angesteuert wird.A method according to claim 1, characterized in that it is concluded from a significant change in the predetermined direction, in particular radial acceleration within a fraction of a complete Radumdrehung a front wheel of the vehicle on driving over or driving through a bump and that then a vertical dynamics between the rear wheel of the same vehicle side and vehicle body is driven in terms of a suitable consideration of this unevenness.
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