DE102012023463B4 - Method and detection system for detecting a drop in air pressure in at least one vehicle tire, and a vehicle with such a detection system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Erkennung eines Luftdruckabfalls in mindestens einem Fahrzeugreifen (11), der mittels eines Lenksystems (16) eines Fahrzeuges lenkbar ist, wobei das Lenksystem (16) vorzugsweise ein Lenkrad (1), eine Lenksäule (8), eine Spurstange (18) und eine Übertragungseinheit (6) zum Übertragen einer Lenkbewegung von der Lenksäule (8) auf die Spurstange (18) umfasst, und wobei das Fahrzeug eine Steuereinheit (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drehwinkel des Lenksystems (16) sensorisch erfasst und der Steuereinheit (12) übermittelt wird, und von der Steuereinheit (12) ein Erkennungssignal erzeugt wird, wenn ein Gradient des mindestens einen Drehwinkels einen zugehörigen Drehwinkelgradientenschwellwert erreicht oder überschreitet.Method for detecting a drop in air pressure in at least one vehicle tire (11) which can be steered by means of a steering system (16) of a vehicle, the steering system (16) preferably having a steering wheel (1), a steering column (8), a tie rod (18) and a transmission unit (6) for transmitting a steering movement from the steering column (8) to the tie rod (18), and wherein the vehicle has a control unit (12), characterized in that at least one angle of rotation of the steering system (16) is detected by sensors and the Control unit (12) is transmitted, and a detection signal is generated by the control unit (12) when a gradient of the at least one rotation angle reaches or exceeds an associated rotation angle gradient threshold value.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines insbesondere schlagartigen Luftdruckabfalls in mindestens einem lenkbaren Fahrzeugreifen sowie ein Erkennungssystem und ein Fahrzeug, die jeweils zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet und ausgebildet sind.The invention relates to a method for detecting an in particular sudden drop in air pressure in at least one steerable vehicle tire, as well as a detection system and a vehicle which are each set up and designed to carry out the method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

In 1 ist unter anderem der übliche Aufbau eines elektromechanisch arbeitenden Servo-Lenksystems 16 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, welches ein Lenkrad 1 aufweist, das über einen ersten Abschnitt 2 einer Lenksäule 13 mittels eines oder mehrerer Kreuzgelenke 7 mit einem zweiten Abschnitt 3 der Lenksäule 13 verbunden ist. Die Lenksäule 13 überträgt das von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs auf das Lenkrad 1 aufgebrachte Moment auf ein Zahnrad 6, das in eine Zahnstange 8 einer Spurstange 18 eingreift, die horizontal zur Achse des Fahrzeuges zwischen zwei gelenkten Rädern 11, jeweils mit einem Fahrzeugreifen 17, angeordnet ist. Das Zahnrad 6 kann auch durch eine beliebige andere mechanische Übertragungseinheit gebildet sein; so zum Beispiel durch eine Schneckenwelle. Jedes gelenkte Rad 11 bzw. jeder gelenkte Fahrzeugreifen 17 ist in der Lage, sich bei einer linearen Bewegung der Zahnstange 8 bzw. der Spurstange 18 um eine zumindest im Wesentlichen vertikale Drehachse A zu drehen, wobei das gelenkte Rad 11 über die Zahnstange 8 der Spurstange 18 durch einen Servomotor 9 angetrieben wird.In 1 among other things, the usual structure of an electromechanically operating power steering system 16 of a motor vehicle is shown, which has a steering wheel 1 which is connected via a first section 2 of a steering column 13 by means of one or more universal joints 7 to a second section 3 of the steering column 13. The steering column 13 transmits the torque applied by the driver of the motor vehicle to the steering wheel 1 to a gear wheel 6, which engages in a toothed rack 8 of a tie rod 18, which is arranged horizontally to the axis of the vehicle between two steered wheels 11, each with a vehicle tire 17 is. The gear 6 can also be formed by any other mechanical transmission unit; for example by a worm shaft. Each steered wheel 11 or each steered vehicle tire 17 is able to rotate about an at least substantially vertical axis of rotation A during a linear movement of the rack 8 or the tie rod 18, with the steered wheel 11 via the rack 8 of the tie rod 18 is driven by a servomotor 9.

Für das Servo-Lenksystem 16 weist das Fahrzeug eine Servo-Steuerungsvorrichtung auf, die dazu dient, auf die Zahnstange 8 eine Kraft auszuüben, die in der gleichen Richtung wirkt wie die Kraft des Zahnrads 6, wodurch dem Fahrer des Fahrzeugs das Drehen des Lenkrads 1 erleichtert wird. Die Servo-Steuerungsvorrichtung umfasst eine elektronische Steuereinheit 12 und einen Servomotor 9, dessen Ausgangsmoment von der elektronischen Steuereinheit 12 gesteuert wird, welches ein ein Hilfsmoment repräsentierendes Sollwertsignal S an den Servomotor 9 liefert, der dieses sodann in ein Ausgangsmoment umsetzt. Das Ausgangsmoment des Servomotors 9 wird mittels einer nicht dargestellten Antriebswelle des Servomotors 9 auf die Zahnstange 8 und damit an die Räder 11 übertragen. Aufgrund der erheblichen zu übertragenden Kräfte wirkt die Antriebswelle des Servomotors 9 in der Regel über ein nicht näher dargestelltes Kugelgetriebe 14 auf die Zahnstange 8.For the power steering system 16, the vehicle has a power steering device intended to exert on the rack 8 a force acting in the same direction as the force of the pinion 6, thereby preventing the driver of the vehicle from turning the steering wheel 1 is facilitated. The servo control device comprises an electronic control unit 12 and a servomotor 9, the output torque of which is controlled by the electronic control unit 12, which supplies a target value signal S representing an auxiliary torque to the servomotor 9, which then converts this into an output torque. The output torque of the servomotor 9 is transmitted to the rack 8 and thus to the wheels 11 by means of a drive shaft of the servomotor 9 (not shown). Due to the considerable forces to be transmitted, the drive shaft of the servo motor 9 usually acts on the toothed rack 8 via a ball gear 14, not shown in detail.

Die Abtriebswelle des Servomotors 9 ist somit über das Kugelgetriebe 14, die Zahnstange 8 und das Zahnrad 6 mechanisch mit der Lenksäule 13 verbunden. Die mechanische Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der Lenksäule 13 kann aber auch direkt erfolgen, indem die Abtriebswelle an der Lenksäule 13 über ein geeignetes Getriebe direkt angreift. In dem Fall würde der Servomotor 9 an der Lenksäule 13 angeordnet sein. Die Abtriebswelle des Servomotors 9 unterstützt dabei den Lenkeinschlag des Lenkrads 1, indem der Servomotor 9 mittels der vorstehend genannten mechanischen Einrichtungen auf die Lenksäule 13 ein Hilfsmoment ausübt, das direkt von dem Ausgangsmoment des Servomotors 9 und folglich von dem entsprechenden Sollwertsignal S abhängt.The output shaft of the servomotor 9 is thus mechanically connected to the steering column 13 via the ball gear 14, the rack 8 and the gear wheel 6. However, the mechanical connection between the output shaft and the steering column 13 can also be made directly, in that the output shaft acts directly on the steering column 13 via a suitable gear. In that case the servo motor 9 would be arranged on the steering column 13 . The output shaft of the servomotor 9 supports the steering angle of the steering wheel 1 in that the servomotor 9 exerts an auxiliary torque on the steering column 13 by means of the above-mentioned mechanical devices, which torque depends directly on the output torque of the servomotor 9 and consequently on the corresponding setpoint signal S.

Die Steuereinheit 12 ist in der Regel derart aufgebaut, dass sie aufgrund der ankommenden Eingangsignale, z. B. des mittels eines Drehmomentsensors 4 gemessenen Drehmomentes DM der Lenksäule 13 und/oder des mittels eines Drehwinkelsensors 5 gemessenen Drehwinkels DW der Lenksäule 13 den Wert des durch den Servomotor 9 auszuübenden Hilfsmomentes berechnet und das entsprechende Sollwertsignal S an den Servomotor 9 ausgibt. Mit Hilfe geeigneter, in der Steuereinheit 12 abgelegter Berechnungsalgorithmen wird dabei das Hilfsmoment in der Regel derart bestimmt, dass in Abhängigkeit von dem Drehwinkel DW der Lenksäule 13 und einem von einem Lenkwinkelsensor 15 gemessenen Lenkwinkel LW der Räder 11 bzw. der Fahrzeugreifen 17 ein von dem Servomotor 9 aufzubringendes Hilfsmoment bestimmt wird. Der Wert des Hilfsmoments wird derart bestimmt, dass hinsichtlich des insgesamt zur Lenkbetätigung der Räder aufzubringenden Moments am Lenkrad ein Restmoment übrig bleibt, welches von dem Fahrer gut beherrschbar ist.The control unit 12 is usually constructed in such a way that, based on the incoming input signals, e.g. B. the torque DM of the steering column 13 measured by means of a torque sensor 4 and/or the angle of rotation DW of the steering column 13 measured by means of a rotation angle sensor 5 calculates the value of the auxiliary torque to be exerted by the servomotor 9 and outputs the corresponding setpoint signal S to the servomotor 9. With the help of suitable calculation algorithms stored in control unit 12, the auxiliary torque is generally determined in such a way that, depending on the angle of rotation DW of steering column 13 and a steering angle LW of wheels 11 or vehicle tires 17 measured by steering angle sensor 15, one of the Servomotor 9 to be applied auxiliary torque is determined. The value of the auxiliary torque is determined in such a way that, with regard to the total torque to be applied to the steering actuation of the wheels, a residual torque remains on the steering wheel, which the driver can easily control.

Es sind weitere Ausgestaltungen von elektromechanischer Servo-Lenksysteme 16 bekannt geworden, bei denen die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 1 und der Zahnstange 8 aufgetrennt ist. Die Übertragung der Lenkbewegung zwischen der Lenksäule 3 und der Zahnstange 8 bzw. der Spurstange 18 erfolgt dann mittels einer elektrischen Übertragungseinheit. Bei diesen so genannten Steer-By-Wire Lenksystemen müssen die gewöhnlich von dem Lenkrad 1 auf die Zahnstange 8 aufzubringenden Kräfte und Momente durch entsprechende elektrisch arbeitende Geräte nachgebildet werden. Die zuvor erläuterten grundsätzlichen Prinzipien bleiben dabei allerdings erhalten.Further configurations of electromechanical servo-steering systems 16 have become known, in which the mechanical connection between the steering wheel 1 and the toothed rack 8 is separated. The steering movement is then transmitted between the steering column 3 and the rack 8 or the tie rod 18 by means of an electrical transmission unit. In these so-called steer-by-wire steering systems, the forces and moments that are usually to be applied by the steering wheel 1 to the rack 8 must be simulated by appropriate electrically operated devices. However, the basic principles explained above are retained.

DE 602 23 875 T2 offenbart ein Lenksystem für ein Fortbewegungsmittel, welches anhand eines veränderten Drehmomentgradienten im Lenksystem auf eine Luftdrucksenkung in einem Fahrzeugreifen schließen kann. DE 602 23 875 T2 discloses a steering system for a means of transportation, which is based on a changed torque gradient in the steering system can indicate a drop in air pressure in a vehicle tire.

Weitere Unterstützung erhält der Fahrer eines Fahrzeuges beispielsweise durch elektronische Überwachungssysteme des Fahrzeuges. Dazu zählen neben ESP oder ABS auch Verfahren zum Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Luftdruckabfall in mindestens einem Fahrzeugreifen 17. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10 2005 022 405 A1 bekannt, welches zur Erkennung eines Luftdruckabfall in mindestens einem Fahrzeugreifen 17, dessen Reifendruck direkt oder indirekt gemessen wird, eingerichtet ist, indem einem bei Unterschreiten eines Druckmindestwertes und/oder bei Überschreiten eines bestimmten Druckgradienten des Reifendrucks das Fahrzeug in einen sicheren Betriebszustand gebracht wird. Die Erfassung der Reifendruckinformation erfolgt dabei basierend auf Raddrehzahlen oder Radgeschwindigkeiten, um im Falle einer kritischen Fahrsituation, z.B. einem schnellen Druckverlust oder einem Reifenplatzer, reversible Systeme und/oder Warneinrichtungen zu aktivieren. Die Raddrehzahlen oder die Radgeschwindigkeit werden mittels geeigneter Sensorik erfasst und einem CAN-Bus oder einem Steuergerät zur Verfügung gestellt. Das Verfahren sieht die Überwachung der Raddrehzahlen vor, welche bei einem geringeren Reifendruck oder einem Reifenplatzer ansteigen, da sodann der Abrollumfang des Rades geringer ist und somit die Drehzahl des Rades erhöht wird. Die Raddrehzahlen werden zueinander in Beziehung gestellt. Ergibt sich eine merklich größere Abweichung der Raddrehzahlen zueinander, lässt dies auf eine kritische Fahrsituation und/oder einen Reifenfülldruckverlust schließen.The driver of a vehicle receives further support, for example, from the vehicle's electronic monitoring systems. In addition to ESP or ABS, these also include methods for protecting vehicle occupants in the event of a drop in air pressure in at least one vehicle tire 17. Such a method is known from DE 10 2005 022 405 A1 known, which is set up to detect a drop in air pressure in at least one vehicle tire 17, the tire pressure of which is measured directly or indirectly, in that the vehicle is brought into a safe operating state when the tire pressure falls below a minimum value and/or when a certain pressure gradient is exceeded. The tire pressure information is recorded based on wheel speeds or wheel speeds in order to activate reversible systems and/or warning devices in the event of a critical driving situation, for example a rapid loss of pressure or a tire burst. The wheel speeds or the wheel speed are recorded using suitable sensors and made available to a CAN bus or a control unit. The method provides for the monitoring of the wheel speeds, which increase when the tire pressure drops or a tire bursts, since the rolling circumference of the wheel is then smaller and the speed of the wheel is therefore increased. The wheel speeds are related to each other. If there is a noticeably greater deviation between the wheel speeds, this indicates a critical driving situation and/or a loss of tire pressure.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die Erkennung eines Reifenplatzers mittels der Auswertung der Drehzahl der Fahrzeugreifen mit einer nicht zu vernachlässigen Verzögerung behaftet ist. Gerade bei Vorderreifen, die das Lenken des Fahrzeuges übernehmen, kann die Verzögerung der Erkennung und der folglich verzögerten Einleitung von Maßnahmen zur Überführung des Fahrzeuges in einen sicheren Zustand zu spät und deshalb nicht mehr erreichbar sein. Im ungünstigen Fall würde das Fahrzeug einen instabilen Zustand einnehmen.In practice, however, it has been shown that the detection of a tire burst by evaluating the speed of the vehicle tires is subject to a delay that is not negligible. Especially in the case of front tires that take over the steering of the vehicle, the delay in the detection and the consequently delayed initiation of measures to bring the vehicle into a safe state can be too late and therefore no longer achievable. In the worst case, the vehicle would assume an unstable state.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines alternativen Verfahrens, Systems und Fahrzeuges zur möglichst schnellen Erkennung von einem platzenden Fahrzeugreifen, das bzw. die möglichst ohne zusätzliche Sensoren oder mit ohnehin vorhandenen Sensoren eines elektromechanischen Servo-Lenksystems auskommen.One object of the present invention is to provide an alternative method, system and vehicle for detecting a bursting vehicle tire as quickly as possible, which can manage without additional sensors or with sensors that are already present in an electromechanical servo-steering system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved by the features of claim 1.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass es bei einem schlagartigen Luftdruckabfall in mindestens einem lenkbaren Fahrzeugreifen zu einer ebenfalls schlagartigen Veränderung der Kräfte, Momente und Drehwinkel im Lenksystem kommt. Ein Abfall eines Luftdrucks soll im Sinne der Erfindung synonym zu einem Abfall eines komprimierbaren, beliebigen anderen Gases innerhalb eines Fahrzeugreifens verstanden werden. Unter einem Lenksystem eines Fahrzeuges werden mechanischen Komponenten, wie beispielsweise das Lenkrad, die Spurstange und/oder ein Übertragungsgetriebe zwischen der Lenksäule und der Lenkstange, verstanden, die zur Übertragung der Lenkbewegung von dem Lenkrad auf die Fahrzeugreifen dienen. Kommt es in einem Fahrzeugreifen zu einem schlagartigen Luftdruckabfall, zum Beispiel durch ein Platzen des Fahrzeugreifens, gehen hiermit ein Kraftimpuls und/oder ein Momentenimpuls auf die Spurstange des Lenksystems einher. Anschaulich gesagt lässt sich der auftretende Impuls mit einem Anfahren eines Bordsteins („Rempler“) vergleichen. Die auf die Spurstange wirkenden Kräfte und Momente verändern sich also deutlich schneller als bei üblichen Fahrmanövern. Aufgrund des Luftdruckabfalls in dem Fahrzeugreifen ist dieser sodann nicht mehr oder nur zu einem geringen Maße dazu geeignet, die Gewichtskräfte des Fahrzeuges auf die Fahrbahn zu übertragen. Der verbleibende, lenkbare Fahrzeugreifen ist in diesem Fall größeren Normalkräften und Querkräften (hervorgerufen durch die Seitenführung des Fahrzeuges) ausgesetzt. In dem Lenksystem wird deshalb auch eine sehr starke Veränderung des Drehwinkels der Lenksäule und/oder der Zahnstange der Spurstange auftreten. Diese Veränderung des Drehwinkels überschreitet auch die während üblichen Fahrmanövern auftretenden Veränderungen des Drehwinkels.The invention is based on the finding that an abrupt drop in air pressure in at least one steerable vehicle tire also results in an abrupt change in the forces, moments and angles of rotation in the steering system. For the purposes of the invention, a drop in air pressure should be understood synonymously with a drop in any other compressible gas within a vehicle tire. A steering system of a vehicle is understood to mean mechanical components, such as the steering wheel, the tie rod and/or a transmission gear between the steering column and the steering rod, which are used to transmit the steering movement from the steering wheel to the vehicle tires. If there is a sudden drop in air pressure in a vehicle tire, for example if the vehicle tire bursts, this is accompanied by a force impulse and/or a torque impulse on the tie rod of the steering system. To put it bluntly, the impulse that occurs can be compared to hitting a curb (“bumping”). The forces and moments acting on the tie rod therefore change much more quickly than in normal driving manoeuvres. Due to the drop in air pressure in the vehicle tires, these are then no longer suitable, or only to a small extent, for transferring the weight of the vehicle to the roadway. In this case, the remaining, steerable vehicle tire is exposed to greater normal forces and lateral forces (caused by the vehicle's lateral support). In the steering system, therefore, there will also be a very large change in the angle of rotation of the steering column and/or the steering rack of the tie rod. This change in turning angle also exceeds the changes in turning angle occurring during normal driving maneuvers.

Um die zuvor genannten Informationen über die sich ändernden physikalischen Größen zu erhalten, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens ein Drehwinkel des Lenksystems mittels eines entsprechenden Sensors erfasst wird. Der Wert des Drehwinkels wird an die Steuereinheit übermittelt. Charakteristisch für einen insbesondere schlagartigen Luftdruckabfall in einem Fahrzeugreifen sind jedoch die zeitliche Veränderungen des Drehwinkels des Lenksystems und/oder die zeitliche Veränderung des auf das Lenksystem wirkenden Drehmoments. Vorteilhaft ist es deshalb vorgesehen, den Gradienten des mindestens einen Drehwinkels auszuwerten. Unter dem Gradienten sei die erste oder zweite Ableitung des Signals nach der Zeit bzw. ein entsprechender Differenzialquotient zu verstehen. Bevorzugt werden diese Gradienten mittels der Steuereinheit berechnet. So kann beispielsweise durch die Steuereinheit aus dem Drehwinkel die Drehgeschwindigkeit und/oder die Drehbeschleunigung berechnet werden.In order to obtain the aforementioned information about the changing physical variables, it is provided according to the invention that at least one angle of rotation of the steering system is detected using a corresponding sensor. The value of the angle of rotation is transmitted to the control unit. However, the changes in the angle of rotation of the steering system over time and/or the change over time in the torque acting on the steering system are characteristic of a particularly sudden drop in air pressure in a vehicle tire. It is therefore advantageously provided to evaluate the gradient of the at least one angle of rotation. Below the gradient is the first or second derivative of the signal over time or a corresponding differential quotient to ver stand. These gradients are preferably calculated by the control unit. For example, the rotational speed and/or the rotational acceleration can be calculated by the control unit from the rotational angle.

Wenn die Steuereinheit einen insbesondere schlagartigen Luftdruckabfall feststellt, erzeugt sie ein Erkennungssignal. Dies ist erfindungsgemäß beispielsweise dann der Fall, wenn ein Gradient des mindestens einen Drehmoments einen zugehörigen, bevorzugt vorbestimmten Drehmomentgradientenschwellwert erreicht oder überschreitet. Außerdem wird das Erkennungssignal von der Steuereinheit beispielsweise dann erzeugt, wenn ein Gradient des mindestens einen Drehwinkels einen zugehörigen Drehwinkelgradientenschwellwert erreicht oder überschreitet. Vorteilhaft sind der Drehmomentgradientenschwellwert und/oder der Drehwinkelgradientenschwellwert jeweils so gewählt, dass dieser bei gewöhnlichen Fahrmanövern nicht erreicht wird. Eine sichere und schnelle Erkennung eines vorzugsweise schlagartigen Luftdrucksabfalls in einem Fahrzeugreifen ist somit gewährleistet.If the control unit detects a particularly sudden drop in air pressure, it generates a detection signal. According to the invention, this is the case, for example, when a gradient of the at least one torque reaches or exceeds an associated, preferably predetermined, torque gradient threshold value. In addition, the detection signal is generated by the control unit, for example, when a gradient of the at least one rotation angle reaches or exceeds an associated rotation angle gradient threshold value. The torque gradient threshold value and/or the rotation angle gradient threshold value are/are advantageously selected in such a way that they are not reached during normal driving maneuvers. A reliable and rapid detection of a preferably sudden drop in air pressure in a vehicle tire is thus ensured.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind gegenüber den bereits in modernen Fahrzeugen ohnehin installierten Sensoren, wie beispielsweise für ein auf das Lenksystem wirkendes Drehmoment und/oder für einen Drehwinkel des Lenksystems, keine weiteren Sensoren erforderlich. Vielmehr können die oftmals ohnehin bereits vorhandene Sensoren verwendet werden, um eine sichere und schnelle Erkennung des Luftdruckabfalls zu ermöglichen. Besonders einfach kann das Verfahren in einem Fahrzeug umgesetzt werden, indem die Steuereinheit des Fahrzeuges entsprechend angepasst wird. Dies kann beispielsweise durch Anpassung der insbesondere durch Software implementierten Algorithmen erfolgen. Das Verfahren lässt sich deshalb auch besonders preiswert, einfach und schnell umsetzen.The method according to the invention means that no additional sensors are required compared to the sensors already installed in modern vehicles, such as for a torque acting on the steering system and/or for a rotation angle of the steering system. Rather, the sensors that are often already present can be used in order to enable reliable and rapid detection of the drop in air pressure. The method can be implemented particularly easily in a vehicle by appropriately adapting the control unit of the vehicle. This can be done, for example, by adapting the algorithms implemented, in particular, by software. The process can therefore also be implemented particularly cheaply, easily and quickly.

Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäße Verfahrens.The dependent claims relate to preferred developments of the method according to the invention.

Bevorzugt wird bzw. werden ein Drehwinkel einer Lenksäule des Lenksystems und/oder ein Lenkwinkel des mindestens einen Fahrzeugreifens und/oder ein Drehwinkel einer Spurstange des Lenksystems als der Drehwinkel des Lenksystems sensorisch erfasst. Der Drehwinkel des Lenksystems kann also an unterschiedlichen Stellen des Lenksystems erfasst werden. Durch die elektrische und/oder mechanische Kopplung der Komponenten des Lenksystems ist zumindest eine ähnlich hohe Erkennungsgüte gewährleistet. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass der Drehwinkel parallel an mehreren Stellen des Lenksystems sensorisch erfasst wird und jeder dieser derartig erfassten Drehwinkel zur Erkennung des Luftdruckabfalls verwendet wird. Insbesondere kann derjenige Sensorwert zur Erkennung des Luftdruckabfalls verwendet werden, welcher sich als erstes so verändert, dass aus ihm der Luftdruckabfall erkannt werden kann. Auch kann die Kombination mehrerer Sensorwerte verwendet werden, um eine Fehlinformation eines einzelnen Sensors auszuschließen und einen Luftdruckabfall durch die übereinstimmenden Informationen mehrerer, vorzugsweise wenigstens zweier Sensoren, sicher erkennen zu können.A rotation angle of a steering column of the steering system and/or a steering angle of the at least one vehicle tire and/or a rotation angle of a tie rod of the steering system is/are preferably detected by sensors as the rotation angle of the steering system. The angle of rotation of the steering system can therefore be detected at different points of the steering system. The electrical and/or mechanical coupling of the components of the steering system ensures at least a similarly high recognition quality. In addition, there is also the possibility that the angle of rotation is detected in parallel at several points of the steering system by sensors and each of these angles of rotation detected in this way is used to detect the drop in air pressure. In particular, that sensor value can be used to detect the drop in air pressure which changes first in such a way that the drop in air pressure can be detected from it. The combination of several sensor values can also be used in order to exclude erroneous information from an individual sensor and to be able to reliably detect a drop in air pressure through the matching information from several, preferably at least two, sensors.

Werden mehrere Drehwinkel sensorisch erfasst, so ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Gradient jedes der Drehwinkel ermittelt wird. Außerdem ist es bevorzugt, dass zu jedem der Gradienten ein zugehöriger Drehwinkelgradientenschwellwert vorgesehen ist. Somit ist eine besonders einfache und präzise Anpassung der Schwellwerte an die zugehörigen Gradienten möglich. Dies gewährleistet eine besonders präzise Erkennung eines Luftdruckabfalls in einem Fahrzeugreifen.If several angles of rotation are detected by sensors, it is preferably provided that the gradient of each of the angles of rotation is determined. In addition, it is preferred that an associated rotational angle gradient threshold value is provided for each of the gradients. A particularly simple and precise adjustment of the threshold values to the associated gradients is thus possible. This ensures a particularly precise detection of a drop in air pressure in a vehicle tire.

Besonders bevorzugt ist das Lenksystem ein elektromechanisches Lenksystem. Derartige Lenksysteme werden für gewöhnlich bereits mit einer Mehrzahl von Sensoren überwacht. Insbesondere die kinematischen Bewegungen der mechanischen Komponenten von Steer-By-Wire Lenksystemen werden durch entsprechende Sensoren erfasst. Bei derartigen Lenksystemen bedarf es deshalb oftmals keiner weiteren, neuen Sensoren, um das erfindungsgemäße Verfahren in einem Fahrzeug zu implementieren.The steering system is particularly preferably an electromechanical steering system. Such steering systems are usually already monitored with a number of sensors. In particular, the kinematic movements of the mechanical components of steer-by-wire steering systems are recorded by appropriate sensors. In the case of steering systems of this type, there is therefore often no need for any further, new sensors in order to implement the method according to the invention in a vehicle.

Besonders bevorzugt zeichnet sich das Verfahren zur Erkennung eines insbesondere schlagartigen Luftdruckabfalls dadurch aus, dass die Steuereinheit jeden Drehwinkelgradientenschwellwert in Abhängigkeit von einer sensorisch erfassten Temperatur, insbesondere der Fahrzeugumgebungstemperatur oder der Temperatur des Lenksystems, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugbeschleunigung, einem erfassten Drehmoment des Lenksystems und/oder einem erfassten Drehwinkel des Lenksystems mittels eines Kennfelds oder eines Algorithmus ermittelt. Dieser individuellen Ermittlung des Drehmomentgradientenschwellwerts und/oder des Drehwinkelgradientenschwellwerts geht die Erkenntnis voraus, dass die dynamischen Eigenschaften eines Lenksystems von dem Fahrzeug selbst und der Fahrzeugumgebung beeinflusst werden können. Ist beispielsweise die Temperatur eines Übertragungsgetriebes zur Übertragung der Lenkbewegung von der Lenksäule auf die Spurstange besonders gering, so ist die Trägheit des Übertragungsgetriebes gegenüber Drehwinkelveränderungen besonders hoch. Mit anderen Worten ist die Dämpfung einer Drehbewegung besonders hoch. Dies wirkt sich auf den Gradienten des entsprechenden Drehwinkels aus. Dieser ist entsprechend geringer. Um eine besonders hohe Erkennungsgüte zu gewährleisten, ist es deshalb von Vorteil, wenn die Temperatur des Übertragungsgetriebes bei der Bestimmung des Drehmomentgradientenschwellwerts berücksichtigt wird. Sinngemäß gilt Entsprechendes für die zuvor genannten physikalischen Größen, in Abhängigkeit derer der jeweilige Schwellwert ermittelt wird.The method for detecting an in particular abrupt drop in air pressure is particularly preferably characterized in that the control unit calculates each rotation angle gradient threshold value as a function of a sensor-detected temperature, in particular the vehicle ambient temperature or the temperature of the steering system, a vehicle speed, a vehicle acceleration, a detected torque of the steering system and/or or a detected angle of rotation of the steering system is determined by means of a characteristic map or an algorithm. This individual determination of the torque gradient threshold value and/or the rotational angle gradient threshold value is preceded by the knowledge that the dynamic properties of a steering system can be influenced by the vehicle itself and the vehicle environment. If, for example, the temperature of a transmission gear for transmitting the steering movement from the steering column to the tie rod is particularly low, the inertia of the transmission gear in relation to changes in the angle of rotation is particularly high. In other words, the damping of a rotary movement is particularly high. This affects the gradient of the corresponding rotation angle. This is correspondingly low eng. In order to ensure a particularly high recognition quality, it is therefore advantageous if the temperature of the transmission gear is taken into account when determining the torque gradient threshold value. The same applies correspondingly to the aforementioned physical quantities, as a function of which the respective threshold value is determined.

Bevorzugt wird das Erkennungssignal optisch oder akustisch durch das Fahrzeug ausgegeben. Diese Ausgabe kann an die Fahrzeugumgebung, beispielsweise durch ein Signalhorn und/oder durch eine Lichtanlage, beispielsweise durch die Blinker eines Fahrzeuges, erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann die Ausgabe in einem Fahrgastraum des Fahrzeuges, beispielsweise durch die Audioanlage und/oder durch Anzeigeelemente im Kombiinstrument des Fahrzeuges, erfolgen.The detection signal is preferably emitted optically or acoustically by the vehicle. This output can be made to the surroundings of the vehicle, for example by a signal horn and/or by a lighting system, for example by the indicators of a vehicle. Alternatively or additionally, the output can take place in a passenger compartment of the vehicle, for example by the audio system and/or by display elements in the vehicle's instrument cluster.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass ein Erkennungssignal gemäß einem der vorhergehend erläuterten Ausgestaltungen erzeugt wird, das Erkennungssignal an eine ESP-Steuereinheit des Fahrzeugs übermittelt wird, und die ESP-Steuereinheit das Fahrzeug in einen sicheren Betriebszustand bringt oder diesen aufrecht erhält. Die ESP-Steuereinheit des Fahrzeuges dient zur Stabilisierung des Fahrzeuges. Wird dieser ESP-Steuereinheit das Erkennungssignal übermittelt, kann die ESP-Steuereinheit entsprechende Steuereingriffe an dem Fahrzeug vornehmenden, so dass beispielsweise ein Ausbrechen des Fahrzeuges und/oder ein anderer instabiler Fahrzeugzustand verhindert wird. Das Erkennungssignal kann dabei neben dem Zustand des Fahrzeugreifens (nämlich über dessen drastischen Luftdruckabfall) auch ein Kennzeichenmerkmal des Fahrzeugreifens (beispielsweise vorderer linker Fahrzeugreifen) umfassen.According to a further aspect of the invention, a method for operating a vehicle is proposed to achieve the object mentioned at the outset, which is characterized in that a detection signal is generated according to one of the configurations explained above, the detection signal is transmitted to an ESP control unit of the vehicle, and the ESP control unit brings the vehicle into or maintains a safe operating condition. The vehicle's ESP control unit serves to stabilize the vehicle. If the detection signal is transmitted to this ESP control unit, the ESP control unit can carry out corresponding control interventions on the vehicle so that, for example, the vehicle is prevented from skidding and/or another unstable vehicle state is prevented. In addition to the condition of the vehicle tire (namely via its drastic drop in air pressure), the detection signal can also include a characteristic feature of the vehicle tire (for example the front left vehicle tire).

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ein Erkennungssystem zum Erkennen eines insbesondere schlagartigen Luftdruckabfalls in mindestens einem Fahrzeugreifen, der mittels eines Lenksystems eines Fahrzeuges lenkbar ist, vorgeschlagen, wobei das Lenksystem vorzugsweise ein Lenkrad, eine Lenksäule, eine Spurstange und eine Übertragungseinheit zum Übertragen einer Lenkbewegung von der Lenksäule auf die Spurstange umfasst, und wobei sich das Erkennungssystem durch mindestens einen Drehmomentsensor zur Erfassung eines auf das Lenksystem wirkendes Drehmoments, mindestens einen Drehwinkelsensor zur Erfassung eines Drehwinkels des Lenksystems, und eine Steuereinheit auszeichnet, die zum Empfang des mindestens einen erfassten Drehmoments und/oder des mindestens einen erfassten Drehwinkels mittels einer jeweiligen Signalverbindung mit jedem Drehmomentsensor bzw. Drehwinkelsensor verbunden ist, und die zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorangehend erläuterten Ausgestaltungen eingerichtet und ausgebildet ist.According to a further aspect of the invention, a detection system for detecting a particularly sudden drop in air pressure in at least one vehicle tire, which can be steered by means of a steering system of a vehicle, is proposed to solve the task mentioned at the outset, the steering system preferably comprising a steering wheel, a steering column, a tie rod and a transmission unit for transmitting a steering movement from the steering column to the tie rod, and wherein the detection system is characterized by at least one torque sensor for detecting a torque acting on the steering system, at least one rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the steering system, and a control unit, which is used for receiving the at least one detected torque and/or the at least one detected angle of rotation is connected to each torque sensor or angle of rotation sensor by means of a respective signal connection, and for carrying out the method according to one of the above is set up and configured in detail explained configurations.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ein Fahrzeug mit einer Mehrzahl von Fahrzeugreifen, einem Lenksystem umfassend ein Lenkrad, eine Lenksäule, eine Spurstange und eine Übertragungseinheit zum Übertragen einer Lenkbewegung von der Lenksäule auf die Spurstange, und einer Steuereinheit vorgeschlagen, wobei mindestens einer der Fahrzeugreifen mittels eines Lenksystems lenkbar ist, und wobei das Fahrzeug ein Erkennungssystem nach einer der vorhergehenden Ausgestaltung umfasst.According to a further aspect of the invention, a vehicle with a plurality of vehicle tires, a steering system comprising a steering wheel, a steering column, a tie rod and a transmission unit for transmitting a steering movement from the steering column to the tie rod, and a control unit is proposed to solve the task mentioned at the outset , wherein at least one of the vehicle tires can be steered by means of a steering system, and wherein the vehicle comprises a detection system according to one of the preceding configurations.

Figurenlistecharacter list

Die zuvor beschriebenen Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen im Folgenden eingehend erläutert. In den Zeichnungen ist:

  • 1 eine grafische Darstellung eines Aufbaus eines Erkennungssystems umfassend ein Lenksystem eines Fahrzeuges,
  • 2 eine grafische Darstellung des auf ein Lenksystem wirkenden Drehmoments während eines schlagartigen Luftdruckabfalls in einem Fahrzeugreifen, und
  • 3 eine grafische Darstellung des zu dem Drehmoment aus 2 korrespondierenden Gradienten des Drehmoments während eines schlagartigen Luftdruckabfalls in einem Fahrzeugreifen.
The features and aspects of the present invention described above are explained in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawings is:
  • 1 a graphic representation of a structure of a detection system comprising a steering system of a vehicle,
  • 2 a graphical representation of the torque acting on a steering system during a sudden drop in air pressure in a vehicle tire, and
  • 3 a graphical representation of the to the torque 2 corresponding gradients of torque during a sudden drop in air pressure in a vehicle tire.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Erkennungssystem dargestellt. Das Erkennungssystem umfasst dabei ein Lenksystem 16 eines Fahrzeuges. Bezüglich des Lenksystems 16, der Funktionsweise des Lenksystems 16, der Sensoren 4, 5, 15, der Steuereinheit 12 sowie der Signalpfade zwischen den Sensoren 4, 5, 15 und der Steuereinheit 12 wird auf die eingangs vorgebrachten Erläuterungen, soweit es zweckmäßig und sinnvoll ist, verwiesen.In the 1 a detection system according to the invention is shown. The detection system includes a steering system 16 of a vehicle. With regard to the steering system 16, the functioning of the steering system 16, the sensors 4, 5, 15, the control unit 12 and the signal paths between the sensors 4, 5, 15 and the control unit 12, reference is made to the explanations provided at the beginning, insofar as it is appropriate and reasonable , referenced.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zusammenschau der 1, 2 und 3 beschrieben. In der 2 ist das auf den zweiten Abschnitt 3 der Lenksäule 13 wirkende Drehmoment DM über die Zeit t dargestellt. Zu dem Zeitpunkt T1 findet ein schlagartiger Luftdruckverlust in einem lenkbaren Fahrzeugreifen 11 statt. Hierdurch wird zunächst zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 ein Anstieg des Drehmoments in der Lenksäule 13 verzeichnet. Daraufhin fällt das Drehmoment zwischen den Zeitpunkt T2 und T3 ab, um daraufhin zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 wieder anzusteigen.In the following, the inventive method based on the synopsis of 1 , 2 and 3 described. In the 2 the torque DM acting on the second section 3 of the steering column 13 is shown over time t. At the point in time T1, there is a sudden burst of air pressure loss in a steerable vehicle tire 11 instead. As a result, an increase in the torque in the steering column 13 is initially recorded between the points in time T1 and T2. The torque then drops between times T2 and T3, only to then increase again between times T3 and T4.

Ein schlagartiger Luftdruckverlust an einem lenkbaren Fahrzeugreifen 11 verursacht also einen Drehmomentenausschlag, der vom Fahrer am Lenkrad 1 zumeist noch deutlich spürbar ist. Ziel ist es, solche für einen derartigen Luftdruckverlust charakteristische Drehmomentveränderung in ein Erkennungssignal zu überführen, um den Fahrer des Fahrzeuges zu warnen und ggf. Sicherheitsmaßnahmen einzuleiten. Dazu wird der entsprechende Signalverlauf des Drehmoments DM durch den Drehmomentsensor 4 erfasst und an die Steuereinheit 12 übertragen. Diese ermittelt aus dem Signalverlauf des Drehmoments DM den zugehörigen zeitlichen Gradienten des Drehmoments dDM/dt, also die zeitliche Ableitung des Drehmoments DM oder einen entsprechenden Differenzialquotienten.A sudden loss of air pressure on a steerable vehicle tire 11 thus causes a torque deflection, which the driver can usually still clearly feel at the steering wheel 1 . The aim is to convert such a change in torque, which is characteristic of such a loss of air pressure, into a detection signal in order to warn the driver of the vehicle and, if necessary, to initiate safety measures. For this purpose, the corresponding signal curve of the torque DM is recorded by the torque sensor 4 and transmitted to the control unit 12 . This determines the associated time gradient of the torque dDM/dt from the signal curve of the torque DM, ie the time derivative of the torque DM or a corresponding differential quotient.

Um einen solchen charakteristischen Drehmomentanstieg von üblichen Veränderungen des Drehmoments DM, die während normalen Fahrmanövern auftreten, zu unterscheiden, wird der Gradient des Drehmoments dDM/dt mit einem Drehmomentgradientenschwellwert DG, und zwar vorzugsweise mit einem maximalen Drehmomentgradientenschwellwert DGmax und einem minimalen Drehmomentgradientenschwellwert DGmin, verglichen. Ab dem Zeitpunkt T1 überschreitet der Gradient des Drehmoments dDM/dt den maximalen Drehmomentgradientenschwellwert DGmax, so dass die Steuereinheit 12 ein Erkennungssignal erzeugt. Zu dem Zeitpunkt T2 fällt das Drehmoment DM stark ab, so dass der Wert des Gradients des Drehmoments dDM/dt kleiner ist als der minimale Drehmomentgradientenschwellwert DGmin und die Steuereinheit 12 ein Erkennungssignal erzeugt. Zur Vereinfachung ist es erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass unter dem Gradienten des Drehmoments dDM/dt der Betrag des Gradienten des Drehmoments IdDM/dtl verstanden wird. Somit kann ein sicheres und einfaches Erzeugen des Erkennungssignals erfolgen, wenn der Betrag des Gradienten des Drehmoments IdDM/dtl einen Drehmomentgradientenschwellwert DG erreicht oder überschreitet. Wird hingegen der minimale Drehmomentengradientenschwellwert DGmin zur Erzeugung des Erkennungssignals berücksichtig, wird unter dem Überschreiten ein negatives Überschreiten verstanden.In order to distinguish such a characteristic torque increase from normal changes in torque DM that occur during normal driving maneuvers, the torque gradient dDM/dt is compared to a torque gradient threshold value DG, preferably to a maximum torque gradient threshold value DGmax and a minimum torque gradient threshold value DGmin. From time T1, the gradient of the torque dDM/dt exceeds the maximum torque gradient threshold value DGmax, so that the control unit 12 generates a detection signal. At time T2, the torque DM drops sharply, so that the value of the torque gradient dDM/dt is smaller than the minimum torque gradient threshold value DGmin and the control unit 12 generates a detection signal. For simplification, it is preferably provided according to the invention that the gradient of the torque dDM/dt is understood to mean the absolute value of the gradient of the torque IdDM/dtl. Thus, the detection signal can be generated reliably and easily when the absolute value of the gradient of the torque IdDM/dtl reaches or exceeds a torque gradient threshold value DG. If, on the other hand, the minimum torque gradient threshold value DGmin is taken into account for generating the detection signal, exceeding is understood to mean negative exceeding.

Ein insbesondere schlagartiger Druckabfall in einem lenkbaren Fahrzeugreifen 11 führt aufgrund der damit einhergehenden, sehr dynamischen Zustandsveränderungen des Fahrzeugreifens 11 hinsichtlich der übertragbaren Kräfte in Radialrichtung und Querrichtung oftmals auch zu einer sehr großen Veränderung des Drehwinkels in dem Lenksystem 16. Die Veränderung des Drehwinkels kann darüber hinaus auch durch einen Impuls eines platzenden Fahrzeugreifens 11 hervorgerufen werden. Ähnlich wie bei dem zuvor erläuterten Signalverlauf des Drehmoments DM wird auch der Signalverlauf des Drehwinkels des Lenksystems 16 bei einem schlagartigen Druckluftabfall in einem lenkbaren Fahrzeugreifen 11 mindestens einen sehr großen Ausschlag aufweisen. Ein solcher Signalverlauf ist charakteristisch für ein derartiges Ereignis, denn der zeitliche Gradient des Drehwinkels überschreitet sodann die unter üblichen Bedingungen auftretenden Gradienten des Drehwinkels. Es ist deshalb eine zu der Überwachung und Auswertung des Drehmoments analoge Überwachung und Auswertung des Drehwinkels des Lenksystems vorgesehen. Hierzu wird zunächst aus dem mittels des Drehwinkelsensors 5, 15 erfassten Drehwinkel des Lenksystems 16 der zugehörige zeitliche Gradient des Drehwinkels ermittelt. Dies kann mittels der Steuereinheit 12 erfolgen. Ein zu einem insbesondere schlagartigen Druckabfall korrespondierender Gradient des Drehwinkels wird dann mittels der Steuereinheit 12 erkannt, indem der Drehwinkel des Lenksystems 16 mit einem zugehörigen Drehwinkelgradientenschwellwert verglichen wird. Erreicht oder überschreitet der Gradient des Drehwinkels den zugehörigen Drehwinkelgradientenschwellwert, erzeugt die Steuereinheit 12 ein Erkennungssignal. Das Erkennungssignal gibt den unzulässigen bzw. kritischen Luftdruckabfall in dem lenkbaren Fahrzeugreifen 11 an. Das Erkennungssignal kann dazu auch die Information über den zugehörigen Fahrzeugreifen 11, also welcher der Mehrzahl der Fahrzeugreifen 11 betroffen ist, umfassen. Im Übrigen erfolgt die Auswertung des Gradienten des Drehwinkels in analoger Weise zu der Auswertung des Gradienten des Drehmoments dDM/dt. Dies gilt insbesondere für die Erläuterungen bezüglich des minimalen und maximalen Schwellwerts DGmin, DGmax bzw. bezüglich der betragsmäßigen Auswertung. A sudden drop in pressure in a steerable vehicle tire 11, in particular, often leads to a very large change in the angle of rotation in the steering system 16 due to the associated, very dynamic changes in the state of the vehicle tire 11 with regard to the forces that can be transmitted in the radial direction and transverse direction. The change in the angle of rotation can also can also be caused by an impulse from a bursting vehicle tire 11 . Similar to the previously explained signal curve of the torque DM, the signal curve of the angle of rotation of the steering system 16 will also have at least one very large deflection in the event of an abrupt drop in compressed air in a steerable vehicle tire 11 . Such a signal profile is characteristic of such an event, because the gradient of the angle of rotation over time then exceeds the gradient of the angle of rotation that occurs under normal conditions. A monitoring and evaluation of the angle of rotation of the steering system that is analogous to the monitoring and evaluation of the torque is therefore provided. For this purpose, the associated time gradient of the angle of rotation is first determined from the angle of rotation of the steering system 16 detected by means of the angle of rotation sensor 5, 15. This can be done using the control unit 12 . A gradient of the angle of rotation, which corresponds in particular to an abrupt drop in pressure, is then recognized by the control unit 12 by comparing the angle of rotation of the steering system 16 with an associated threshold value for the angle of rotation gradient. If the gradient of the rotation angle reaches or exceeds the associated rotation angle gradient threshold value, the control unit 12 generates a detection signal. The detection signal indicates the impermissible or critical drop in air pressure in the steerable vehicle tire 11 . For this purpose, the detection signal can also include the information about the associated vehicle tire 11, ie which of the plurality of vehicle tires 11 is affected. Otherwise, the gradient of the angle of rotation is evaluated in a similar manner to the evaluation of the gradient of the torque dDM/dt. This applies in particular to the explanations relating to the minimum and maximum threshold values DGmin, DGmax and to the absolute value evaluation.

Um eine Erkennung eines insbesondere schlagartigen Luftdruckabfalls in einem Fahrzeugreifen 11 möglichst ohne Fehler zu gewährleisten, zeichnet sich eine Variante der Erfindung dadurch aus, dass sowohl das auf das Lenksystem 16 wirkendes Drehmoment DM als auch der Drehwinkel DW des Lenksystems 16 ausgewertet werden und ein Erkennungssignal nur dann erzeugt wird, wenn ein Betrag des Gradienten des Drehmoments IdDM/dtl einen zugehörigen Drehmomentgradientenschwellwert DG erreicht oder überschreitet und ein Gradient des Drehwinkels einen zugehörigen Drehwinkelgradientenschwellwert erreicht oder überschreitet. Das Erkennungssignal wird also nur dann erzeugt, wenn beide Gradienten ihren zugehörigen Schwellwert erreichen oder überschreiten. Dies gewährleistet eine hohe Auswertungssicherheit.In order to ensure that a particularly sudden drop in air pressure in a vehicle tire 11 is detected without errors, one variant of the invention is characterized in that both the torque DM acting on the steering system 16 and the angle of rotation DW of the steering system 16 are evaluated and a detection signal is only is generated when a magnitude of the gradient of the torque IdDM/dtl reaches or exceeds an associated torque gradient threshold value DG and a gradient of the rotation angle reaches or exceeds an associated rotation angle gradient threshold value. The detection signal is only generated if both gradients reach or exceed their associated threshold. This ensures a high level of evaluation security.

Um die Auswertesicherheit noch weiter zu erhöhen, werden noch weitere Sensoren 4, 5, 15 zur Erfassung von weiteren Drehwinkeln des Lenksystems 16 und/oder weitere auf das Lenksystem 16 wirkende Drehmomente sensorisch erfasst. Hierbei handelt es sich bevorzugt um redundante physikalische Größen, denn der Drehwinkel des Lenksystems 16 kann an unterschiedlichen Stellen mit einer jeweils voneinander abweichenden Übersetzung und/oder einer Zeitverschiebung erfasst werden. Besonders geeignet für eine schnelle Erkennung des schlagartigen Luftdruckabfalls sind fahrzeugreifennahe Sensoren, da diese die charakteristischen Größen mit einer besonders niedrigen Zeitverzögerung aufnehmen können. Hingegen sind an der Lenksäule 8 oftmals schon Sensoren zur Erfassung von einem Drehwinkel des Lenksystems 16 und zur Erfassung eines auf das Lenksystem 16 wirkenden Moments vorgesehen, die zur Erkennung des insbesondere schlagartigen Luftdruckabfalls verwendet werden können. Die Verwendung dieser Sensoren hätte also einen minimalen Mehraufwand zur Folge.In order to further increase the reliability of the evaluation, further sensors 4, 5, 15 for detecting further angles of rotation of the steering system 16 and/or further torques acting on the steering system 16 are detected by sensors. These are preferably redundant physical quantities, because the angle of rotation of the steering system 16 can be detected at different points with a different transmission ratio and/or a time shift. Sensors close to vehicle tires are particularly suitable for rapid detection of the sudden drop in air pressure, since they can record the characteristic values with a particularly short time delay. On the other hand, sensors for detecting a rotation angle of the steering system 16 and for detecting a torque acting on the steering system 16 are often already provided on the steering column 8, which can be used to detect the sudden drop in air pressure. The use of these sensors would therefore result in minimal additional effort.

Ist der Luftdruckabfall des mindestens einen Fahrzeugreifens 11 erkannt und ein entsprechendes Erkennungssignal mittels der Steuereinheit 12 erzeugt, wird das Erkennungssignal bevorzugt an eine ESP-Steuereinheit 19 des Fahrzeuges übermittel. Die ESP-Steuereinheit 19 leitet dann Maßnahmen zur Stabilisierung des Fahrzeuges ein, welche dann auch durch ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 12 erfolgen, die wiederum den Servomotor 9 stellen.If the air pressure drop in the at least one vehicle tire 11 is detected and a corresponding detection signal is generated by the control unit 12, the detection signal is preferably transmitted to an ESP control unit 19 of the vehicle. The ESP control unit 19 then initiates measures to stabilize the vehicle, which then also take place by means of a corresponding signal to the control unit 12, which in turn sets the servomotor 9.

Alternativ oder ergänzend wird das Erkennungssignal durch einen Signalgeber 20, innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeuges, ausgegeben. Der Signalgeber ist beispielsweise die Warnblinkanlage des Fahrzeuges.Alternatively or additionally, the detection signal is output by a signal transmitter 20 inside and/or outside the vehicle. The signal transmitter is, for example, the vehicle's hazard warning lights.

Claims (8)

Verfahren zur Erkennung eines Luftdruckabfalls in mindestens einem Fahrzeugreifen (11), der mittels eines Lenksystems (16) eines Fahrzeuges lenkbar ist, wobei das Lenksystem (16) vorzugsweise ein Lenkrad (1), eine Lenksäule (8), eine Spurstange (18) und eine Übertragungseinheit (6) zum Übertragen einer Lenkbewegung von der Lenksäule (8) auf die Spurstange (18) umfasst, und wobei das Fahrzeug eine Steuereinheit (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drehwinkel des Lenksystems (16) sensorisch erfasst und der Steuereinheit (12) übermittelt wird, und von der Steuereinheit (12) ein Erkennungssignal erzeugt wird, wenn ein Gradient des mindestens einen Drehwinkels einen zugehörigen Drehwinkelgradientenschwellwert erreicht oder überschreitet.Method for detecting a drop in air pressure in at least one vehicle tire (11) which can be steered by means of a steering system (16) of a vehicle, the steering system (16) preferably having a steering wheel (1), a steering column (8), a tie rod (18) and a transmission unit (6) for transmitting a steering movement from the steering column (8) to the tie rod (18), and wherein the vehicle has a control unit (12), characterized in that at least one angle of rotation of the steering system (16) is detected by sensors and the Control unit (12) is transmitted, and a detection signal is generated by the control unit (12) when a gradient of the at least one rotation angle reaches or exceeds an associated rotation angle gradient threshold value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehwinkel einer Lenksäule (8) des Lenksystems (16), ein Lenkwinkel des mindestens einen Fahrzeugreifens (11) und/oder ein Drehwinkel einer Spurstange (18) des Lenksystems (16) als der Drehwinkel des Lenksystems (16) sensorisch erfasst wird bzw. werden.procedure after claim 1 , characterized in that a rotation angle of a steering column (8) of the steering system (16), a steering angle of the at least one vehicle tire (11) and/or a rotation angle of a tie rod (18) of the steering system (16) as the rotation angle of the steering system (16) is or will be detected by sensors. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem (16) ein elektromechanisches Lenksystem, insbesondere nach Art eines Steer-By-Wire Lenksystems, ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steering system (16) is an electromechanical steering system, in particular of the type of a steer-by-wire steering system. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) jeden Drehwinkelgradientenschwellwert in Abhängigkeit von einer sensorisch erfassten Temperatur, insbesondere der Fahrzeugumgebungstemperatur oder der Temperatur des Lenksystems (16), einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugbeschleunigung, einem erfassten Drehmoment und/oder einem erfassten Drehwinkel mittels eines Kennfelds oder eines Algorithmus ermittelt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (12) sets each rotation angle gradient threshold value as a function of a sensor-detected temperature, in particular the vehicle ambient temperature or the temperature of the steering system (16), a vehicle speed, a vehicle acceleration, a detected torque and/or a detected angle of rotation determined by means of a map or an algorithm. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennungssignal optisch und/oder akustisch durch das Fahrzeug, insbesondere in einem Fahrgastraum des Fahrzeuges, ausgegeben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detection signal is emitted optically and/or acoustically by the vehicle, in particular in a passenger compartment of the vehicle. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erkennungssignal nach einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt wird, das Erkennungssignal an eine ESP-Steuereinheit (19) des Fahrzeugs übermittelt wird, und die ESP-Steuereinheit (19) das Fahrzeug in einen sicheren Betriebszustand bringt oder diesen aufrechterhält.Method for operating a vehicle, characterized in that a detection signal according to one of the preceding claims is generated, the detection signal is transmitted to an ESP control unit (19) of the vehicle, and the ESP control unit (19) brings the vehicle into a safe operating state or maintain it. Erkennungssystem zum Erkennen eines Luftdruckabfalls in mindestens einem Fahrzeugreifen (11), der mittels eines Lenksystems (16) eines Fahrzeuges lenkbar ist, wobei das Lenksystem (16) ein Lenkrad (1), eine Lenksäule (8), eine Spurstange (18) und eine Übertragungseinheit (6) zum Übertragen einer Lenkbewegung von der Lenksäule (8) auf die Spurstange (18) umfasst, gekennzeichnet durch mindestens einen Drehmomentsensor (4) zur Erfassung eines auf das Lenksystem (16) wirkendes Drehmoments, mindestens einen Drehwinkelsensor (5, 15) zur Erfassung eines Drehwinkels des Lenksystems (16), und eine Steuereinheit (12), die zum Empfang des mindestens einen Drehmoments und/oder des mindestens einen Drehwinkels mittels einer jeweiligen Signalverbindung mit jedem Drehmomentsensor (4) bzw. Drehwinkelsensor (5, 15) verbunden ist, und die zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet und ausgebildet ist.Detection system for detecting a drop in air pressure in at least one vehicle tire (11) which can be steered by means of a steering system (16) of a vehicle, the steering system (16) having a steering wheel (1), a steering column (8), a tie rod (18) and a Transmission unit (6) for transmitting a steering movement from the steering column (8) to the tie rod (18), characterized by at least one torque sensor (4) for detecting a torque acting on the steering system (16), at least one angle of rotation sensor (5, 15) for detecting an angle of rotation of the steering system (16), and a control unit (12) arranged to receive the at least one torque and/or the at least one angle of rotation by means of a respective signal connection with each Torque sensor (4) or rotation angle sensor (5, 15) is connected, and is set up and designed to carry out the method according to one of the preceding claims. Fahrzeug mit einer Mehrzahl von Fahrzeugreifen (11), einem Lenksystem (16) umfassend ein Lenkrad (1), eine Lenksäule (8), eine Spurstange (18) und eine Übertragungseinheit (6) zum Übertragen einer Lenkbewegung von der Lenksäule (8) auf die Spurstange (18), wobei mindestens einer der Fahrzeugreifen (11) mittels eines Lenksystems (16) lenkbar ist, und einer Steuereinheit (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Erkennungssystem nach Anspruch 7 umfasst.Vehicle having a plurality of vehicle tires (11), a steering system (16) comprising a steering wheel (1), a steering column (8), a tie rod (18) and a transmission unit (6) for transmitting a steering movement from the steering column (8). the tie rod (18), at least one of the vehicle tires (11) being steerable by means of a steering system (16), and a control unit (12), characterized in that the vehicle has a detection system according to claim 7 includes.
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