DE102014117855A1

DE102014117855A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kontrolle eines Reifendrucks

Info

Publication number: DE102014117855A1
Application number: DE102014117855.6A
Authority: DE
Inventors: Tae-hun Kim; Seung-Hwan SHIN
Original assignee: Hyundai Autron Co Ltd
Current assignee: Hyundai AutoEver Corp
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2016-03-24
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: CN105774422A; US9757993B2; CN105774422B; US20160082790A1; KR101568094B1; DE102014117855B4

Abstract

Eine Reifendruckkontrollvorrichtung umfasst eine Frequenzerkennungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Resonanzfrequenz entsprechend einem Reifendruck erkennt; eine Berechnungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie die Resonanzfrequenz akkumuliert und eine Durchschnittsfrequenz und eine Frequenzvarianz berechnet; eine Koordinatensystemeinstelleinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie einen ersten Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und der Frequenzvarianz übereinstimmt, auf einer Durchschnittsvarianzebene bestimmt und zweite Durchschnittsvarianzpunkte, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen übereinstimmen, welche für Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmt; eine Reifenermittlungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie einen Reifentyp unter Berücksichtigung von Abständen zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene ermittelt; und eine Niederdruckfrequenzeinstelleinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Niederdruckfrequenz entsprechend dem ermittelten Reifentyp als Referenzniederdruckfrequenz zur Ermittlung, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt, einstellt.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle eines Reifendrucks und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle eines Reifendrucks, die anhand einer Frequenzabweichung zwischen einer Resonanzfrequenz entsprechend einem Reifendruck und einer Niederdruckfrequenz ermitteln können, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt.
2. Stand der Technik
Der Druck eines Reifens ist ein Faktor, der in unmittelbarem Zusammenhang mit der Stabilität eines Kraftfahrzeugs steht. Wenn der Reifendruck unter einen Referenzdruck fällt, kann es zu schweren Unfällen kommen. Da eine direkte Messung des Reifendrucks schwierig ist, wird im Allgemeinen ein indirektes Reifendruckkontrollsystem eingesetzt, um unter Verwendung einer Resonanzfrequenz entsprechend dem Druck eines Reifens zu ermitteln, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt.
Bei einem herkömmlichen Reifendruckkontrollsystem wird auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz ermittelt, ob sich der Druck eines Reifens verringert hat. Das heißt, durch Berechnung der Frequenzabweichung zwischen einer Resonanzfrequenz und einer Niederdruckfrequenz lässt sich indirekt ermitteln, ob es sich bei dem Druck eines Reifens um einen niedrigen Druck handelt.
Abhängig von den Eigenschaften eines Reifens für jeden Reifentyp, beispielsweise unterschiedlicher Faktoren wie etwa Abmessungen, Reifenprofil, Größe der Reifenseitenwand und Material des Reifens, kann eine Niederdruckfrequenz als Referenz zur Ermittlung, ob es sich bei dem Druck eines Reifens um einen niedrigen Druck handelt, abweichen.
Auch wenn sich aufgrund eines Reifenaustauschs die Eigenschaften eines Reifens eines Fahrzeugs geändert haben, kann eine bestehende Niederdruckfrequenz verwendet werden, um zu ermitteln, ob es sich bei dem Druck eines Austauschreifens um einen niedrigen Druck handelt. Es ist in diesem Fall schwierig, genau zu ermitteln, ob es sich bei dem Druck des Reifens um einen niedrigen Druck handelt. Zudem kann es zu schweren Unfällen kommen, wenn keine genaue Ermittlung dahingehend erfolgt, ob es sich bei dem Druck des Reifens um einen niedrigen Druck handelt.
Zusammenfassung
Verschiedene Ausführungsformen betreffen eine Reifendruckkontrollvorrichtung und ein Reifendruckkontrollverfahren, die in der Lage sind, Durchschnittsvarianzpunkte für Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen für den Reifendruck auf einer Durchschnittsvarianzebene zu bestimmen, Durchschnittsvarianzpunkte für Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen, die vorab für Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene zu bestimmen, den Typ eines Reifens entsprechend Abständen zwischen den Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene zu ermittlen, auf der Grundlage einer Niederdruckfrequenz für den ermittelten Reifentyp zu ermitteln, ob der Reifendruck niedrig ist, sowie eine durch einen ausgetauschten Reifen verursachte Änderung der Frequenzcharakteristik wiederzugeben, wenn ermittelt wird, ob der Reifendruck niedrig ist, wodurch sich die Stabilität während des Betriebs erheblich verbessert.
In einer Ausführungsform kann eine Reifendruckkontrollvorrichtung umfassen: eine Frequenzerkennungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Resonanzfrequenz entsprechend einem Reifendruck erkennt; eine Berechnungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie die Resonanzfrequenz akkumuliert und eine Durchschnittsfrequenz und eine Frequenzvarianz berechnet; eine Koordinatensystemeinstelleinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie einen ersten Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und der Frequenzvarianz übereinstimmt, auf einer Durchschnittsvarianzebene bestimmt und zweite Durchschnittsvarianzpunkte, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen übereinstimmen, welche vorab für Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmt; eine Reifenermittlungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie einen Reifentyp unter Berücksichtigung von Abständen zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene ermittelt; und eine Niederdruckfrequenzeinstelleinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Niederdruckfrequenz entsprechend dem ermittelten Reifentyp als Referenzniederdruckfrequenz zur Ermittlung, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt, einstellt.
In einer Ausführungsform kann das Reifendruckkontrollverfahren umfassen: Erkennung einer Resonanzfrequenz entsprechend einem Reifendruck mittels einer Frequenzerkennungseinheit; Berechnung einer Durchschnittsfrequenz und einer Frequenzvarianz mittels einer Berechnungseinheit durch Akkumulieren der Resonanzfrequenz; Bestimmung eines ersten Durchschnittsvarianzpunkts, der mit der Durchschnittsfrequenz und der Frequenzvarianz übereinstimmt, auf einer Durchschnittsvarianzebene sowie Bestimmung zweiter Durchschnittsvarianzpunkte, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen übereinstimmen, welche vorab für Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene mittels einer Koordinatensystemeinstelleinheit; Ermittlung eines Reifentyps unter Berücksichtigung von Abständen zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene mittels einer Reifenermittlungseinheit; und Einstellung einer Niederdruckfrequenz entsprechend dem ermittelten Reifentyp als Referenzniederdruckfrequenz zur Ermittlung, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt, mittels einer Niederdruckfrequenzeinstelleinheit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Reifendruckkontrollvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine graphische Darstellung, die eine Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz für jeden Geschwindigkeitsabschnitt sowie eine Durchschnittsvarianzebene gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine graphische Darstellung, die eine Durchschnittsvarianzebene zeigt, auf der gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zweite Durchschnittsvarianzpunkte angeordnet sind, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen für unterschiedliche Reifentypen übereinstimmen.
4 ist eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung eines Verfahrens zur Ermittlung des Reifentyps entsprechend Abständen zwischen einem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine graphische Darstellung, die einen effektiven Abstandsbereich auf der Durchschnittsvarianzebene gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Reifendruckkontrollverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ausführliche Beschreibung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die Offenbarung kann jedoch auf verschiedene Weise ausgeführt werden und ist nicht dahingehend auszulegen, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung umfassend und vollständig ist und einem Fachmann die Offenbarung in vollem Umfang vermittelt wird. Darüber hinaus wird auf ausführliche Beschreibungen in Bezug auf bekannte Funktionen oder Ausgestaltungen verzichtet, um Gegenstände der vorliegenden Erfindung nicht unnötigerweise zu verunklaren. In den verschiedenen Figuren und Ausführungsformen der gesamten Offenbarung beziehen sich gleiche Bezugsziffern durchgehend auf gleiche Teile.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Reifendruckkontrollvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß 1 kann die Reifendruckkontrollvorrichtung 102 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Frequenzerkennungseinheit 104, eine Berechnungseinheit 106, eine Koordinatensystemeinstelleinheit 108, eine Reifenermittlungseinheit 110, eine Niederdruckfrequenzeinstelleinheit 112 und eine Niederdruckermittlungseinheit 114 umfassen.
Die Frequenzerkennungseinheit 104 kann eine Resonanzfrequenz für einen Reifendruck erkennen. Insbesondere kann die Frequenzerkennungseinheit 104 die Resonanzfrequenz auf der Grundlage einer Drehzahlinformation berechnen, die von einem an einem Rad eines Fahrzeugs montierten Drehzahlsensor erfasst wird. Die Resonanzfrequenz kann abhängig von den Reifeneigenschaften wie etwa Abmessungen, Reifenprofile, Abmessungen der Reifenseitenwände und Material der Reifen abweichen. Des Weiteren kann die Resonanzfrequenz selbst bei gleichem Reifendruck abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abweichen.
Die Berechnungseinheit 106 kann Resonanzfrequenzen akkumulieren und eine Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz berechnen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lässt sich die Durchschnittsfrequenz der Resonanzfrequenzen durch folgenden Vorgang berechnen: mean(k) = ((mean(k – 1) × (k – 1)) + rfreq(k))/k
Hierbei stellt mean (k) die Durchschnittsfrequenz, mean (k – 1) eine Durchschnittsfrequenz von ersten bis (k – 1)-ten Resonanzfrequenzen und rfreq (k) eine k-te Resonanzfrequenz dar. Auf diese Weise kann die Berechnungseinheit 106 die Durchschnittsfrequenz der ersten bis k-ten Resonanzfrequenzen berechnen.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lässt sich die Frequenzvarianz der Resonanzfrequenzen außerdem durch folgenden Vorgang berechnen: var(k) = [(k – 1) × (var(k – 1) + mean(k – 1)²) + (rfreq(k) – mean(k))²)]/k – mean(k)²
Hierbei stellt var (k) eine Varianz der ersten bis (k – 1)-ten Resonanzfrequenzen dar.
Die Berechnungseinheit 106 kann als solche die Resonanzfrequenzen akkumulieren und die Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz berechnen. Da die Resonanzfrequenz abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abweichen kann, kann die Berechnungseinheit 106 Resonanzfrequenzen für jeden vorgegebenen Geschwindigkeitsabschnitt akkumulieren und eine Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz von Resonanzfrequenzen für den Geschwindigkeitsabschnitt berechnen.
Die Koordinatensystemeinstelleinheit 108 kann einen ersten Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz übereinstimmt, auf einer Durchschnittsvarianzebene bestimmen sowie zweite Durchschnittsvarianzpunkte, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen, welche vorab für Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmen.
2 ist eine graphische Darstellung, die eine Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz für jeden Geschwindigkeitsabschnitt sowie eine Durchschnittsvarianzebene gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 zeigt eine Durchschnittsfrequenzkurve 202 für jeden Geschwindigkeitsabschnitt, eine Frequenzvarianzkurve 204 für jeden Geschwindigkeitsabschnitt und eine Durchschnittsvarianzebene 206, auf der ein Durchschnittsvarianzpunkt angeordnet ist, der mit einer Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz jedes Geschwindigkeitsabschnitts übereinstimmt.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Berechnungseinheit 106 eine Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz von Resonanzfrequenzen berechnen. Vorzugsweise kann die Berechnungseinheit 106 eine Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz von Resonanzfrequenzen für jeden Geschwindigkeitsabschnitt berechnen.
Der Geschwindigkeitsabschnitt kann einen Abschnitt darstellen, der durch Division der Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch ein vorgegebenes Intervall erlangt wird. Ein Geschwindigkeitsabschnitt von 30 km/h bis 130 km/h kann beispielsweise in fünf Geschwindigkeitsabschnitte unterteilt werden. In diesem Fall lassen sich die jeweiligen Geschwindigkeitsabschnitte in einen Geschwindigkeitsabschnitt von 30 km/h bis 50 km/h, einen Geschwindigkeitsabschnitt von 50 km/h bis 70 km/h, einen Geschwindigkeitsabschnitt von 70 km/h bis 90 km/h, einen Geschwindigkeitsabschnitt von 90 km/h bis 100 km/h und einen Geschwindigkeitsabschnitt von 110 km/h bis 130 km/h einteilen. Nachfolgend können die jeweiligen Geschwindigkeitsabschnitte als 40-km/h-Abschnitt, 60-km/h-Abschnitt, 80-km/h-Abschnitt, 100-km/h-Abschnitt und 120-km/h-Abschnitt bezeichnet werden, welche die Durchschnittsgeschwindigkeiten der jeweiligen Geschwindigkeitsabschnitte darstellen.
In 2 kennzeichnet die Frequenzkurve 202 für jeden Geschwindigkeitsabschnitt eine Durchschnittsfrequenz für jeden Geschwindigkeitsabschnitt und die Frequenzvarianzkurve 204 für jeden Geschwindigkeitsabschnitt eine Frequenzvarianz für jeden Geschwindigkeitsabschnitt. Des Weiteren können die Frequenzkurve 202 für jeden Geschwindigkeitsabschnitt und die Frequenzvarianzkurve 204 für jeden Geschwindigkeitsabschnitt verwendet werden, um die Durchschnittsfrequenz und die Frequenzvarianz auf der gleichen Ebene zu kennzeichnen.
Die Durchschnittsvarianzebene befindet sich an der Stelle, an der die Durchschnittsfrequenzen und die Frequenzvarianzen gekennzeichnet sind. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Durchschnittsvarianzebene eine zweidimensionale Ebene, deren x-Achse eine Durchschnittsfrequenz und deren y-Achse eine Frequenzvarianz darstellt. Die x-Achse kann wiederum als Frequenzvarianz und die y-Achse als Durchschnittsfrequenz festgelegt sein. 2 zeigt die Durchschnittsvarianzebene, deren x-Achse eine Durchschnittsfrequenz und deren y-Achse eine Frequenzvarianz darstellt.
Wie in 2 dargestellt, können Durchschnittsvarianzpunkte, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen für die jeweiligen Geschwindigkeitsabschnitte übereinstimmen, auf der Durchschnittsvarianzebene 206 angeordnet sein. Das heißt, ein Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz des 40-km/h-Abschnitts übereinstimmt, ein Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz des 60-km/h-Abschnitts übereinstimmt, ein Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz des 80-km/h-Abschnitts übereinstimmt, ein Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz des 100-km/h-Abschnitts übereinstimmt, und ein Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz des 120-km/h-Abschnitts übereinstimmt, können auf der Durchschnittsvarianzebene 206 angeordnet sein.
Die Eigenschaften eines Reifens wie etwa Abmessung, Reifenprofil, Seitenwandabmessung und Material des Reifens können sich in einer Resonanzfrequenz niederschlagen. Somit können die Durchschnittsvarianzpunkte auf der Durchschnittsvarianzebene angeordnet sein, und das Verhältnis unter den Durchschnittsvarianzpunkten kann analysiert werden, um unter unterschiedlichen Reifentypen den Reifentyp zu ermitteln, der mit dem Typ des am Fahrzeug montierten Reifens übereinstimmt.
Für diesen Vorgang können Messdaten für unterschiedliche Reifentypen, die vorab mit Hilfe eines Tests gewonnen werden, in einer Datenbank gespeichert werden. Die Messdaten können eine Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz von Resonanzfrequenzen sowie eine Niederdruckfrequenz für jeden Reifentyp umfassen. Des Weiteren können die Messdaten Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen umfassen, die für eine Vielzahl von Geschwindigkeitsabschnitten gemessen werden.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Reifendatenbank 120 Daten speichern, die vorab für die jeweiligen Reifen mit Hilfe eines Tests gemessen werden. Die Messdaten können eine Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz von Resonanzfrequenzen sowie eine Niederdruckfrequenz für jeden Reifentyp umfassen.
Die Koordinatensystemeinstelleinheit 108 kann einen ersten Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der von der Berechnungseinheit 106 berechneten Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz übereinstimmt, auf einer Durchschnittsvarianzebene bestimmen sowie zweite Durchschnittsvarianzpunkte, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen, die vorab für Reifentypen auf der Grundlage der Messdaten der Reifendatenbank 120 gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmen und auf diese Weise eine Kurve erzeugen. Die Messdaten können jeweils eine Durchschnittsfrequenz, eine Frequenzvarianz und eine Niederdruckfrequenz für einen oder mehrere Reifentypen umfassen. Somit können ein oder mehrere zweite Durchschnittsvarianzpunkte auf der Durchschnittsvarianzebene angeordnet sein.
Die Koordinatensystemeinstelleinheit 108 kann vorzugsweise die ersten und zweiten Durchschnittsvarianzpunkte auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmen, so dass sich die ersten und zweiten Durchschnittsvarianzpunkte für die jeweiligen Geschwindigkeitsabschnitte unterscheiden.
Die Reifenermittlungseinheit 110 kann den Reifentyp unter Berücksichtigung von Abständen zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten ermittlen. Wie vorstehend beschrieben, können ein oder mehrere zweite Durchschnittsvarianzpunkte für jeden Reifentyp auf der Durchschnittsvarianzebene angeordnet sein.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Reifenermittlungseinheit 110 die Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene berechnen und die berechneten Abstände vergleichen, um einen Reifentyp, der mit einem zweiten Durchschnittsvarianzpunkt übereinstimmt, der den Mindestabstand zum ersten Durchschnittsvarianzpunkt unter den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten aufweist, als den Typ des am jeweiligen Fahrzeug montierten Reifens zu ermitteln.
Es kann jedoch ein zweiter Durchschnittsvarianzpunkt vorhanden sein, der näher am ersten Durchschnittsvarianzpunkt liegt als die weiteren zweiten Durchschnittsvarianzpunkte, obwohl ein mit dem zweiten Durchschnittsvarianzpunkt übereinstimmender Reifentyp eine Charakteristik aufweist, die von der des am jeweiligen Fahrzeug montierten Reifens abweicht. In diesem Fall kann ein völlig unterschiedlicher Reifentyp als der Typ des am jeweiligen Fahrzeug montierten Reifens ermittelt werden. Somit kann ein effektiver Abstandsbereich für die Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene eingestellt werden. Bei einer Abweichung des Abstands vom effektiven Abstandsbereich kann ein vorgegebener Reifentyp als der Typ des am jeweiligen Fahrzeug montierten Reifens ermittelt werden. Der effektive Abstandsbereich kann auf einen vorgegebenen Abstand eingestellt werden, oder es kann eine Kreis- oder Ellipsengleichung für die Einstellung des effektiven Abstandsbereiches verwendet werden.
3 ist eine graphische Darstellung, die eine Durchschnittsvarianzebene zeigt, auf der gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zweite Durchschnittsvarianzpunkte angeordnet sind, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen für unterschiedliche Reifentypen übereinstimmen. Gemäß 3 sind Durchschnittsvarianzpunkte für die jeweiligen Geschwindigkeitsabschnitte, die vorab für drei Typen von ersten bis dritten Reifen 302, 304 und 306 gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene angeordnet.
Da alle Resonanzfrequenzen der drei Reifentypen in einer Frequenz von 40 Hz bis 44 Hz vorkommen, können die drei Reifentypen nicht voneinander unterschieden werden, wenn nur Durchschnittsfrequenzen berücksichtigt werden. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die zweiten Durchschnittsvarianzpunkte jedoch unter Berücksichtigung von Frequenzvarianzen sowie von Durchschnittsfrequenzen auf der Durchschnittsvarianzebene angeordnet. Wie in 3 dargestellt, können somit drei Reifentypen mit unterschiedlichen Eigenschaften voneinander unterschieden werden.
4 ist eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung eines Verfahrens zur Ermittlung des Reifentyps aufgrund von Abständen zwischen einem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß 4 kann der erste Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und der Frequenzvarianz des am Fahrzeug montierten Reifens übereinstimmt, auf der Durchschnittsvarianzebene angeordnet sein, auf der, wie in 3 dargestellt, die zweiten Durchschnittsvarianzpunkte, die mit den Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen für die jeweiligen Reifentypen übereinstimmen, angeordnet sind. Die Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten können zur Ermittlung des Reifentyps berücksichtigt werden.
Es wird beispielsweise davon ausgegangen, dass eine Durchschnittsfrequenz und eine Durchschnittsvarianz von Resonanzfrequenzen für den Druck des am Fahrzeug montierten Reifens 43 Hz und 2,3 im 40-km/h-Abschnitt sowie 43 Hz und 4 im 100-km/h-Abschnitt betragen.
Die Reifenermittlungseinheit 110 kann Abstände zwischen Abstände zwischen einem ersten Durchschnittsvarianzpunkt 402 und zweiten Durchschnittsvarianzpunkten im 40-km/h-Abschnitt berechnen und einen Reifentyp, der mit einem zweiten Durchschnittsvarianzpunkt übereinstimmt, der den Mindestabstand zum ersten Durchschnittsvarianzpunkt 402 unter den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten aufweist, als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens ermitteln. Ebenso kann die Reifenermittlungseinheit 110 Abstände zwischen einem ersten Durchschnittsvarianzpunkt 404 und zweiten Durchschnittsvarianzpunkten im 100-km/h-Abschnitt berechnen und einen Reifentyp, der mit einem zweiten Durchschnittsvarianzpunkt übereinstimmt, der den Mindestabstand zum ersten Durchschnittsvarianzpunkt 404 unter den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten aufweist, als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens ermitteln.
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel ist die Durchschnittsfrequenz des ersten Reifens im 100-km/h-Abschnitt bei etwa 41,7 Hz verteilt, die Durchschnittsfrequenz des zweiten Reifens im 100-km/h-Abschnitt bei etwa 43,5 Hz verteilt und die Durchschnittsfrequenz des dritten Reifens im 100-km/h-Abschnitt bei etwa 43,5 Hz verteilt. Werden also nur die Durchschnittsfrequenzen berücksichtigt, lässt sich schwer ermitteln, ob die Charakteristik des am Fahrzeug montierten Reifens (43 Hz) der des zweiten Reifens (42,5 Hz) oder des dritten Reifens (43,5 Hz) ähnelt.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden jedoch sowohl die Frequenzvarianzen als auch die Durchschnittsfrequenzen berücksichtigt. Daher kann der Typ des dritten Reifens, der den Mindestabstand zum ersten Durchschnittsvarianzpunkt 404 aufweist, als dem Typ des am Fahrzeug montierten Reifens entsprechend bewertet werden. Die Reifenermittlungseinheit 110 kann somit den dritten Reifen als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens ermitteln.
5 ist eine graphische Darstellung, die einen effektiven Abstandsbereich auf der Durchschnittsvarianzebene gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 5 dargestellt, kann der effektive Abstandsbereich als Kreis mit einem Radius festgelegt sein, der auf einen effektiven Abstand 502 zu einem auf der Durchschnittsvarianzebene angeordneten ersten Durchschnittsvarianzpunkt eingestellt ist.
Der erste Durchschnittsvarianzpunkt im 40-km/h-Abschnitt ist der nächstgelegene zum zweiten Durchschnittsvarianzpunkt des zweiten Reifens unter den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten im 40-km/h-Abschnitt, weicht jedoch vom effektiven Abstandsbereich ab. Die Reifenermittlungseinheit 110 kann daher den zweiten Reifen nicht als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens ermitteln. In diesem Fall kann die Reifenermittlungseinheit 110 einen Reifengrundtyp als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens ermitteln.
Die Niederdruckfrequenzeinstelleinheit 112 kann eine Niederdruckfrequenz für den durch die Reifenermittlungseinheit 110 ermittelten Reifentyp auf eine Referenzniederdruckfrequenz einstellen, um zu ermitteln, ob der Reifendruck niedrig ist. Für diesen Vorgang kann die Niederdruckfrequenzeinstelleinheit 112 Informationen über den durch die Reifenermittlungseinheit 110 ermittelten Reifentyp erhalten, in der Reifendatenbank 120 nach dem entsprechenden Reifentyp suchen und die Niederdruckfrequenz für den Reifentyp als Referenzniederdruckfrequenz verwenden.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Reifendruckkontrollvorrichtung 102 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung des Weiteren die Niederdruckermittlungseinheit 114 umfassen, um auf der Grundlage einer Frequenzabweichung zwischen der Referenzniederdruckfrequenz und der Resonanzfrequenz für den Reifendruck zu ermitteln, ob der Reifendruck niedrig ist.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Reifendruckkontrollvorrichtung Durchschnittsvarianzpunkte für Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen für den Reifendruck auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmen, Durchschnittsvarianzpunkte für Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen, die vorab für Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmen, den Typ eines Reifens entsprechend Abständen zwischen den Durchschnittsvarianzpunkten ermitteln und unter Verwendung einer Niederdruckfrequenz für den ermittelten Reifentyp ermitteln, ob der Reifendruck niedrig ist. Somit kann die Reifendruckkontrollvorrichtung bei der Ermittlung, ob der Reifendruck niedrig ist, eine durch einen Reifenaustausch verursachte Änderung der Frequenzcharakteristik wiedergeben, wodurch sich die Stabilität während des Betriebs erheblich verbessert.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Reifendruckkontrollverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Gemäß 6 kann zunächst in Schritt S602 ermittelt werden, ob ein Reifen ausgetauscht wurde. Ob der Reifenaustausch durchgeführt wurde, kann durch den Empfang eines Reifenaustausch-Signals von einem elektronischen Steuergerät oder den Empfang eines Signals, das aufgrund der Betätigung einer Reifenaustausch-Taste durch einen Benutzer erzeugt wird, ermittelt werden.
In Schritt S604 kann anschließend eine Resonanzfrequenz für einen Reifendruck erkannt werden. Wie vorstehend beschrieben, kann ein Drehzahlsensor an einem Rad eines Fahrzeugs montiert sein und die Resonanzfrequenz auf der Grundlage einer vom Drehzahlsensor erfassten Drehzahlinformation erkannt werden.
Danach können in Schritt S606 die Resonanzfrequenzen akkumuliert werden, um eine Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz zu berechnen. Schritt S606 umfasst vorzugsweise die Akkumulierung von Resonanzfrequenzen für eine Vielzahl von Geschwindigkeitsabschnitten sowie die Berechnung von Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen für die jeweiligen Geschwindigkeitsabschnitte. Die Geschwindigkeitsabschnitte lassen sich in einen Geschwindigkeitsabschnitt von 30 km/h bis 50 km/h, einen Geschwindigkeitsabschnitt von 50 km/h bis 70 km/h, einen Geschwindigkeitsabschnitt von 70 km/h bis 90 km/h, einen Geschwindigkeitsabschnitt von 90 km/h bis 100 km/h und einen Geschwindigkeitsabschnitt von 110 km/h bis 130 km/h einteilen, und eine Durchschnittsfrequenz und eine Frequenzvarianz von Resonanzfrequenzen kann für jeden Geschwindigkeitsabschnitt berechnet werden.
In Schritt S608 kann anschließend ein erster Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der berechneten Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz übereinstimmt, auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmt werden. Die Durchschnittsvarianzebene ist eine zweidimensionale Ebene, deren x-Achse eine Durchschnittsfrequenz und deren y-Achse eine Frequenzvarianz darstellt. Das heißt, die Durchschnittsvarianzebene kann zur Kontrolle einer Durchschnittsfrequenz und Frequenzvarianz auf der gleichen Ebene verwendet werden. Die x-Achse der Durchschnittsvarianzebene kann als Frequenzvarianz und die y-Achse der Durchschnittsvarianzebene als Durchschnittsfrequenz festgelegt sein.
In Schritt S610 können dann zweite Durchschnittsvarianzpunkte, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen für unterschiedliche Reifentypen übereinstimmen, auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmt werden. Wie vorstehend beschrieben, können die Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen vorab für die jeweiligen Reifentypen mit Hilfe eines Tests gemessen werden. Die Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen für die jeweiligen Reifentypen können in der Reifendatenbank gespeichert werden. Die Koordinatensystemeinstelleinheit kann die Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen für die jeweiligen Reifentypen aus der Reifendatenbank lesen und die zweiten Durchschnittsvarianzpunkte auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmen. Vorzugsweise können die Schritte S608 bis S610 für jeden der Geschwindigkeitsabschnitte durchgeführt werden. Für diesen Vorgang können die Schritte S608 und S610 die Bestimmung der ersten Durchschnittsvarianzpunkts und der zweiten Durchschnittsvarianzpunkte auf der Durchschnittsvarianzebene umfassen, so dass sich der erste Durchschnittsvarianzpunkt und die zweiten Durchschnittsvarianzpunkte für jeden der Geschwindigkeitsabschnitte unterscheiden.
In Schritt S612 kann dann die Reifenermittlungseinheit den Typ eines Reifens unter Berücksichtigung der Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene ermitteln. Schritt S612 kann vorzugsweise die Berechnung der Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene umfassen sowie die Ermittlung eines Reifentyps, der mit einem zweiten Durchschnittsvarianzpunkt übereinstimmt, der den Mindestabstand zum ersten Durchschnittsvarianzpunkt unter den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten aufweist, als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens. Darüber hinaus kann Schritt S612 die Ermittlung eines Reifengrundtyps als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens bei einer Abweichung der Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene vom effektiven Abstandsbereich umfassen.
Abschließend kann in Schritt S614 eine Niederdruckfrequenz für den in Schritt S612 ermittelten Reifentyp verwendet werden, um zu ermitteln, ob der Reifendruck niedrig ist. Insbesondere kann bei der Ermittlung des Reifentyps in Schritt S612 eine Niederdruckfrequenz für den Reifentyp auf die Referenzniederdruckfrequenz eingestellt und eine Frequenzabweichung zwischen der Referenzniederdruckfrequenz und der Resonanzfrequenz für den Reifendruck verwendet werden, um zu ermitteln, ob der Reifendruck niedrig ist.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Reifendruckkontrollverfahren Durchschnittsvarianzpunkte für Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen für den Reifendruck auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmen, Durchschnittsvarianzpunkte für Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen, die vorab für unterschiedliche Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmen, den Typ eines Reifens entsprechend Abständen zwischen den Durchschnittsvarianzpunkten ermitteln und unter Verwendung einer Niederdruckfrequenz für den ermittelten Reifentyp ermitteln, ob der Reifendruck niedrig ist. Somit kann das Reifendruckkontrollverfahren eine durch einen Reifenaustausch verursachte Änderung der Frequenzcharakteristik wiedergeben, wodurch sich die Stabilität während des Betriebs erheblich verbessert.
Obwohl vorstehend verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass die beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind. Demgemäß ist die hier beschriebene Offenbarung nicht aufgrund der beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken.

Claims

Reifendruckkontrollvorrichtung, umfassend: eine Frequenzerkennungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Resonanzfrequenz entsprechend einem Reifendruck erkennt; eine Berechnungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie die Resonanzfrequenz akkumuliert und eine Durchschnittsfrequenz und eine Frequenzvarianz berechnet; eine Koordinatensystemeinstelleinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie einen ersten Durchschnittsvarianzpunkt, der mit der Durchschnittsfrequenz und der Frequenzvarianz übereinstimmt, auf einer Durchschnittsvarianzebene bestimmt sowie zweite Durchschnittsvarianzpunkte, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen, welche vorab für Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene bestimmt; eine Reifenermittlungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie einen Reifentyp unter Berücksichtigung von Abständen zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene ermittelt; und eine Niederdruckfrequenzeinstelleinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Niederdruckfrequenz entsprechend dem ermittelten Reifentyp als Referenzniederdruckfrequenz zur Ermittlung, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt, einstellt.
Reifendruckkontrollvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine Niederdruckermittlungseinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie auf der Grundlage einer Frequenzabweichung zwischen der Referenzniederdruckfrequenz und der Resonanzfrequenz entsprechend dem Reifendruck ermittelt, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt.
Reifendruckkontrollvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit die Resonanzfrequenz für Geschwindigkeitsabschnitte akkumuliert und eine Durchschnittsfrequenz und eine Frequenzvarianz für jeden Geschwindigkeitsabschnitt berechnet und wobei die Koordinatensystemeinstelleinheit den ersten Durchschnittsvarianzpunkt und die zweiten Durchschnittsvarianzpunkte auf der Durchschnittsvarianzebene für jeden Geschwindigkeitsabschnitt bestimmt.
Reifendruckkontrollvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Durchschnittsvarianzebene eine zweidimensionale Ebene umfasst, bei der eine x-Achse eine Durchschnittsfrequenz und eine y-Achse eine Frequenzvarianz ist.
Reifendruckkontrollvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reifenermittlungseinheit die Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene berechnet und einen Reifentyp, der mit einem zweiten Durchschnittsvarianzpunkt übereinstimmt, der einen Mindestabstand zum ersten Durchschnittsvarianzpunkt unter den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten aufweist, als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens ermittelt.
Reifendruckkontrollvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reifenermittlungseinheit einen Reifengrundtyp als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens ermittelt, wenn die Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene von einem vorgegebenen effektiven Abstandsbereich abweichen.
Reifendruckkontrollverfahren, umfassend: Erkennung einer Resonanzfrequenz entsprechend einem Reifendruck mittels einer Frequenzerkennungseinheit; Berechnung einer Durchschnittsfrequenz und einer Frequenzvarianz mittels einer Berechnungseinheit durch Akkumulieren der Resonanzfrequenz; Bestimmung eines ersten Durchschnittsvarianzpunkts, der mit der Durchschnittsfrequenz und der Frequenzvarianz übereinstimmt, auf einer Durchschnittsvarianzebene sowie Bestimmung zweiter Durchschnittsvarianzpunkte, die mit Durchschnittsfrequenzen und Frequenzvarianzen von Resonanzfrequenzen, welche vorab für Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene mittels einer Koordinatensystemeinstelleinheit; Ermittlung eines Reifentyps unter Berücksichtigung von Abständen zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene mittels einer Reifenermittlungseinheit; und Einstellung einer Niederdruckfrequenz entsprechend dem ermittelten Reifentyp als Referenzniederdruckfrequenz zur Ermittlung, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt, mittels einer Niederdruckfrequenzeinstelleinheit.
Reifendruckkontrollverfahren nach Anspruch 7, wobei das Reifendruckkontrollverfahren nach der Einstellung der Niederdruckfrequenz entsprechend dem ermittelten Reifentyp als Referenzniederdruckfrequenz zur Ermittlung, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt, des Weiteren umfasst: Ermittlung auf der Grundlage einer Frequenzabweichung zwischen der Referenzniederdruckfrequenz und der Resonanzfrequenz entsprechend dem Reifendruck, ob es sich bei dem Reifendruck um einen niedrigen Druck handelt, mittels einer Niederdruckermittlungseinheit.
Reifendruckkontrollverfahren nach Anspruch 7, wobei die Berechnung der Durchschnittsfrequenz und der Frequenzvarianz durch Akkumulieren der Resonanzfrequenz die Berechnung einer Durchschnittsfrequenz und einer Frequenzvarianz für jeden Geschwindigkeitsabschnitt durch Akkumulieren der Resonanzfrequenz für Geschwindigkeitsabschnitte umfasst und wobei die Bestimmung des ersten Durchschnittsvarianzpunkts, der mit der Durchschnittsfrequenz und der Frequenzvarianz übereinstimmt, auf der Durchschnittsvarianzebene und die Bestimmung der zweiten Durchschnittsvarianzpunkte, die mit den Durchschnittsfrequenzen und den Frequenzvarianzen der Resonanzfrequenzen, welche vorab für die Reifentypen gemessen werden, auf der Durchschnittsvarianzebene die Bestimmung des ersten Durchschnittsvarianzpunkts und der zweiten Durchschnittsvarianzpunkte auf der Durchschnittsvarianzebene für jeden Geschwindigkeitsabschnitt umfassen.
Reifendruckkontrollverfahren nach Anspruch 7, wobei die Durchschnittsvarianzebene eine zweidimensionale Ebene umfasst, bei der eine x-Achse eine Durchschnittsfrequenz und eine y-Achse eine Frequenzvarianz ist.
Reifendruckkontrollverfahren nach Anspruch 7, wobei die Ermittlung des Reifentyps unter Berücksichtigung der Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene umfasst: Berechnung der Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene; und Ermittlung eines Reifentyps, der mit einem zweiten Durchschnittsvarianzpunkt übereinstimmt, der einen Mindestabstand zum ersten Durchschnittsvarianzpunkt unter den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten aufweist, als den Typ des an einem Fahrzeug montierten Reifens.
Reifendruckkontrollvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Ermittlung des Reifentyps unter Berücksichtigung der Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene umfasst: Ermittlung eines Reifengrundtyps als den Typ des am Fahrzeug montierten Reifens bei einer Abweichung der Abstände zwischen dem ersten Durchschnittsvarianzpunkt und den zweiten Durchschnittsvarianzpunkten auf der Durchschnittsvarianzebene von einem effektiven Abstandsbereich.