DE102014226705A1

DE102014226705A1 - System und Verfahren zur Ermittlung eines Reifendruckes eines Reifens eines Rades

Info

Publication number: DE102014226705A1
Application number: DE102014226705.6A
Authority: DE
Inventors: Parthiv Dharamshi; Thomas Haas; Matthias Kretschmann; Jürgen Spotka
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (10) sowie ein Verfahren zur Ermittlung eines Reifendruckes eines Reifens (1) eines Rades (3). Das erfindungsgemäße System (10) weist auf: ein erstes Druckermittlungssystem mit einem ersten Sensor (14) zur Messung des Reifendruckes und zur darauf basierenden Bereitstellung eines ersten Reifendruckwertes (p1); ein zweites Druckermittlungssystem mit einem zweiten Sensor (16) zur Messung wenigstens einer, eine lokale mechanische Reifenbelastung charakterisierenden physikalischen Größe (rb) und mit einer Druckermittlungseinheit, ausgebildet zur Ermittlung wenigstens eines, eine Abmessung eines Reifenlatsches des Reifens (1) charakterisierenden Reifenlatschparameters (L) basierend auf der gemessenen physikalischen Größe (rb) und zur Berechnung eines zweiten Reifendruckwertes (p2) basierend auf dem ermittelten Reifenlatschparameter (L); eine Auswerteeinrichtung (20) zur Ermittlung des Reifendruckes anhand des ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des zweiten Reifendruckwertes (p2), wobei die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Ermittlung des Reifendruckes unter Berücksichtigung eines Ergebnisses eines Vergleiches des ersten Reifendruckwertes (p1) mit dem zweiten Reifendruckwert(p2) durchzuführen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Ermittlung eines Reifendruckes eines Reifens eines Rades.
Derartige Systeme und Verfahren sind z. B. aus dem Automobilbereich bekannt. So sind moderne Kraftfahrzeuge oftmals mit einem Reifendruckkontrollsystem (engl. "Tire Pressure Monitoring System", kurz TPMS) ausgestattet, welches durch einen im betreffenden Reifen installierten Sensor den Reifendruck misst, um basierend auf dieser Messung einen Reifendruckwert bereitzustellen.
Bislang unterlagen Reifendruckkontrollsysteme im Automobilbereich in der Regel keinen hohen Sicherheitsanforderungen, da die damit gewonnenen Informationen üblicherweise lediglich dem Fahrer zur Verfügung gestellt werden (z. B. als Warnung im Falle eines Reifendruckverlustes), nicht aber zur Verwendung für aktive sicherheitsrelevante Systeme (z. B. ABS, ESP etc.) vorgesehen sind.
In zukünftigen Fahrzeugarchitekturen gerät ein Informationsaustausch zwischen verschiedenen Systemen der Bordelektronik jedoch immer mehr in den Vordergrund, so dass in diesem Rahmen insbesondere auch aktive sicherheitsrelevante Systeme auf die von Reifendruckkontrollsystemen bereitgestellten Reifendruckwerte zurückgreifen sollen, um so z. B. die Leistungsfähigkeit dieser sicherheitsrelevanten Systeme weiter zu verbessern.
Solche Konzepte erfordern eine hohe Zuverlässigkeit der Ermittlung des Reifendruckes, da es in Abhängigkeit von dem ermittelten Reifendruckwert zu sicherheitskritischen Eingriffen in das Fahrverhalten kommen kann, die für den Fahrer potenziell gefährlich sein können. Dementsprechend besteht ein Bedarf für Reifendruckkontrollsysteme, welche entsprechend hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen, insbesondere Anforderungen an Obergrenzen von Restfehlerraten.
Eine denkbare Möglichkeit zur Erhöhung der Zuverlässigkeit bestünde darin, das System mit einem zweiten (redundanten) Sensor zur Messung desselben Reifendruckes auszustatten, um damit einen redundant gemessenen weiteren Reifendruckwert zu erhalten und als ermittelten Reifendruck z. B. das arithmetische Mittel der beiden Reifendruckwerte auszugeben.
Die Integration eines weiteren Druckmesssensors in das System ist jedoch relativ kostspielig, insbesondere wenn dieser weitere Sensor, z. B. ebenso wie der erste Sensor, einen Messwert mit relativ großer Genauigkeit liefern soll.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Ermittlung eines Reifendruckes eines Reifens eines Rades anzugeben, bei denen die Zuverlässigkeit insbesondere z. B. hinsichtlich der Verwendbarkeit des ermittelten Reifendruckes für sicherheitsrelevante Systeme in einem Kraftfahrzeug verbessert ist.
Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird ein System zur Ermittlung eines Reifendruckes eines Reifens eines Rades vorgeschlagen, welches aufweist:

– ein erstes Druckermittlungssystem mit einem ersten Sensor zur Messung des Reifendruckes und zur darauf basierenden Bereitstellung eines ersten Reifendruckwertes (welcher im Normalfall dem tatsächlichen Reifendruck entspricht),
– ein zweites Druckermittlungssystem mit einem zweiten Sensor zur Messung wenigstens einer, eine lokale mechanische Reifenbelastung charakterisierenden physikalischen Größe, und mit einer Druckermittlungseinheit, ausgebildet zur Ermittlung wenigstens eines, eine Abmessung eines Reifenlatsches des Reifens charakterisierenden Reifenlatschparameters basierend auf der gemessenen physikalischen Größe und zur Berechnung eines zweiten Reifendruckwertes basierend auf dem ermittelten Reifenlatschparameter,
– eine Auswerteeinrichtung zur Ermittlung des Reifendruckes anhand des ersten Reifendruckwertes und/oder des zweiten Reifendruckwertes, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Ermittlung des Reifendruckes unter Berücksichtigung eines Ergebnisses eines Vergleiches des ersten Reifendruckwertes mit dem zweiten Reifendruckwert durchzuführen.

Vorteilhaft können durch die beiden Druckermittlungssysteme in redundanter Weise ein erster Reifendruckwert und ein zweiter Reifendruckwert bereitgestellt werden, so dass durch eine geeignete Auswertung eine zuverlässigere Ermittlung des Reifendruckes erzielbar ist.
Hierfür muss der bei der Erfindung als "zweiter Reifendruckwert" bezeichnete Wert ganz allgemein nur "in einem bestimmten Zusammenhang" mit dem tatsächlichen Reifendruck stehen.
Der zweite Reifendruckwert muss also nicht unbedingt ein Wert sein, der (mehr oder weniger exakt) der physikalischen Größe "Reifendruck" entspricht.
Insofern kann der basierend auf dem ermittelten Reifenlatschparameter (z. B. Latschlänge) berechnete zweite Reifendruckwert ganz allgemein auch als "virtueller Referenzwert" und die damit erzielbare Redundanz als "virtuelle Redundanz" bezeichnet werden.
Bevorzugt wird der zweite Reifendruckwert so berechnet, dass eine Änderung des tatsächlichen Reifendruckes zu einer dazu proportionalen, insbesondere z. B. identischen Änderung des zweiten Reifendruckwertes führt.
Insbesondere kann der zweite Reifendruckwert, unter Umständen jedoch erst nach dessen "Normierung" z. B. anhand des ersten Reifendruckwertes bei Beginn oder während der Fahrt des betreffenden Fahrzeuges, so berechnet werden, dass dieser (mehr oder weniger exakt) der physikalischen Größe "Reifendruck" entspricht.
In der Praxis besteht nämlich ein mit einer solchen Normierung lösbares Problem oftmals darin, dass auch in Kenntnis aller physikalischer Eigenschaften des betreffenden Reifens (z. B. Reifenabmessungen, Reifensteifigkeit etc.) allein aus einem ermittelten Reifenlatschparameter kein dem tatsächlichen Reifendruck entsprechender zweiter Reifendruckwert berechnet werden kann, da in den Zusammenhang zwischen Reifendruck und Reifenlatsch auch die Radlast eingeht und diese Radlast sich (normalerweise nur) während eines Fahrzeugstopps ändern kann, etwa durch Ein- oder Aussteigen von Personen bzw. Be- oder Entladung von Gepäck etc.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass zumindest bei jedem Beginn einer Fahrt des betreffenden Fahrzeuges eine "Normierung" des zweiten Reifendruckwertes erfolgt.
Mit Normierung ist hierbei eine Anpassung des verwendeten Berechnungsalgorithmus bzw. der hierbei verwendeten Gleichung(en) oder Gleichungsparameter derart gemeint, dass (zumindest solange das Fahrzeug fährt) der berechnete zweite Reifendruckwert ebenfalls dem tatsächlichen Reifendruck entspricht. Die Normierung kann z. B. bei jedem Fahrtbeginn durchgeführt werden, und in einfacher Weise z. B. unter Heranziehung des ersten Reifendruckwertes realisiert werden.
Wenn im Rahmen der Erfindung von einem Vergleich des ersten Reifendruckwertes mit dem zweiten Reifendruckwert gesprochen wird, so umfasst dies z. B. den Fall, dass der erste Reifendruckwert mit dem "auf tatsächlichen Reifendruck" normierten zweiten Reifendruckwert verglichen wird, darüber hinaus jedoch auch den Fall, dass der erste Reifendruckwert mit einem "nicht-normierten" zweiten Reifendruckwert im Hinblick auf Änderungen der beiden Werte während der Fahrt des Fahrzeuges verglichen wird.
Die Erfindung ist insbesondere zur Ermittlung des Innendruckes eines z. B. mit Luft oder Stickstoff befüllten Kraftfahrzeugreifens vorteilhaft verwendbar.
Bei der Erfindung ist zur Bereitstellung des zweiten Reifendruckwertes ein kostspieliger weiterer Druckmesssensor entbehrlich.
Vielmehr wird bei der Erfindung ein zweiter Sensor eingesetzt, der wenigstens eine, eine lokale mechanische Reifenbelastung charakterisierende physikalische Größe misst. Dies ist z. B. insofern vorteilhaft, als damit zunächst zusätzlich eine andere Größe (lokale mechanische Reifenbelastung) gemessen wird, aus welcher erfindungsgemäß wenigstens ein "Reifenlatschparameter" ermittelt wird (was einen vorteilhaften "Informationsgewinn" darstellt), wobei jedoch erfindungsgemäß dennoch "in indirekter Weise" der erwähnte zweite Reifendruckwert abgeleitet wird.
Insbesondere im Hinblick auf den Einsatz der Erfindung für moderne Kraftfahrzeuge ist vorteilhaft, dass Sensoren zur Messung einer, eine lokale mechanische Reifenbelastung charakterisierende physikalische Größe, bzw. zur "Reifenlatschermittlung", in derartigen Fahrzeugen oftmals ohnehin vorhanden sind. Die Erfindung ermöglicht bei diesen Fahrzeugen demnach neben der Ermittlung eines Reifenlatschparameters eine zusätzliche Nutzung des betreffenden Sensors auch zur Erhöhung der Zuverlässigkeit bzw. auch der Genauigkeit des ermittelten Reifendruckes.
In einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, den Reifendruck anhand des ersten Reifendruckwertes zu ermitteln und den zweiten Reifendruckwert z. B. lediglich zur Plausibilisierung des ersten Reifendruckwertes zu nutzen.
Unter einer "Plausibilisierung" eines Reifendruckwertes wird hier eine Überprüfung mit dem Ergebnis einer Feststellung dahingehend verstanden, ob der betreffende Reifendruckwert "vermutlich fehlerfrei" oder "vermutlich fehlerhaft" ist.
In einer anderen Ausführungsform wird die Ermittlung des Reifendruckes anhand des zweiten Reifendruckwertes durchgeführt und der erste Reifendruckwert z. B. lediglich zur Plausibilisierung des zweiten Reifendruckwertes genutzt. Diese Ausführungsform setzt im allgemeinen (z. B. bei unbekannter Radlast) eine vorangegangene Normierung des zweiten Reifendruckwertes (z. B. anhand des ersten Reifendruckwertes) voraus und ist insbesondere dann weniger bevorzugt, wenn als erster Sensor ein relativ präzise messender Drucksensor eingesetzt wird.
Ferner kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, z. B. zumindest in bestimmten Situationen (z. B. falls beide Reifendruckwerte als plausibel erkannt wurden) den Reifendruck anhand des ersten Reifendruckwertes und des zweiten Reifendruckwertes zu ermitteln, z. B. als einen aus erstem und (auf "tatsächlichen Reifendruck" normierten) zweitem Reifendruckwert gebildeten Mittelwert (insbesondere z. B. ein aritmethisches Mittel dieser beiden Reifendruckwerte).
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist eine gewichtete Mittelwertbildung vorgesehen, wobei die hierbei verwendeten jeweiligen Gewichte des ersten und des zweiten Reifendruckwertes z. B. fest vorgegeben sein können. Alternativ können diese Gewichte von der Auswerteeinrichtung variabel vorgegeben werden, und zwar bevorzugt in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleiches des ersten Reifendruckwertes mit dem zweiten Reifendruckwert und/oder dem Ergebnis einer Plausibilisierung wenigstens eines der beiden Reifendruckwerte.
In einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung ferner dazu ausgebildet, eine Plausibilisierung des ersten Reifendruckwertes und/oder des zweiten Reifendruckwertes durchzuführen.
Eine solche Plausibilisierung z. B. des ersten Reifendruckwertes anhand des zweiten Reifendruckwertes kann z. B. auch bei nicht-normiertem zweiten Reifendruckwert während einer Fahrt des Fahrzeuges (unter der Annahme, dass sich während der Fahrt die Radlast nicht ändert) dadurch erfolgen, dass fortlaufend überprüft wird, ob eine jede Änderung des ersten Reifendruckwertes von einer hierzu passenden Änderung des zweiten Reifendruckwertes begleitet wird.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei der Plausibilisierung das Ergebnis des Vergleiches des ersten Reifendruckwertes mit dem zweiten Reifendruckwert berücksichtigt wird.
Als ein Kriterium für die Feststellung einer Unplausibilität kann z. B. vorgesehen sein, dass die beiden Reifendruckwerte im Falle eines normierten zweiten Reifendruckwertes um mindestens einen vorbestimmten (z. B. fest vorgegebenen) Wert voneinander abweichen, oder im Falle eines nicht-normierten zweiten Reifendruckwertes zeitliche Änderungen der beiden Reifendruckwerte um ein vorbestimmtes Ausmaß voneinander abweichen.
Alternativ oder zusätzlich können auch andere Kriterien vorgesehen sein, um zur Feststellung einer Unplausibilität zu gelangen und/oder für den Fall einer Unplausibilität zu bestimmen, welches der beiden Druckermittlungssysteme einen unplausiblen Reifendruckwert bereitstellt.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei der Plausibilisierung des ersten Reifendruckwertes und/oder des zweiten Reifendruckwertes jeder betreffende Reifendruckwert als solcher berücksichtigt wird.
Hierzu ein Beispiel: Wenn an einem Fahrzeugreifen mit einem betriebsmäßig im Bereich von ca. 2 bis 3 bar vorgesehenen Reifendruck der erste Reifendruckwert (oder der normierte zweite Reifendruckwert) 11 bar beträgt, so ist dieser Wert unplausibel (was z. B. anhand der Überschreitung eines vorbestimmten Schwellwerts feststellbar ist).
In einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung ferner dazu ausgebildet, bei der Plausibilisierung das Ergebnis einer Analyse des zeitlichen Verlaufes des ersten Reifendruckwertes und/oder des zweiten Reifendruckwertes zu berücksichtigen.
Hierzu ein Beispiel: Wenn sich an einem Fahrzeugreifen während der Fahrt ein nennenswert ansteigender zeitlicher Verlauf eines Reifendruckwertes (jenseits des im Falle eines Temperaturanstieges zu erwartenden Anstieges) ergibt, so ist dieser Wert unplausibel. Dies ist z. B. anhand der Überschreitung einer vorbestimmten Anstiegsrate (durch den Temperatureffekt-korrigierten Reifendruckwert) feststellbar.
Ein mittels einer Analyse des zeitlichen Verlaufes eines Reifendruckwertes erkennbares weiters spezielles Fehlerbild ist z. B. dasjenige eines "Stuck-Sensors", bei welchem ein als erster Reifendruckwert bereitgestellter Druckmesswert scheinbar erfolgreich ermittelt und kommuniziert wird, jedoch nicht den tatsächlichen Reifendruck widerspiegelt, da z. B. der betreffende Druckmesssensor physikalisch von dem zu überwachenden Druckvolumen (Reifeninneres) zumindest teilweise abgetrennt ist, so dass ein (fehlerhafter) völlig konstanter Druck gemessen wird. Dies kann in der Praxis z. B. durch einen durch Schmutz blockierten Messkanal geschehen.
Vor allem im Hinblick auf die vorstehend bereits angesprochenen vielfältigen Möglichkeiten einer Plausibilisierung der beiden bereitgestellten Reifendruckwerte ist der Begriff "Ermittlung eines Reifendruckes" im Sinne der Erfindung nicht nur so zu verstehen, dass (im Normalfall) die physikalische Größe "Reifendruck" ermittelt wird, sondern (in entsprechenden Fehlerfällen, d. h. festgestellter Unplausibilität wenigstens eines der beiden Reifendruckwerte) diese physikalische Größe in Verbindung mit einer "Qualitätsinformation" (z. B. "Reifendruck 1,5 bar, +/–0,5 bar") oder der Reifendruck sogar als reine Fehlerinformation (z. B. "Reifendruck nicht ermittelbar") angegeben wird.
Ein Kriterium für die Angabe einer Fehlerinformation "Reifendruck nicht ermittelbar" kann z. B. sein, dass beide Reifendruckwerte zuvor als unplausibel klassifiziert wurden.
In einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, die Ermittlung des Reifendruckes unter Berücksichtigung eines Ergebnisses der Plausibilisierung des ersten Reifendruckwertes und/oder des zweiten Reifendruckwertes durchzuführen.
Eine Möglichkeit für eine solche Berücksichtigung ist eine bereits erwähnte Ausführungsform, bei welcher die Ermittlung der physikalische Größe "Reifendruck" in Verbindung mit einer auf dem Plausibilisierungsergebnis basierenden "Qualitätsinformation" (oder als reine Fehlerinformation "Reifendruck nicht ermittelbar") erfolgt.
Alternativ oder zusätzlich kann für eine solche Berücksichtigung vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen Plausibilität bzw. Nichtplausibilität der beiden Reifendruckwerte (Plausibilisierungsergebnis) die Art und Weise der Ermittlung des Reifendruckes anhand des ersten und/oder zweiten Reifendruckwertes beeinflusst wird.
Hierzu ein Beispiel: Wenn "im Normalfall" (d.h. beide Reifendruckwerte plausibel) der erste Reifendruckwert den ermittelten Reifendruck darstellt, so kann im "Fehlerfall" einer Feststellung einer Unplausibilität des ersten Reifendruckwertes der normierte zweite Reifendruckwert als ermittelter Reifendruck ausgegeben werden (oder z. B. bei einer Mittelwertbildung stärker gewichtet werden).
In einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße System entsprechend einer Mehrzahl von zu überwachenden Rädern des betreffenden Fahrzeuges das erste Druckermittlungssystem und das zweite Druckermittlungssystem derart ausgebildet auf, dass damit der erste Reifendruckwert und der zweite Reifendruckwert "radindividuell", also individuell für jedes dieser Räder bereitgestellt werden, und dass dementsprechend der Reifendruck ebenfalls radindividuell ermittelt wird (Hierbei versteht sich, dass lediglich die an den Rädern angeordneten Systemkomponenten mehrfach vorhanden sein müssen, die übrigen Systemkomponenten jedoch insbesondere z. B. gemeinsam genutzt ausgebildet werden können).
Bei dieser Ausführungsform ist eine vorteilhafte Weiterbildung ermöglicht, die darin besteht, dass mittels der Auswerteeinrichtung z. B. jeder einzelne erste Reifendruckwert jeweils nicht nur anhand des zum selben Rad zugehörigen zweiten Reifendruckwertes, sondern unter Mitberücksichtigung wenigstens eines weiteren der nicht-zugehörigen zweiten Reifendruckwerte plausibilisiert wird. Bei dieser Weiterbildung kann, unter der Annahme, dass einzelne Räder nicht beliebige Lastabweichungen im Vergleich zu anderen Rädern besitzen können, der Einfluss einer bei einem Fahrzeugstopp sich eventuell ändernden Fahrzeugbeladung vorteilhaft eliminiert werden (vgl. hierzu auch Beschreibung der Ausführungsbeispiele). Alternativ oder zusätzlich zur Mitberücksichtigung des für ein oder mehrere andere Räder berechneten zweiten Reifendruckwertes können auch die ersten Reifendruckwerte und/oder die ermittelten Reifendrücke solcher anderer Räder mitberücksichtigt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann bei dieser Ausführungsform eine weitere vorteilhafte Weiterbildung vorgesehen sein, die darin besteht, dass eine Normierung des zweiten Reifendruckwertes für ein bestimmtes Rad unter Verwendung wenigstens eines ersten Reifendruckwertes und/oder zweiten Reifendruckwertes eines der anderen Räder durchgeführt wird. Bevorzugt wird hierbei wenigstens einer der beiden Reifendruckwerte sämtlicher der anderen überwachten Räder verwendet (vgl. hierzu auch Beschreibung der Ausführungsbeispiele).
In einer Ausführungsform ist der erste Sensor an einer Innenseite des Reifens angeordnet.
In einer Ausführungsform ist der zweite Sensor an einer Innenseite des Reifens (z. B. Innenseite einer Reifenlauffläche) angeordnet und dazu ausgebildet, als die physikalische Größe eine lokale Reifendeformation und/oder Beschleunigung im Bereich der Anordnungsstelle des zweiten Sensors zu messen.
Zur Ausgestaltung des zweiten Sensors kann im Rahmen der Erfindung vorteilhaft auf Stand der Technik betreffend so genannte "Reifenlatschsensoren" zurückgegriffen werden. Insbesondere können z. B. im Bereich einer Messstelle am Reifenumfang mit einem Reifenmaterial verbundene und z. B. ein Piezoelement und/oder einem Dehnungsmessstreifen aufweisende Sensoren zur Messung einer Beschleunigung (einschließlich "Schock") oder einer Reifendeformation eingesetzt werden. Alternativ kann z. B. ein Sensor eingesetzt werden, der an einer Felge des betreffenden Rades angeordnet ist und z. B. in optischer Weise oder z. B. mittels Ultraschall einen radialen Abstand zwischen diesem Sensor und einer Messstelle an der gegenüberliegenden Innenseite des Reifens vermisst und somit ebenfalls eine, eine lokale mechanische Reifenbelastung (hier: Reifendeformation) charakterisierende physikalische Größe misst.
In einer Ausführungsform sind der erste Sensor und der zweite Sensor in einem Sensormodul baulich zusammengefasst an einer Innenseite des Reifens angeordnet.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform beinhaltet dieses Sensormodul auch die Auswerteeinrichtung zur Ermittlung des Reifendruckes. In diesem Fall kann der ermittelte Reifendruck z. B. über eine drahtlose Übertragungsstrecke (z. B. Funkstrecke) an eine fahrzeugseitige Einrichtung, z. B. eine zentrale Steuereinrichtung des Fahrzeuges kommuniziert werden, etwa als ein digitales Datensignal.
Alternativ kann bei einem beide Sensoren aufweisenden Sensormodul z. B. auch vorgesehen sein, dass zwar die beiden Druckermittlungseinheiten ebenfalls von diesem Sensormodul beinhaltet sind, so dass ebenfalls bereits im Sensormodul die beiden Reifendruckwerte bereitgestellt werden, diese Werte sodann jedoch über eine drahtlose Übertragungsstrecke (z. B. Funkstrecke) zu einer fahrzeugseitig angeordneten Auswerteeinrichtung übermittelt werden, welche daraus den Reifendruck ermittelt.
Prinzipiell möglich, jedoch zumeist weniger bevorzugt kann schließlich z. B. vorgesehen sein, dass ein beide Sensoren beinhaltendes Sensormodul dazu ausgebildet ist, von den beiden Sensoren gelieferte "Rohdaten" über eine z. B. drahtlose Übertragungsstrecke (z. B. Funkstrecke) an die in diesem Fall fahrzeugseitig angeordneten Druckermittlungseinheiten zu kommunizieren, welche wiederum die daraus bereitgestellten Reifendruckwerte an die Auswerteeinrichtung kommuniziert.
Bei den letzteren Ausführungen kann die Auswerteeinrichtung insbesondere von einer z. B. zentralen, bevorzugt programmgesteuerten Steuereinrichtung des betreffenden Fahrzeuges gebildet sein oder eine Funktionalität einer solchen Steuereinrichtung darstellen.
Ein am Rad angeordnetes Sensormodul kann insbesondere auch einen Temperatursensor zur Messung der Reifentemperatur und/oder eine elektronische Speichereinrichtung zur Hinterlegung von Reifeninformationen wie z. B. Reifenabmessung(en) und Reifensteifigkeit beinhalten, so dass auch diese Größen für die Ermittlung bzw. Plausibilisierung des Reifendruckes zur Verfügung gestellt werden. Die Kenntnis der Temperatur ermöglicht z. B. vorteilhaft temperaturbedingte Reifendruckänderungen als solche zu erkennen (und z. B. bei einer Plausibilisierung zu berücksichtigen). Die Kenntnis der Reifeneigenschaften (Reifeninformation) kann vorteilhaft zur Definition des zur Berechnung des zweiten Reifendruckwertes eingesetzten Algorithmus bzw. bei der genannten Normierung des zweiten Reifendruckwertes verwendet werden.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird die eingangs gestellte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Reifendruckes eines Reifens eines Rades, umfassend

– Messung des Reifendruckes und darauf basierende Bereitstellung eines ersten Reifendruckwertes,
– Messung wenigstens einer, eine lokale mechanische Reifenbelastung charakterisierenden physikalischen Größe, Ermittlung wenigstens eines, eine Abmessung eines Reifenlatsches des Reifens charakterisierenden Reifenlatschparameters basierend auf der gemessenen physikalischen Größe, und Berechnung eines zweiten Reifendruckwertes basierend auf dem ermittelten Reifenlatschparameter,
– Ermittlung des Reifendruckes anhand des ersten Reifendruckwertes und/oder des zweiten Reifendruckwertes und in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Vergleiches des ersten Reifendruckwertes mit dem zweiten Reifendruckwert.

Die oben bereits für das erfindungsgemäße System erläuterten besonderen Gestaltungen und Ausführungsformen können in analoger Weise, einzeln oder in Kombination, auch als besondere Gestaltungen bzw. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden.
So kann z. B. auch für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen sein, dass eine Plausibilisierung des ersten Reifendruckwertes und/oder des zweiten Reifendruckwertes durchgeführt wird, wobei bei dieser Plausibilisierung insbesondere z. B. das Ergebnis des Vergleiches des ersten Reifendruckwertes mit dem zweiten Reifendruckwert berücksichtigt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann z. B. das Ergebnis einer Analyse des zeitlichen Verlaufes des ersten Reifendruckwertes und/oder des zweiten Reifendruckwertes berücksichtigt werden, usw.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der ermittelte Reifendruck an wenigstens ein Fahrerassistenzsystem eines das Rad aufweisenden Fahrzeuges und/oder wenigstens ein weiteres Fahrzeug und/oder wenigstens eine stationäre Serviceeinrichtung bereitgestellt wird.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt umfassend einen Programmcode vorgeschlagen, der auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt ein Verfahren der hier beschriebenen Art durchführt. Ein derartiger Programmcode kann z. B. diejenigen Verarbeitungsschritte bzw. -algorithmen definieren, welche in einer programmgesteuert betriebenen Druckermittlungseinheit und programmgesteuert betriebenen Auswerteeinrichtung des erfindungsgemäßen Systems die erforderlichen Ermittlungen bzw. Berechnungen realisiert.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, welches mit einem System der hier beschriebenen Art ausgestattet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei-spielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems zur Ermittlung eines Reifendruckes gemäß eines Ausführungsbeispiels,
2 ein schematisches Blockschaltbild eines im System von 1 verwendeten Sensormoduls,
3 ein Ablaufdiagramm des mit dem System von 1 durchgeführten Verfahrens zur Ermittlung des Reifendruckes,
4 einen beispielhaften Verlauf eines ersten Reifendruckwertes p1 und eines zweiten Reifendruckwertes p2 in Abhängigkeit von der Zeit t, zur Veranschaulichung eines ersten "Normalfalles",
5 eine der 4 entsprechende Darstellung eines beispielhaften Verlaufes der Reifendruckwerte p1 und p2 zur Veranschaulichung eines weiteren "Normalfalles",
6 eine der 4 entsprechende Darstellung eines beispielhaften Verlaufes der Reifendruckwerte p1 und p2 zur Veranschaulichung eines "Fehlerfalles".
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 10 zur Ermittlung eines Reifendruckes eines Reifens 1 eines Rades 3 eines Fahrzeuges.
Wenngleich nachfolgend lediglich auf die Ermittlung des Reifendruckes am in 1 dargestellten Rad 3 eingegangen wird, so versteht es sich, dass das System 10 z. B. in einem Kraftfahrzeug mit z. B. vier Rädern eingesetzt zur radindividuellen Ermittlung der Reifendrucke aller Räder bzw. Reifen ausgebildet sein kann.
Das System 10 umfasst für den Reifen 1 ein reifenbasiertes, d. h. an dem Reifen 1 angeordnetes Sensormodul 12, welches im dargestellten Beispiel an einer Innenseite des mit einem Druckmedium (typischerweise Luft oder Stickstoff) gefüllten Reifens 1 angeordnet ist.
Das Sensormodul 12 ist beispielsweise batteriebetrieben und auswechselbar in einer Tasche an der Innenseite der Reifenlauffläche untergebracht.
Wie in 2 detaillierter dargestellt, umfasst das Sensormodul 12 einen ersten Sensor 14 zur Messung des Reifendruckes und zur darauf basierenden Bereitstellung eines ersten Reifendruckwertes p1. Mit diesem Sensor 14 wird gewissermaßen eine "direkte" Messung des Reifendruckes realisiert. Der Sensor 14 kann insofern als "Druckmesssensor" bezeichnet werden und der bereitgestellte Reifendruckwert p1 ist charakteristisch für den im Reifen 1 herrschenden Reifendruck.
Des Weiteren umfasst das Sensormodul 12 einen zweiten Sensor 16 zur Messung einer lokalen Reifendeformation und/oder Beschleunigung im Bereich der Anordnungsstelle des zweiten Sensors 16 (vgl. in 1 eingezeichnete Messstelle 18). Der Sensor 16 liefert ein die lokale Reifendeformation und/oder Beschleunigung an der Messstelle 18 am Reifen 1 angebendes Sensorsignal rb, welches zusammen mit dem Reifendruckwert p1 des ersten Sensors 14 an eine im dargestellten Beispiel ebenfalls von dem Sensormodul 12 beinhaltete Auswerteeinrichtung 20 weitergeleitet wird.
Schließlich kann das Sensormodul 12 bevorzugt z. B. noch einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur am Reifen 1 und eine elektronische Speichereinrichtung zur Hinterlegung von Reifeninformationen (z. B. Reifentyp, Reifendimension etc.) umfassen.
Die Auswerteeinrichtung 20 ist eine programmgesteuerte Einrichtung zur Ermittlung des Reifendruckes anhand des ersten Reifendruckwertes p1, wobei diese Ermittlung jedoch unter Mitberücksichtigung eines Ergebnisses eines Vergleiches des ersten Reifendruckwertes p1 mit einem zweiten Reifendruckwert p2 durchgeführt wird, welcher durch eine von der Auswerteeinrichtung 20 durchgeführte Auswertung des Sensorsignals rb erhalten wird.
Um den genannten zweiten Reifendruckwert p2 zu erhalten, ermittelt die Auswerteeinrichtung 20 im dargestellten Beispiel zunächst eine so genannte Reifenlatschlänge L (vgl. 1), also eine in Längsrichtung betrachtete Ausdehnung der Reifenaufstandsfläche des Reifens 1, um basierend auf dieser ermittelten Latschlänge L den zweiten Reifendruckwert p2 zu berechnen.
Bei jedem Beginn einer Fahrt des betreffenden Fahrzeuges erfolgt mittels der Auswerteeinrichtung 20 eine "Normierung" des zweiten Reifendruckwertes p2 dergestalt, dass der Reifendruckwert p2 im Folgenden (und zumindest bis zum nächsten Fahrzeugstopp) dem tatsächlichen Reifendruck des Reifens 1 entspricht. Diese Normierung wird dadurch erreicht, dass unter Berücksichtigung des (ohnehin dem tatsächlichen Reifendruck entsprechenden) ersten Reifendruckwertes p1 der in der Auswerteeinrichtung 20 ablaufende Berechnungsalgorithmus zur Berechnung des Reifendruckwertes p2 geeignet angepasst wird. Diese Anpassung kann man sich z. B. so vorstellen bzw. auch praktisch implementieren, dass bei Fahrtbeginn aus den Größen p1 und L die Radlast am Reifen 1 berechnet wird und die so berechnete Radlast dann als (bis zum nächsten Fahrzeugstopp unveränderlicher) Berechnungsparameter im Berechnungsalgorithmus verwendet wird. Hierbei können auch die gemessene Reifentemperatur und/oder die genannten, aus einer elektronischen Speichereinrichtung des Systems 10 ausgelesenen Reifeninformationen mitberücksichtigt werden.
Somit entspricht im dargestellten Ausführungsbeispiel auch der zweite Reifendruckwert p2 dem tatsächlichen Reifendruck.
Während mit dem ersten Sensor ("Druckmesssensor") 14 somit ein erstes Druckermittlungssystem zur Bereitstellung des ersten Reifendruckwertes p1 basierend auf einer direkten Messung geschaffen ist, wird mit dem zweiten Sensor ("Deformations/Beschleunigungs-Sensor") 16 in Verbindung mit der erläuterten Auswertefunktionalität der Auswerteeinrichtung 20 ein redundant arbeitendes zweites Druckermittlungssystem zur "indirekten" Messung des Reifendruckes geschaffen.
Durch diese beiden redundant arbeitenden Druckermittlungssysteme kann durch eine geeignete noch weitere Auswertung durch z. B. in der Auswerteeinrichtung 20 ablaufende Software vorteilhaft eine gegenüber bekannten Druckermittlungssystemen zuverlässigere Ermittlung des Reifendruckes realisiert werden.
Im Beispiel ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung 20 unter Berücksichtigung des Ergebnisses des Vergleiches der beiden Reifendruckwerte p1 und p2 die Ermittlung des Reifendruckes vornimmt, welcher sodann in einem Datensignal D codiert an eine ebenfalls von dem Sensormodul 12 beinhaltete Sendeeinrichtung 22 weitergeleitet wird, um die von der Auswerteeinrichtung 20 bereitgestellten Daten D an eine Empfangs- und Auswerteeinrichtung 24 des Fahrzeuges zu übertragen.
Die Sendeeinrichtung 22 ist im dargestellten Beispiel als ein Sender zur drahtlosen Übertragung der Daten D, z. B. mittels eines Funksignals 26 gemäß eines digitalen Übertragungsprotokolls, ausgebildet.
Wenngleich die von der radbasierten Auswerteeinrichtung 20 durchgeführte Ermittlung der Latschlänge L anhand des Sensorsignals rb des zweiten Sensors 16 als solche in vielfältiger Art aus dem Stand der Technik bekannt ist, sei nachfolgend kurz auf die im dargestellten Beispiel hierfür verwendete Methode eingegangen: Der zeitliche Verlauf des eine Reifendeformation (oder eine Beschleunigung) an der Messstelle 18 angebenden Sensorsignals rb zeigt bei sich drehendem Rad 3 bei jedem Durchgang der Messstelle 18 durch den Reifenlatsch (Reifenaufstandsfläche) bestimmte, von der Sensorkonstruktion abhängige Signalcharakteristika. Diese Signalcharakteristika werden insbesondere durch das Aufschlagen der Messstelle 18 auf dem vom Fahrzeug befahrenen Untergrund sowie durch das nachfolgende Abheben der Messstelle 18 vom Untergrund hervorgerufen. Eine Analyse des zeitlichen Verlaufes des Sensorsignals rb erlaubt es der Auswerteeinrichtung 20 somit zum Beispiel, die jeweiligen Beginn- und End-Zeitpunkte der bei Drehung des Rades 3 mehr oder weniger periodisch auftretenden Reifenlatschdurchgänge zu bestimmen. Aus der Differenz zwischen den Beginn- und End-Zeitpunkten für jeden Reifenlatschdurchgang wird unter Berücksichtigung der Radumfangsgeschwindigkeit (die z. B. aus der "Periodizität" des Signals rb ermittelbar ist) die Latschlänge L berechnet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die berechnete Latschlänge L als solche von der Auswerteeinrichtung 20 ebenfalls in die zu sendenden Daten D codiert, so dass fahrzeugseitig zusätzlich diese auch für andere Zwecke (als der Berechnung des zweiten Reifendruckwertes p2) nutzbringende Information zur Verfügung gestellt wird.
Was die von der Auswerteeinrichtung 20 durchgeführte Berechnung des zweiten Reifendruckwertes p2 basierend auf der ermittelten Latschlänge L anbelangt, so ist anzumerken, dass z. B. in Kenntnis der Radlast (die sich z. B. aus der bekannten Fahrzeugmasse und deren Verteilung über das Fahrzeug ergibt, oder auch aus anderen Fahrzeugsystemen wie ESP etc.) von der Latschlänge L auf den gesuchten Reifendruckwert p2 geschlossen werden kann. Zu berücksichtigen ist hierbei des Weiteren, dass für einen bestimmten Reifentyp ein (z. B. im Sensormodul 12 bzw. der Auswerteeinrichtung 20 vorab speicherbarer) Zusammenhang zwischen der Latschlänge L und der Reifenlatschfläche (Reifenaufstandsfläche) besteht. Daher kann der Reifendruckwert p2, zumindest in guter Näherung, z. B. als der Quotient aus Radlast und Reifenlatschfläche berechnet werden. Zur Erhöhung der Genauigkeit kann hierbei z. B. insbesondere noch eine Steifigkeit des Reifenmaterials berücksichtigt werden (und/oder weitere im Fahrzeug erfasste Größen wie die Fahrzeuggeschwindigkeit etc.).
Das Datensignal D, welches im dargestellten Beispiel die ermittelte Latschlänge L und den ermittelten Reifendruck beinhaltet, wird wie in 1 dargestellt von einer Empfangseinrichtung 28 der Empfangs- und Auswerteeinrichtung 24 empfangen und zwecks Demodulation an eine Auswerteeinrichtung 30 der Empfangs- und Auswerteeinrichtung 24 weitergeleitet.
Um eine weitere Verwendung der somit ermittelten Latschlänge L sowie des ermittelten Reifendruckes in einer zentralen Steuereinrichtung 32 des Fahrzeuges zu ermöglichen, steht die Auswerteeinrichtung 30 über ein Bussystem 34, z. B. nach einem herkömmlichen Standard wie z. B. CAN etc., in Kommunikationsverbindung mit der zentralen Steuereinrichtung 32.
Abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 und 2 könnten die Auswerteeinrichtung 20 oder Teile davon anstatt radbasiert auch als Funktionalität(en) der im Fahrzeug ohnehin vorhandenen zentralen Steuereinrichtung 32 implementiert werden, wobei in diesem Fall die Übertragungsstrecke (Funksignal 26) z. B. zur Übertragung von "Rohdaten" der beiden Sensoren 14, 16 oder zur Übertragung der beiden "Zwischenergebnisse" p1 und p2 genutzt werden könnte.
Die im dargestellten Beispiel von der Auswerteeinrichtung 20 vorgenommene Berücksichtigung des Ergebnisses des Vergleiches der beiden Reifendruckwerte p1 und p2 umfasst im dargestellten Beispiel eine Berücksichtigung bei einer Plausibilisierung des ersten Reifendruckwertes p1 mittels eines Plausibilitätskriteriums, welches darin besteht, dass bei einer ein bestimmtes Ausmaß (Schwellwert) übersteigenden Differenz zwischen dem ersten Reifendruckwert p1 und dem zweiten Reifendruckwert p2 der erste Reifendruckwert p1 als unplausibel (vermutlich fehlerhaft) klassifiziert wird und diese Unplausibilität durch Hinzufügung einer entsprechenden "Fehlerinformation" in das Datensignal D berücksichtigt wird.
3 veranschaulicht nochmals in Form eines Ablaufdiagramm das mit dem System 10 von 1 durchgeführte Verfahren zur Ermittlung des Reifendruckes (in 3 mit "P" bezeichnet).
In einem Schritt S1 erfolgt die direkte Messung des Reifendruckes und darauf basierende Bereitstellung des ersten Reifendruckwertes p1.
In einem parallel dazu durchgeführten Schritt S2, der sich in Unterschritte S2-1, S2-2 und S2-3 gliedern lässt, erfolgt die Messung der lokalen Reifendeformation und/oder Beschleunigung (Schritt S2-1), basierend darauf (durch Auswertung des Sensorsignals rb) die Ermittlung des Reifenlatsches L (Schritt S2-2), und schließlich die Berechnung des zweiten Reifendruckwertes p2 basierend auf dem ermittelten Reifenlatschparameter L (Schritt S2-3). Bei jedem Fahrtbeginn des Fahrzeuges erfolgt im Schritt S2 außerdem die oben bereits erwähnte Normierung des Reifendruckwertes p2 (Anpassung des Berechnungsalgorithmus).
In einem Schritt S3, der sich in Unterschritte S3-1 und S3-2 gliedern lässt, erfolgt eine Plausibilisierung des Reifendruckwertes p1 (S3-1) unter Verwendung eines Plausibilitätskriteriums, wonach p1 jedenfalls dann als unplausibel klassifiziert wird, wenn ein Vergleich von p1 mit p2 ergibt, dass p1 und p2 um mindestens einen vorbestimmten Wert (Schwellwert-Druckdifferenz) voneinander abweichen.
Ferner erfolgt im Schritt S3 die Ermittlung eines auszugebenden Reifendruckes anhand des ersten Reifendruckwertes p1 (Schritt S3-2), wobei dieser Reifendruck p im "Normalfall" (p1 plausibel) die physikalische Größe "Reifendruck" repräsentiert und im "Fehlerfall" (p1 unplausibel) eine Fehlerinformation (z. B. "Reifendruck nicht ermittelbar") repräsentiert.
Abweichend von dem in diesem Beispiel verwendeten recht einfachen Plausibilitätskriterium, wonach p1 entweder als plausibel oder als unplausibel klassifiziert wird, könnte z. B. auch eine Plausibilisierung mit dem Ergebnis einer "quantifizierten Unplausibilität" vorgesehen werden, so dass durch den Schritt S3-2 im Fehlerfall eine entsprechend einem Ausmaß der Unplausibilität entsprechende Fehlerinformation, ggf. z. B. in Verbindung mit der Angabe eines Schätzwertes für den Reifendruck, ermittelt wird, wie beispielsweise "Reifendruck 2,0 bar, +/–0,5 bar" oder "Reifendruck 1,8 bar, +/–0,2 bar" etc.
Der im Schritt S3 ermittelte Reifendruck (mit oder ohne Qualitätsinformation bzw. Fehlerinformation) wird im Beispiel gemäß 1 von der Auswerteeinrichtung 20 (2) in Form des Datensignals D zur Sendeeinrichtung 22 übertragen.
In den 4 bis 6 sind jeweils beispielhafte Verläufe der beiden Reifendruckwerte p1 und p2 in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen, anhand derer nachfolgend verschiedene Situationen erläutert werden, die sich bei der Durchführung des Verfahrens ergeben können.
4 zeigt einen "Normalfall", in welchem nämlich die beiden Reifendruckwerte p1 und p2 nur kleinere und im Wesentlichen simultan in beiden Reifendruckwerten auftretende Schwankungen zeigen. Die Werte von p1 und p2 sind für jeden Zeitpunkt mehr oder weniger identisch.
Die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ergibt für das Beispiel von 4 einen plausiblen Reifendruckwert p1, so dass als ermittelter Reifendruck der Wert p1 geliefert wird.
5 zeigt insofern ebenfalls einen "Normalfall", als die beiden Reifendruckwerte p1 und p2 ebenfalls zu keinem Zeitpunkt größere Abweichungen voneinander zeigen. Die Durchführung des Verfahrens ergibt somit ebenfalls die Ausgabe des Reifendruckwertes p1 als ermittelten Reifendruck.
Das in 5 ersichtliche simultane Absinken beider Reifendruckwerte p1 und p2 ist jedoch als tatsächliches Absinken des Reifendruckes im Reifen 1 zu interpretieren.
6 veranschaulicht das Auftreten eines "Fehlerfalles":
Bis zu einem Zeitpunkt t1 entsprechen die zeitlichen Verläufe der Reifendruckwerte p1 und p2 dem "Normalfall" gemäß 4 (mit im Wesentlichen konstantem Reifendruck).
Ab dem Zeitpunkt t1 jedoch weichen die beiden Reifendruckwerte p1 und p2 um mindestens eine in 6 eingezeichnete vorbestimmte (z. B. fest vorgegebene) und nicht unerhebliche Schwellwert-Druckdifferenz Δp voneinander ab.
Im dargestellten Beispiel bleibt bei p2 über den Zeitpunkt t1 hinaus im Wesentlichen konstant, wohingegen p1 nennenswert absinkt.
Die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens gemäß 3 führt in diesem Fall dazu, dass als ermittelter Reifendruck bis zum Zeitpunkt t1 der Reifendruckwert p1 ausgegeben wird, wohingegen ab dem Zeitpunkt t1 aufgrund der Feststellung einer Unplausibilität von p1 z. B. die Fehlerinformation "Reifendruck nicht ermittelbar" ausgegeben wird.
In einer bevorzugten Verwendung des mit dem Ablaufdiagramm von 3 dargestellten Verfahrens ist dieses zur radindividuellen Ermittlung von Reifendrücken mehrerer Reifen an jeweiligen Rädern eines Fahrzeuges ausgestaltet. In diesem Fall wird der in 3 mit den Schritten S1, S2 und S3 dargestellte Ablauf mehrfach (individuell für jedes der betreffenden Räder) durchgeführt, um radindividuelle erste Reifendruckwerte (p1), radindividuelle zweiten Reifendruckwerte (p2), und darauf basierend die radindividuell ermittelten Reifendrucke (P) zu liefern.
Die radindividuelle Ermittlung des Reifendruckes kann z. B. wie folgt durchgeführt werden: Aus der ermittelten Latschlänge L und einer bekannten (z. B. im Sensormodul hinterlegten) Reifeninformation umfassend eine Reifendimension "DIM" (z. B. Durchmesser und Breite des Reifens) kann die Latschfläche A bestimmt werden: A = f(L, DIM). Auf die Latschfläche A wirkt der Reifendruck p. Somit wird ein wesentlicher Teil der Radlast durch eine Druckkraft Fp = p × A getragen. Ein weiterer Teil der Radlast wird durch die Steifigkeit des Reifens selbst getragen. Auch diese Steifigkeit kann berücksichtigt werden, etwa wenn diese ebenfalls im System 10 (z. B. im Sensormodul 12) hinterlegt ist.
Bezeichnet man die Radlast mit WL und die durch durch die Reifensteifigkeit bereitgestellte Kraft mit FT, so gilt: WL = Fp + FT = p × A + FT = p × f(L, DIM) + FT (Formel 1), oder aufgelöst nach dem Reifendruck p: p = (WL – FT)/f(L, DIM) (Formel 2).
Es besteht demnach ein für jeden Reifen bekannter bzw. bestimmbarer genereller Zusammenhang zwischen den Größen WL, p und L.
Unter der Annahme einer während der Fahrt des Fahrzeuges sich allenfalls geringfügig oder gar nicht ändernden Radlast WL kann kann der bei der Erfindung vorgesehene zweite Reifendruckwert p2 gemäß Formel 2 berechnet werden. Falls die tatsächliche Radlast WL unbekannt ist, so kann bei dieser Berechnung für WL ein als konstant angenommener "Berechnungsparameter" verwendet werden. Dieser Parameter kann z. B. bei Fahrtbeginn unter Verwendung der Formel 1 und Heranziehung z. B. des durch eine Messung erhaltenen ersten Druckwertes p1 korrigiert werden (Normierung des zweiten Reifendruckwertes p2).
Erfindungsgemäß wird der berechnete zweite Reifendruckwert p2 mit dem durch eine Messung erhaltenen ersten Druckwert p1 verglichen. Da sich die Radlast WL eines Reifens bei jedem Fahrzeugstopp ändern kann (z. B. durch Ein- oder Aussteigen von Personen bzw. Be- oder Entladung von Gepäck), ist der einen "virtuellen Referenzdruck" darstellende zweite Reifendruckwert p2 als solcher auch nur zwischen den Fahrzeugstopps verwertbar, etwa zur Plausibilisierung des ersten Reifendruckwertes p1 während der Fahrt. Insbesondere kann somit ein während der Fahrt anhand p1 angezeigter Druckverlust plausibilisiert werden.
Geschieht ein solcher Druckverlust während des Stillstandes, so greift diese Art der Plausibilisierung nicht.
Bei der Verwendung bzw. Ausgestaltung des Verfahren zur radindividuellen Ermittlung der Reifendrucke an mehreren Fahrzeugreifen können jedoch in der Regel plausible Annahmen über die Radlastverteilung (Verteilung des Fahrzeuggewichtes auf die einzelnen Räder) gemacht werden. Somit können im Rahmen der Erfindung mehrere einzelne Radlasten WL1, WL2, ..., die z. B. mittels der obigen Formel 1 berechnet wurden, miteinander in Beziehung gesetzt werden, um zu überprüfen, ob diese Beziehung(en) der (fahrzeugtypischen) Radlastverteilung entsprechen. Sollte als Ergebnis dieser Überprüfung die berechnete Radlast WL eines bestimmten Rades von den anderen berechneten Radlasten WL im Rahmen der angenommenen (fahrzeugtypischen) Radlastverteilung signifikant abweichen, so ist anzunehmen, dass diese Abweichung nicht durch eine am betreffenden Rad tatsächlich abweichende Radlast sondern vielmehr durch einen veränderten Reifendruck (z. B. nach Druckverlust) zustande kam.
Mithin kann jeder einzelne ermittelte Reifendruck bzw. erste Reifendruckwert p1 mithilfe der Annahme einer typischen Radlastverteilung auch durch Berücksichtigung des an (wenigstens) einem anderen der Räder berechneten zweiten Reifendruckwertes p2 plausibilisiert werden.
Für den oben geschilderten Fall, dass die berechnete Radlast WL eines bestimmten Rades von den anderen berechneten Radlasten WL im Rahmen der angenommenen Radlastverteilung signifikant abweicht, kann darüber hinaus vorteilhaft vorgesehen sein, dass für dieses Rad bei der weiteren Berechnung des zweiten Reifendruckwertes p2 der vorgenannte "Berechnungsparameter" durch einen Wert ersetzt wird, der unter Berücksichtigung der typischen Radlastverteilung aus den an anderen Rädern gelieferten Reifendruckwerten (p1 und/oder p2) ermittelt wird.
Ganz allgemein kann bei der Verwendung bzw. Ausgestaltung des Verfahrens zur radindividuellen Ermittlung der Reifendrucke an mehreren Fahrzeugreifen somit eine vorteilhafte Weiterbildung vorgesehen sein, die darin besteht, dass wenigstens einer der ermittelten Reifendrucke (P) oder der zugehörige ersten Reifendruckwert (p1) oder der zugehörige zweite Reifendruckwert (p2) unter Berücksichtigung wenigstens eines der für die anderen der Räder ermittelten Reifendrucke und/oder wenigstens eines der für die anderen der Räder berechneten ersten Reifendruckwerte (p1) und/oder wenigstens eines der für die anderen der Räder berechneten zweiten Reifendruckwerte (p2) plausibilisiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann wie erwähnt eine Normierung (bzw. Korrektur der Normierung) des zweiten Reifendruckwertes p2 für ein bestimmtes Rad unter Berücksichtigung der ersten und/oder zweiten Reifendruckwerte aller anderen Räder des Fahrzeuges durchgeführt werden.
Zusammenfassend zeigt die vorliegende Erfindung Möglichkeiten zur besonders zuverlässigen Ermittlung eines Reifendruckes auf, bei welcher vorteilhaft auch Fehlerfälle erkannt und somit durch entsprechende Fehler- bzw. Qualitätsinformationen an eine Steuereinrichtung des Fahrzeuges mitgeteilt werden können. Vorteilhaft kann z. B. die Korrektheit der basierend auf einer direkten Messung des Reifendruckes gewonnenen Messwerte (p1) überprüft werden. Hierzu wird mit einem zweiten Druckermittlungssystem gewissermaßen ein "virtueller Referenzwert" (p2) für den Reifendruck ermittelt. Die von dem entsprechenden zweiten Druckermittlungssystem durchgeführte Druckermittlung basiert auf dem Umstand, dass aus einem oder mehreren Reifenlatschparametern (z. B. Latschlänge L, ggf. unter Berücksichtigung weiterer bekannter bzw. ermittelbarer Größen, z. B. im System hinterlegte Reifengröße etc.) eine Berechnung des zweiten Reifendruckwertes p2 ermöglicht ist.
Bezugszeichenliste

1: Reifen
3: Rad
L: Reifenlatschlänge
10: System
12: Sensormodul
14: Drucksensor
p1: erster Reifendruckwert
16: Deformationssensor
rb: Sensorsignal
18: Messstelle
20: Auswerteeinrichtung
p2: zweiter Reifendruckwert
D: Datensignal
22: Sendeeinrichtung
24: Empfangs- und Auswerteeinrichtung
26: Funksignal
28: Empfangseinrichtung
30: Auswerteeinrichtung
32: Steuereinrichtung
34: Bussystem
p: Reifendruck
P: ermittelter Reifendruck
A: Reifenlatschfläche
WL: Radlast
Fp: Druckkraft
FT: Steifigkeitskraft

Claims

System (10) zur Ermittlung eines Reifendruckes eines Reifens (1) eines Rades (3), aufweisend – ein erstes Druckermittlungssystem mit einem ersten Sensor (14) zur Messung des Reifendruckes und zur darauf basierenden Bereitstellung eines ersten Reifendruckwertes (p1), – ein zweites Druckermittlungssystem mit – einem zweiten Sensor (16) zur Messung wenigstens einer, eine lokale mechanische Reifenbelastung charakterisierenden physikalischen Größe (rb), und – einer Druckermittlungseinheit, ausgebildet zur Ermittlung wenigstens eines, eine Abmessung eines Reifenlatsches des Reifens (1) charakterisierenden Reifenlatschparameters (L) basierend auf der gemessenen physikalischen Größe (rb) und zur Berechnung eines zweiten Reifendruckwertes (p2) basierend auf dem ermittelten Reifenlatschparameter (L), – eine Auswerteeinrichtung (20) zur Ermittlung des Reifendruckes anhand des ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des zweiten Reifendruckwertes (p2), wobei die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Ermittlung des Reifendruckes unter Berücksichtigung eines Ergebnisses eines Vergleiches des ersten Reifendruckwertes (p1) mit dem zweiten Reifendruckwert(p2) durchzuführen.
System (10) nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinrichtung (20) ferner dazu ausgebildet ist, eine Plausibilisierung (S3-1) des ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des zweiten Reifendruckwertes (p2) durchzuführen.
System (10) nach Anspruch 2, wobei die Auswerteeinrichtung (20) ferner dazu ausgebildet ist, bei der Plausibilisierung (S3-1) das Ergebnis des Vergleiches des ersten Reifendruckwertes (p1) mit dem zweiten Reifendruckwert (p2) zu berücksichtigen.
System (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Auswerteeinrichtung (20) ferner dazu ausgebildet ist, bei der Plausibilisierung (S3-1) das Ergebnis einer Analyse des zeitlichen Verlaufes des ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des zweiten Reifendruckwertes (p2) zu berücksichtigen.
System (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Auswerteeinrichtung (20) ferner dazu ausgebildet ist, die Ermittlung des Reifendruckes unter Berücksichtigung eines Ergebnisses der Plausibilisierung (S3-1) des ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des zweiten Reifendruckwertes (p2) durchzuführen.
System (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Sensor (14) an einer Innenseite des Reifens (1) angeordnet ist.
System (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Sensor (16) an einer Innenseite des Reifens (1) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, als die physikalische Größe (rb) eine lokale Reifendeformation und/oder Beschleunigung im Bereich der Anordnungsstelle des zweiten Sensors (16) zu messen.
System (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Sensor (14) und der zweite Sensor (16) in einem Sensormodul (12) baulich zusammengefasst an einer Innenseite des Reifens (1) angeordnet sind.
System (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ausgebildet zur radindividuellen Ermittlung von Reifendrücken mehrerer Reifen an jeweiligen Rädern eines Fahrzeuges, aufweisend – das erste Druckermittlungssystem mit jeweiligen ersten Sensoren (14) zur Messung des jeweiligen Reifendruckes und zur darauf basierenden Bereitstellung der radindividuellen ersten Reifendruckwerte (p1), – das zweite Druckermittlungssystem mit – jeweiligen zweiten Sensoren (16) zur Messung der jeweiligen, die lokale mechanische Reifenbelastung charakterisierenden physikalischen Größe (rb), und – der Druckermittlungseinheit, ausgebildet zur radindividuellen Ermittlung der Reifenlatschparameter (L) basierend auf den jeweiligen gemessenen physikalischen Größen (rb) und zur radindividuellen Berechnung der radindividuellen zweiten Reifendruckwerte (p2) basierend auf den jeweils ermittelten Reifenlatschparametern (L), – die Auswerteeinrichtung (20) zur radindividuellen Ermittlung der jeweiligen Reifendrucke jeweils anhand des betreffenden ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des betreffenden zweiten Reifendruckwertes (p2), wobei die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Ermittlung des jeweiligen Reifendruckes unter Berücksichtigung eines Ergebnisses eines Vergleiches des betreffenden ersten Reifendruckwertes (p1) mit dem betreffenden zweiten Reifendruckwert (p2) durchzuführen, wobei die Auswerteeinrichtung (20) ferner dazu ausgebildet ist, eine Plausibilisierung wenigstens eines der ermittelten Reifendrucke oder des zugehörigen ersten Reifendruckwertes (p1) oder des zugehörigen zweiten Reifendruckwertes (p2) unter Berücksichtigung – wenigstens eines für ein anderes der Räder ermittelten Reifendruckes und/oder – wenigstens eines der für ein anderes der Räder bereitgestellten ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder – wenigstens eines der für ein anderes der Räder berechneten zweiten Reifendruckwertes (p2) durchzuführen.
Verfahren zur Ermittlung eines Reifendruckes eines Reifens (1) eines Rades (3), umfassend – Messung (S1) des Reifendruckes und darauf basierende Bereitstellung eines ersten Reifendruckwertes (p1), – Messung (S2-1) wenigstens einer, eine lokale mechanische Reifenbelastung charakterisierenden physikalischen Größe (rb), Ermittlung (S2-2) wenigstens eines, eine Abmessung eines Reifenlatsches des Reifens charakterisierenden Reifenlatschparameters (L) basierend auf der gemessenen physikalischen Größe (rb), und Berechnung (S2-3) eines zweiten Reifendruckwertes (p2) basierend auf dem ermittelten Reifenlatschparameter (L), – Ermittlung (S3) des Reifendruckes anhand des ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des zweiten Reifendruckwertes (p2) und in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Vergleiches des ersten Reifendruckwertes (p1) mit dem zweiten Reifendruckwert (p2).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine Plausibilisierung (S3-1) des ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des zweiten Reifendruckwertes (p2) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei bei der Plausibilisierung (S3-1) das Ergebnis des Vergleiches des ersten Reifendruckwertes (p1) mit dem zweiten Reifendruckwert (p2) berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei bei der Plausibilisierung (S3-1) das Ergebnis einer Analyse des zeitlichen Verlaufes des ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des zweiten Reifendruckwertes (p2) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der ermittelte Reifendruck an wenigstens ein Fahrerassistenzsystem eines das Rad (3) aufweisenden Fahrzeuges und/oder wenigstens ein weiteres Fahrzeug und/oder wenigstens eine stationäre Serviceeinrichtung bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, zur radindividuellen Ermittlung von Reifendrücken mehrerer Reifen an jeweiligen Rädern eines Fahrzeuges, umfassend – Messung (S1) des jeweiligen Reifendruckes und darauf basierende Bereitstellung der radindividuellen ersten Reifendruckwerte (p1), – Messung (S2-1) der jeweiligen, eine lokale mechanische Reifenbelastung charakterisierenden physikalischen Größe (rb), radindividuelle Ermittlung (S2-2) der Reifenlatschparameter (L) basierend auf den jeweiligen gemessenen physikalischen Größen (rb), und radindividuelle Berechnung (S2-3) der radindividuellen zweiten Reifendruckwerte (p2) basierend auf den jeweils ermittelten Reifenlatschparametern (L), – radindividuelle Ermittlung (S3) der jeweiligen Reifendrucke anhand des betreffenden ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder des betreffenden zweiten Reifendruckwertes (p2) und in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Vergleiches des betreffenden ersten Reifendruckwertes (p1) mit dem betreffenden zweiten Reifendruckwert (p2), und – Durchführung einer Plausibilisierung wenigstens eines der ermittelten Reifendrucke oder des zugehörigen ersten Reifendruckwertes (p1) oder des zugehörigen zweiten Reifendruckwertes (p2) unter Berücksichtigung – wenigstens eines für ein anderes der Räder ermittelten Reifendruckes und/oder – wenigstens eines für ein anderes der Räder bereitgestellten ersten Reifendruckwertes (p1) und/oder – wenigstens eines für ein anderes der Räder berechneten zweiten Reifendruckwertes (p2).
Computerprogrammprodukt umfassend einen Programmcode, der auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt ein Verfahren nach Anspruch 9 durchführt.