DE102015002599A1

DE102015002599A1 - Verfahren zur Überwachung des Reifendruckes eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015002599A1
Application number: DE102015002599.6A
Authority: DE
Inventors: Andre Bork; Thomas Wolf
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2015-02-28
Filing date: 2015-02-28
Publication date: 2016-09-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Reifendruckes luftbereifter Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs, das mit einem Reifendruck-Überwachungssystem (8), bei dem die Reifendrücke (pJ) der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) mit radinternen Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) erfasst und per Funk an ein erstes Steuergerät (11) übermittelt werden, und mit einem Fahrstabilitätssystem (9), bei dem die Raddrehzahlen (nJ) der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) mit radexternen Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d) erfasst sowie per Kabel (18a, 18b, 18c, 18d) an ein zweites Steuergerät (17) übermittelt werden, ausgerüstet ist, wobei die Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) zur lagerichtigen Anzeige der Reifendrücke (pJ) jeweils einer Radposition der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) zugeordnet werden. Um die über die Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) erfassten Reifendrücke (pJ) ohne zusätzlichen apparativen Aufwand automatisch den Radpositionen der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) zuzuordnen, sieht das Verfahren gemäß der Erfindung vor, dass die mit den Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d) erfassten Raddrehzahlen (nJ) von dem zweiten Steuergerät (17) an das erste Steuergerät (11) übermittelt werden, und dass die Zuordnung der Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) zu den Radpositionen der Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d) durch eine Korrelation der mit den Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) erfassten Unterschiede der Reifendrücke (pJ) mit den gleichzeitig mit den Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d) erfassten Unterschiede der Raddrehzahlen (nJ) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Reifendruckes luftbereifter Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs, das mit einem Reifendruck-Überwachungssystem, bei dem die Reifendrücke der Fahrzeugräder mit radinternen Drucksensoren erfasst und per Funk an ein erstes Steuergerät übermittelt werden, und mit einem Fahrstabilitätssystem, bei dem die Raddrehzahlen der Fahrzeugräder mit radexternen Drehzahlsensoren erfasst und per Kabel an ein zweites Steuergerät übermittelt werden, ausgerüstet ist, wobei die Drucksensoren zur lagerichtigen Anzeige der Reifendrücke jeweils einer Radposition der Fahrzeugräder zugeordnet werden.
Reifendruck-Überwachungssysteme haben die Funktion, die Reifendrücke der luftbereiften Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs zu erfassen und den Fahrer bei einem auftretenden Druckverlust an einem der Fahrzeugräder zu warnen, so dass dieser in geeigneter Weise reagieren und einen aufgrund des Druckverlustes möglichen Unfall vermeiden kann. Zudem kann durch die Überwachung des Reifendruckes und die Korrektur eines falschen Reifendruckes die Gebrauchsdauer der Reifen um bis zu 20% verlängert und der Kraftstoffverbrauch des betreffenden Kraftfahrzeugs um bis zu 2% verringert werden. Daher ist in den USA seit 2007 und in der EU seit 2014 die Ausrüstung von Neufahrzeugen mit Reifendruck-Überwachungssystemen gesetzlich vorgeschrieben.
Hinsichtlich ihres apparativen Aufbaus und ihrer Funktionsweise wird zwischen direkten und indirekten Reifendruck-Überwachungssystemen unterschieden.
Bei direkten Reifendruck-Überwachungssystemen ist an jedem Fahrzeugrad innerhalb des Luftreifens ein Drucksensor angeordnet, mit dem der Reifendruck erfasst und mit einer bestimmten Taktrate über eine zugeordnete Sendeeinheit per Funk an eine Empfangseinheit eines TPM-Steuergerätes (TPM = tire pressure monitoring) übermittelt wird. Da der Reifendruck der Fahrzeugräder wesentlich durch die Reifentemperatur beziehungsweise Reifenlufttemperatur beeinflusst wird, ist den Drucksensoren häufig auch ein Temperatursensor zugeordnet, mittels dem die Reifenlufttemperatur erfasst und zusammen mit dem Reifendruck an das TPM-Steuergerät übertragen wird. In dem TPM-Steuergerät kann der jeweilige Reifendruck dann mit der zugeordneten Reifenlufttemperatur korrigiert werden. Um die Druckwerte und die Temperaturwerte jeweils denselben Sensoren und einer Radposition zuordnen zu können, wird durch die Sendeeinheiten üblicherweise auch ein individueller Identifikationscode an das TPM-Steuergerät übermittelt.
In einem aus der DE 195 18 806 A1 bekannten direkten Reifendruck-Überwachungs-system ist jedem Fahrzeugrad als Empfangseinheit eine Antenne zugeordnet. Die Antennen sind jeweils in der Nähe des zugeordneten Fahrzeugrades an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt und stehen per Kabel mit dem TPM-Steuergerät in Verbindung.
Dagegen ist bei einem direkten Reifendruck-Überwachungssystem gemäß der DE 199 39 936 A1 den Fahrzeugrädern jeder Fahrzeugachse jeweils eine gemeinsame Antenne als Empfangseinheit zugeordnet. Die Antennen sind jeweils mittig zwischen den Fahrzeugrädern der Fahrzeugachsen an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt und stehen per Kabel mit dem TPM-Steuergerät in Verbindung.
Bei direkten Reifendruck-Überwachungssystemen können die Reifendrücke sehr genau erfasst werden. Nachteilig an direkten Reifendruck-Überwachungssystemen ist aber der hohe apparative Aufwand für die Druck- und Temperatursensoren sowie für die Sende- und Empfangseinheiten. Die jeweils einen Drucksensor, einen Temperatursensor und eine Sendeeinheit umfassenden Sensormodule müssen zudem an allen verwendeten Fahrzeugrädern, also an Sommerrädern und Winterrädern, vorhanden sein. Auch müssen die Sensormodule bei jedem Radwechsel, also mindestens zweimal pro Jahr, initialisiert, das heißt mit ihrem Identifikationscode und der Radposition des zugeordneten Fahrzeugrades beim TPM-Steuergerät angemeldet werden, was mit einem hohen zeitlichen und gerätetechnischen Aufwand verbunden ist.
Bei indirekten Reifendruck-Überwachungssystemen wird der Reifendruck der Fahrzeugräder dagegen nicht unmittelbar gemessen, sondern indirekt über die Erfassung der Raddrehzahlen mittels Drehzahlsensoren bestimmt. Dabei wird der Effekt ausgenutzt, dass sich bei einem leckagebedingten Druckverlust an einem Luftreifen dessen Abrollradius verringert und sich somit das betreffende Fahrzeugrad zwangsläufig schneller als die übrigen Fahrzeugräder drehen muss. Die Drehzahlsensoren sind bei einem modernen Kraftfahrzeug als Bestandteil eines Fahrstabilitätssystems, wie Antiblockiersystem, Antriebsschlupfregelsystem oder elektronisches Stabilitätsprogramm, ohnehin vorhanden, so dass der Aufwand für ein indirektes Reifendruck-Überwachungssystem auf ein entsprechendes Softwaremodul, ein Steuergerät und ein Anzeigegerät oder eine Anzeigefunktion in einem Multifunktionsdisplay beschränkt ist.
In der US 4 876 528 A ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Druckverlustes an den Fahrzeugrädern eines Kraftfahrzeugs mit einem indirekten Reifendruck-Überwachungs-System beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren werden die Raddrehzahlen der Fahrzeugräder mit Drehzahlsensoren erfasst, per Kabel in ein TPM-Steuergerät übertragen, und dort ausgewertet. Hierzu werden zunächst die Raddrehzahlen der diagonal gegenüberliegenden Fahrzeugräder addiert. Wenn die Differenz der Diagonalsummen einen vorab festgelegten Prozentsatz des Mittelwertes der Diagonalsummen überschreitet, werden alle Raddrehzahlen miteinander verglichen und für dasjenige Fahrzeugrad, dessen Raddrehzahl die mittlere Raddrehzahl um einen vorgegebenen Prozentsatz überschreitet ein Warnsignal ausgegeben.
Bei einem ähnlichen Verfahren zur Ermittlung eines Druckverlustes an den Fahrzeugrädern eines Kraftfahrzeugs gemäß der DE 197 21 480 A1 wird durch das Dividieren der Summen von jeweils zwei Raddrehzahlen ein Referenzwert gebildet, der mit einem vorab festgelegten Vergleichswert verglichen wird. Ein Druckverlust an einem der Fahrzeugräder wird bei diesem bekannten Verfahren dadurch erkannt, dass der Referenzwert den Vergleichswert um mehr als einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet oder unterschreitet.
Bei indirekten Reifendruck-Überwachungssystemen werden die Reifendrücke prinzipbedingt relativ ungenau erfasst. Vorteilhaft an indirekten Reifendruck-Überwachungs-Systemen ist jedoch der geringe apparative und steuerungstechnische Aufwand, da die Fahrzeugräder nicht mit zusätzlichen Drucksensoren und das Fahrzeug nicht mit diesbezüglichen funktechnischen Sende- und Empfangseinrichtungen versehen werden müssen. Zudem ist die Zuordnung der Drehzahlsensoren zu den Radpositionen aufgrund deren Anordnung an den Fahrzeugrädern und Verkabelung mit dem TPM-Steuergerät automatisch festgelegt.
Um bei direkten Reifendruck-Überwachungssystemen die Zuordnung der innerhalb der Luftreifen an den Fahrzeugrädern angeordneten Drucksensoren oder Sensormodule zu den Radpositionen der Fahrzeugräder zu automatisieren und damit zu vereinfachen, sind bereits direkte Reifendruck-Überwachungssysteme mit zusätzlichen Sensoren vorgeschlagen worden.
In der DE 196 18 658 A1 ist ein direktes Reifendruck-Überwachungssystem beschrieben, das in einer ersten Ausführungsform in der Nähe jedes Fahrzeugsrades eine Empfangseinheit und in einer zweiten Ausführungsform eine zentrale Empfangseinheit für alle Drucksensoren beziehungsweise Sensormodule aufweist. An allen Fahrzeugrädern ist jeweils ein zusätzlicher radinterner Sensor, bevorzugt ein Drehzahlsensor angeordnet. Die Zuordnung der Drucksensoren beziehungsweise der Sensormodule zu den Radpositionen der Fahrzeugräder erfolgt derart, dass die mit den radinternen Drehzahlsensoren erfassten Raddrehzahlen mit den durch die radexternen Drehzahlsensoren erfassten Raddrehzahlen verglichen werden, und dass die radinternen Drucksensoren beziehungsweise Sensormodule nach bester Übereinstimmung der radintern und radextern erfassten Raddrehzahlen der jeweiligen Radposition des radexternen Drehzahlsensors zugeordnet werden.
Ein aus der DE 10 2010 021 570 A1 bekanntes Verfahren zur Zuordnung von radinternen Drucksensoren eines direkten Reifendruck-Überwachungssystems zu den Radpositionen sieht eine zentrale Empfangseinheit für alle Drucksensoren beziehungsweise Sensormodule sowie die Anordnung zusätzlicher radinterner Fliehkraftsensoren an den Fahrzeugrädern vor. Die Zuordnung der radinternen Drucksensoren zu den Radpositionen erfolgt durch eine Korrelation der über die radinternen Fliehkraftsensoren erfassten Fliehkräfte mit den gleichzeitig über die radexternen Drehzahlsensoren erfassten Raddrehzahlen.
Außerdem sind noch die beiden Druckschriften DE 10 2008 003 192 A1 und DE 102 52 590 A1 bekannt. Aus letzterer ist ein Reifendrucküberwachungssystem für ein mit einem Antiblockiersystem ausgestattetes Fahrzeug bekannt, welches Radsensoren an den Fahrtzeugrädern aufweist, mittels denen von der Radrotation abhängige Größen gemessen werden können. Das Antiblockiersystem weist außerdem ein Steuereinheit auf, welche die ermittelten radrotationsabhängigen Größen miteinander verknüpft sowie hinsichtlich Änderungen der Abrollradien der Räder unter Berücksichtigung fahrbetriebsbedingter Änderungen der Größen auswertet sowie ein Warnsignal erzeugt, wenn die durch einen Reifendruckabfall bewirkte Änderung der radrotationsabhängigen Größen einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Eine Besonderheit dieses bekannten Reifendrucküberwachungssystems besteht darin, dass zusätzlich oder alternativ zu den die rotationsabhängigen Größen erfassenden Radsensoren des Antiblockiersystems ein Reifendruckmesssystem vorhanden ist, welches den Reifendruck der Räder wenigstens einer Achse misst und ein Warnsignal erzeugt, wenn der gemessene Reifenfülldruck einen vorgegebenen Solldruck unterschreitet. Durch eine Kombination von direkter Reifendruckmessung mit Hilfe der Drucksensoren des Reifendruckmesssystems und von indirekter Reifendruckermittlung durch Messung der vom Abrollumfang der Räder abhängigen Größen, wie die Radrotationsgeschwindigkeit und die zurückgelegte Wegstrecke, mittels den Radsensoren des im Fahrzeug vorhandenen Antiblockiersystems ist es gemäß der DE 102 52 590 A1 möglich, die Steuereinrichtung des Antiblockiersystems auch zur Auswertung der Messsignale des Reifendruckmesssystems zu nutzen, wodurch Bauelemente und Herstellkosten eingespart werden können. Die mit Hilfe der Drucksensoren ermittelten tatsächlichen Reifendrücke stützen dabei die mit Hilfe des Antiblockiersystems indirekt ermittelten Werte. Die Empfänger- und Auswerteeinheit des Reifendruckmesssystems kann gemäß einer speziellen Ausführungsform in der Steuereinheit des Antiblockiersystems integriert sein, welche die Auswertung der gemessenen Druckmesswerte übernimmt.
Weitere Reifendrucküberwachungssysteme sind aus der EP 1406774 B1 , der EP 1663674 B1 , der EP 1578624 B1 oder der EP 1236588 B1 bekannt.
Angesichts des Aufwands für die zusätzlichen radinternen Sensoren bei den vorgenannten Reifendruck-Überwachungssystemen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung des Reifendruckes luftbereifter Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, mit dem eine automatische Zuordnung der radinternen Drucksensoren zu den Radpositionen der Fahrzeugräder ohne zusätzlichen apparativen Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen genannt.
Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung des Reifendruckes luftbereifter Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs, das mit einem Reifendruck-Überwachungssystem, bei dem die Reifendrücke der Fahrzeugräder mit radinternen Drucksensoren erfasst und per Funk an ein erstes Steuergerät übermittelt werden, sowie mit einem Fahrstabilitätssystem, bei dem die Raddrehzahlen der Fahrzeugräder mit radexternen Drehzahlsensoren erfasst sowie per Kabel an ein zweites Steuergerät übermittelt werden, ausgerüstet ist, wobei die Drucksensoren zur lagerichtigen Anzeige der Reifendrücke jeweils einer Radposition der Fahrzeugräder zugeordnet werden.
Um die mit den Drucksensoren erfassten Reifendrücke ohne zusätzlichen apparativen Aufwand automatisch den Radpositionen der Fahrzeugräder zuzuordnen, sieht das Verfahren gemäß der Erfindung vor, dass die mit den Drehzahlsensoren erfassten Raddrehzahlen von dem zweiten Steuergerät an das erste Steuergerät übermittelt werden, und dass die Zuordnung der Drucksensoren zu den Radpositionen der Drehzahlsensoren durch eine Korrelation der mit den Drucksensoren erfassten Unterschiede der Reifendrücke mit den gleichzeitig mit den Drehzahlsensoren erfassten Unterschiede der Raddrehzahlen erfolgt.
Die Erfindung geht von einem mit luftbereiften Fahrzeugrädern versehenen Kraftfahrzeug aus, das mit einem direkten Reifendruck-Überwachungssystem und einem Fahrstabilitätssystem, wie zum Beispiel ein Antiblockiersystem, ausgerüstet ist. Bei dem Reifendruck-Überwachungssystem werden die Reifendrücke der Fahrzeugräder mit radinternen Drucksensoren erfasst und per Funk an ein erstes Steuergerät, insbesondere ein TPM-Steuergerät, übermittelt. Bei dem Fahrstabilitätssystem werden die Raddrehzahlen der Fahrzeugräder mit radexternen Drehzahlsensoren erfasst und per Kabel an ein zweites Steuergerät, zum Beispiel einem Steuergerät des Antiblockiersystems, übermittelt.
Damit die Drucksensoren ohne zusätzlichen apparativen Aufwand automatisch, also ohne eine manuelle Initialisierung der jeweiligen Radposition des Fahrzeugrades, in dem der betreffende Drucksensor angeordnet ist, zugeordnet werden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die über die Drehzahlsensoren erfassten Raddrehzahlen von dem zweiten Steuergerät an das erste Steuergerät übermittelt werden, und dass die Zuordnung der Drucksensoren zu den Radpositionen der Drehzahlsensoren durch eine Korrelation der über die Drucksensoren erfassten Unterschiede der Reifendrücke mit den gleichzeitig über die Drehzahlsensoren erfassten Unterschiede der Raddrehzahlen erfolgt.
Das Verfahren macht sich den an sich bekannten Effekt zunutze, dass bei einem leckagebedingten Druckverlust an dem Luftreifen eines der Fahrzeugräder die Raddrehzahl des betreffenden Fahrzeugrades aufgrund der Verringerung des Abrollradius gegenüber den Raddrehzahlen der übrigen Fahrzeugräder ansteigt. Die Reifendrücke werden demnach mit den radinternen Drucksensoren erfasst, und die Zuordnung der Drucksensoren zu den Radpositionen der Fahrzeugräder erfolgt durch die Korrelation der Unterschiede der Reifendrücke mit den gleichzeitig über die Drehzahlsensoren erfassten Unterschiede der Raddrehzahlen. Das vorgeschlagene Verfahren stellt somit eine Kombination eines direkten Reifendruck-Überwachungssystems mit einem indirekten Reifendruck-Überwachungssystem dar.
Die Zuordnung der Drucksensoren zu den Radpositionen der Fahrzeugräder erfolgt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens dann, wenn mindestens einer der erfassten Reifendrücke p_J (J = 1, N) oder ein aus mehreren über denselben Drucksensor aufeinanderfolgend erfassten Reifendrücken p_{J_i} (J = 1, N; i = 1, n) gebildeter Reifendruck-Mittelwert p_{J_m} = 1/n Σ p_{J_i} (i = 1, n) um mehr als eine vorgegebene Druckdifferenzschwelle Δp_Gr von einem Referenzdruck p_Ref abweicht. Demnach gelten die beiden folgenden Ungleichung |p_J – p_Ref| > Δp_Gr und |p_{J_m} – p_Ref| > Δp_Gr.
Der verwendete Referenzdruck p_Ref kann regelmäßig, also in festgelegten Zeitintervallen, beispielsweise als Reifendruck-Mittelwert aus mehreren mit allen Drucksensoren aufeinanderfolgend erfassten Reifendrücken p_{J_i} gebildet und als neuer gültiger Wert abgespeichert werden p_Ref = 1/N Σ 1/n Σ p_{J_i} (J = 1, N; i = 1, n), solange keiner der erfassten Reifendrücke p_J oder kein aus mehreren über denselben Drucksensor aufeinanderfolgend erfassten Reifendrücken p_{J_i} gebildeter Reifendruck-Mittelwert p_{J_i} um mehr als die vorgegebene Druckdifferenzschwelle Δp_Gr von dem bislang gültigen Referenzdruck p_Ref abweicht (|p_J – p_Ref| < Δp_Gr; |p_{J_m} – p_Ref| < Δp_Gr).
Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Zuordnung der Drucksensoren zu den Radpositionen der Fahrzeugräder auch dann erfolgen, wenn mindestens eine der erfassten Raddrehzahlen n_J (J = 1, N) oder ein aus mehreren über denselben Drehzahlsensor aufeinanderfolgend erfassten Raddrehzahlen n_{J_i} (J = 1, N; i = 1, n) gebildeter Raddrehzahl-Mittelwert n_{J_m} um mehr als eine vorgegebene Drehzahldifferenzschwelle Δn_Gr von einer Referenzdrehzahl n_Ref abweicht (|n_J – n_Ref| > Δn_Gr; |n_{J_m} – n_Ref| > Δn_Gr).
Die verwendete Referenzdrehzahl n_Ref kann regelmäßig zum Beispiel als Raddrehzahl-Mittelwert aus mehreren aufeinanderfolgend von allen Drehzahlsensoren erfassten Raddrehzahlen n_{J_i} gebildet (n_Ref = 1/N Σ 1/n Σ n_{J_i} (J = 1, N; i = 1, n)) und als neuer gültiger Wert abgespeichert werden, solange keine der erfassten Raddrehzahlen n_J oder kein aus mehreren jeweils über denselben Drehzahlsensor aufeinanderfolgend erfassten Raddrehzahlen n_{J_i} gebildeter Raddrehzahl-Mittelwert n_{J_m} um mehr als die vorgegebene Drehzahldifferenzschwelle Δn_Gr von der bislang gültigen Referenzdrehzahl n_Ref abweicht (|n_J – n_Ref| ≤ Δn_Gr; |n_{J_m} – n_Ref| ≤ Δn_Gr).
Um durch Fahrmanöver verursachte Verfälschungen der über die Sensoren erfassten Druck- und Drehzahlwerte zu vermeiden, wird der Prozess der Zuordnung der Drucksensoren zu den Radpositionen der Fahrzeugräder gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens unterbrochen, wenn eine Fahrbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, ein Bremsvorgang, oder eine Kurvenfahrt sensorisch erfasst wird.
Für die konkrete Zuordnung der Drucksensoren zu den Radpositionen ist gemäß einer anderen Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass bei Vorliegen einer über der Druckdifferenzschwelle Δp_Gr liegenden Absenkung eines der Reifendrücke p_J gegenüber dem Referenzdruck p_Ref der betreffende Drucksensor der Radposition desjenigen Drehzahlsensors zugeordnet wird, mittels dem gleichzeitig der Drehzahlwert n_J mit der größten Erhöhung der Raddrehzahl in Bezug zur Referenzdrehzahl n_Ref erfasst wird.
Wenn für die Zuordnung der übrigen Drucksensoren keine Voreinstellung vorliegen sollte, ist dies als unkritisch anzusehen, da zumindest derjenige Drucksensor, mit dem ein Druckverlust registriert wurde, der richtigen Radposition zugeordnet wird, und somit der betreffende Druckwert oder ein optisches Alarmsignal, beispielsweise in einem Display, lagerichtig angezeigt werden kann.
Entsprechend ist gemäß einer anderen Weiterbildung des Verfahrens bei Vorliegen mehrerer über der Druckdifferenzschwelle Δp_Gr liegender Absenkungen von Reifendrücken p_J gegenüber dem Referenzdruck p_Ref vorgesehen, dass die betreffenden Drucksensoren in der Reihenfolge aufsteigender Reifendrücke p_X < p_Y < p_Z den Radpositionen derjenigen Drehzahlsensoren in der Reihenfolge absteigender Raddrehzahlen n_X > n_Y > n_Z zugeordnet werden, über die gleichzeitig Drehzahlwerte n_J mit einer Erhöhung der Raddrehzahlen gegenüber der Referenzdrehzahl p_Ref erfasst werden. Dies bedeutet, dass dem den niedrigsten Reifendruck erfassenden Drucksensor die Radposition des die höchste Raddrehzahl erfassenden Drehzahlsensors zugeordnet wird, dem den zweitniedrigsten Reifendruck erfassenden Drucksensor wird die Radposition des die zweithöchste Raddrehzahl erfassenden Drehzahlsensors zugeordnet, und so weiter. Wenn diese Zuordnung der Radpositionen aufgrund geringer Unterschiede der Reifendrücke oder Raddrehzahlen einmal fehlerhaft sein sollte, ist auch dies als unkritisch anzusehen, da die Fahrzeugräder, an denen ein Druckverlust festgestellt wurde, in jedem Fall erfasst werden, und dem Fahrer zumindest qualitativ lagerichtig angezeigt werden können.
Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung wird anhand einer beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigt
1 ein Kraftfahrzeug mit einem Reifendruck-Überwachungssystem und einem Fahrstabilitätssystem in einer schematischen Ansicht.
Das in 1 schematisch dargestellte Kraftfahrzeug 1 weist zwei Fahrzeugachsen 2, 3 mit jeweils zwei luftbereiften Fahrzeugrädern 4, 5; 6, 7 auf. An der Vorderachse 2 sind ein linkes Vorderrad 4 und ein rechtes Vorderrad 5 angeordnet. An der Hinterachse 3 sind ein linkes Hinterrad 6 und ein rechtes Hinterrad 7 angeordnet. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einem Reifendruck-Überwachungssystem 8 und mit einem Fahrstabilitätssystem 9 ausgerüstet.
Das Reifendruck-Überwachungssystem 8 weist bei dem gewählten Ausführungsbeispiel vier jeweils an einem der Fahrzeugräder 4, 5, 6, 7 innerhalb der Luftreifen angeordnete Sensormodule 10a, 10b, 10c, 10d und ein TPM-Steuergerät 11. Jedes Sensormodul 10a, 10b, 10c, 10d weist einen Drucksensor 12a, 12b, 12c, 12d zur Erfassung des Reifendruckes p_J des betreffenden Fahrzeugrades 4–7, einen Temperatursensor 13a, 13b, 13c, 13d zur Erfassung der Reifenlufttemperatur T_J des betreffenden Fahrzeugrades 4–7, und eine Sendeeinheit 14a, 14b, 14c, 14d zur Übertragung der sensorisch erfassten Druck- und Temperaturwerte p_J, T_J sowie jeweils eines individuellen Identifikationscodes per Funk an das TPM-Steuergerät 11 auf. Das TPM-Steuergerät 11 ist mit einer zentralen Empfangseinheit 15 zum Empfang der Druck- und Temperaturwerte p_J, T_J sowie der Identifikationscodes von den Sendeeinheiten 14a– 14d versehen.
Das Fahrstabilitätssystem 9, bei dem es sich vorliegend beispielhaft um ein Antiblockiersystem handelt, weist vier jeweils radextern an einem der Fahrzeugräder 4–7 angeordnete Drehzahlsensoren 16a, 16b, 16c, 16d zur Erfassung der Raddrehzahlen n_J der Fahrzeugräder 4–7 und ein Antiblockiersystem-Steuergerät 17 auf. Die Drehzahlsensoren 16a–16d sind über jeweils ein Sensorkabel 18a, 18b, 18c, 18d mit dem Antiblockiersystem-Steuergerät 17 verbunden, wodurch die Drehzahlsensoren 16a–16d und die über diese erfassten Raddrehzahlen n_J jeweils eindeutig einer Radposition eines der Fahrzeugräder 4–7 zugeordnet sind. Zum Austausch von Daten, insbesondere zur Übermittlung der über die Drehzahlsensoren 16a–16d erfassten Raddrehzahlen n_J an das TPM-Steuergerät 11, stehen die beiden Steuergeräte 11, 17 über eine Datenleitung 19 oder einen Datenbus (CAN-Bus) miteinander in Verbindung.
Die von den Sensormodulen 10a–10d mit einer festen Taktrate per Funk an das TPM-Steuergerät 11 übertragenen Druckwerte p_J werden dort mit den ebenfalls übertragenen Temperaturwerten T_J korrigiert. Anhand des jeweils auch übertragenen Identifikationscodes können die in zeitlichen Abständen nacheinander empfangenen Druck- und Temperaturwerte p_J, T_J jeweils demselben Sensor 12a–12d, 13a–13d beziehungsweise dem jeweiligen Sensormodul 10a–10d zugeordnet werden.
Zur automatischen Zuordnung der korrigierten Druckwerte p_{J_Kor} zu den Radpositionen der Fahrzeugräder 4–7 sieht nun das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die mittels den Drehzahlsensoren 16a–16d erfassten Raddrehzahlen n_J von dem Antiblockiersystem-Steuergerät 17 an das TPM-Steuergerät 11 übermittelt werden, und dass die Zuordnung der Drucksensoren 12a–12d und damit der korrigierten Druckwerte p_{J_Kor} zu den Radpositionen der Drehzahlsensoren 16a–16d durch eine Korrelation der über die Drucksensoren 12a–12d erfassten Unterschiede der Reifendrücke p_J mit den gleichzeitig über die Drehzahlsensoren 16a–16d erfassten Unterschiede der Raddrehzahlen n_J erfolgt.
Für die Zuordnung der Drucksensoren 12a–12d zu den Radpositionen der Fahrzeugräder 4–7 ist konkret vorgesehen, dass bei Vorliegen einer über einer vorgegebenen Druckdifferenzschwelle Δp_Gr liegenden Absenkung eines der Reifendrücke p_J gegenüber einem Referenzdruck p_Ref der betreffende Drucksensor 12a–12d der Radposition desjenigen Drehzahlsensors 16a–16d zugeordnet wird, über den gleichzeitig der Drehzahlwert n_J mit der größten Erhöhung der Raddrehzahl gegenüber einer Referenzdrehzahl n_Ref erfasst wird. Hierdurch ist zumindest sichergestellt, dass derjenige Drucksensor 12a–12d, über den ein Druckverlust registriert wurde, der richtigen Radposition zugeordnet wird, und somit der betreffende Druckwert p_J; p_{J_Kor} oder ein optisches Alarmsignal lagerichtig angezeigt werden kann.
Bei Vorliegen mehrerer über der Druckdifferenzschwelle Δp_Gr liegender Absenkungen von Reifendrücken p_J gegenüber dem Referenzdruck p_Ref ist entsprechend vorgesehen, dass die betreffenden Drucksensoren 12a–12d in der Reihenfolge aufsteigender Reifendrücke (p_X < p_Y < p_Z) den Radpositionen derjenigen Drehzahlsensoren 16a–16d in der Reihenfolge absteigender Raddrehzahlen (n_X > n_Y > n_Z) zugeordnet werden, über die gleichzeitig Drehzahlwerte n_J mit einer Erhöhung der Raddrehzahlen gegenüber der Referenzdrehzahl p_Ref erfasst werden. Dadurch wird dem den niedrigsten Reifendruck p_X erfassenden Drucksensor die Radposition des die höchste Raddrehzahl n_X erfassenden Drehzahlsensors zugeordnet, dem den zweitniedrigsten Reifendruck p_Y erfassenden Drucksensor die Radposition des die zweithöchste Raddrehzahl n_Y erfassenden Drehzahlsensors zugeordnet, und so weiter. Hierdurch ist auch bei einer fehlerhaften Zuordnung der Radpositionen sichergestellt, dass die Fahrzeugräder 4–7, an denen ein Druckverlust festgestellt wurde, sicher bestimmt und zumindest qualitativ lagerichtig angezeigt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Fahrzeugachse, Vorderachse
3: Fahrzeugachse, Hinterachse
4: Fahrzeugrad, linkes Vorderrad
5: Fahrzeugrad, rechtes Vorderrad
6: Fahrzeugrad, linkes Hinterrad
7: Fahrzeugrad, rechtes Hinterrad
8: Reifendruck-Überwachungssystem
9: Fahrstabilitätssystem, Antiblockiersystem
10a–10d: Sensormodule
11: Erstes Steuergerät, TPM-Steuergerät
12a–12d: Drucksensoren
13a–13d: Temperatursensoren
14a–14d: Sendeeinheiten
15: Empfangseinheit
16a–16d: Drehzahlsensoren
17: Zweites Steuergerät, Antiblockiersystem-Steuergerät
18a–18d: Sensorkabel
19: Datenleitung, Datenbus
i: Index, Zähler für Messwerte
J: Index, Zähler für Sensoren
n: Anzahl der Messwerte
n_J: Raddrehzahl des J-ten Drehzahlsensors
n_{J_i}: i-ter Raddrehzahlwert des J-ten Drehzahlsensors
n_{J_m}: Raddrehzahl-Mittelwert des J-ten Drehzahlsensors
n_Ref: Referenzdrehzahl
n_X: Höchste Raddrehzahl eines Drehzahlsensors
n_Y: Zweithöchste Raddrehzahl eines Drehzahlsensors
n_Z: Dritthöchste Raddrehzahl eines Drehzahlsensors
N: Anzahl der Sensoren
p_J: Reifendruck des J-ten Drucksensors
p_{J_i}: i-ter Reifendruckwert des J-ten Drucksensors
p_{J_Kor}: Korrigierter Reifendruck des J-ten Drucksensors
p_{J_m}: Reifendruck-Mittelwert des J-ten Drucksensors
p_Ref: Referenzdruck
p_X: Niedrigster Reifendruck eines Drucksensors
p_Y: Zweitniedrigster Reifendruck eines Drucksensors
p_Z: Drittniedrigster Reifendruck eines Drucksensors
T_J: Reifenlufttemperatur des J-ten Temperatursensors
Δn_Gr: Drehzahldifferenzschwelle
Δp_Gr: Druckdifferenzschwelle

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

DE 19518806 A1 [0005]
DE 19939936 A1 [0006]
US 4876528 A [0009]
DE 19721480 A1 [0010]
DE 19618658 A1 [0013]
DE 102010021570 A1 [0014]
DE 102008003192 A1 [0015]
DE 10252590 A1 [0015, 0015]
EP 1406774 B1 [0016]
EP 1663674 B1 [0016]
EP 1578624 B1 [0016]
EP 1236588 B1 [0016]

Claims

Verfahren zur Überwachung des Reifendruckes luftbereifter Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs, das mit einem Reifendruck-Überwachungssystem (8), bei dem die Reifendrücke (p_J) der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) mit radinternen Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) erfasst und per Funk an ein erstes Steuergerät (11) übermittelt werden, und mit einem Fahrstabilitätssystem (9), bei dem die Raddrehzahlen (n_J) der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) mit radexternen Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d) erfasst und per Kabel (18a, 18b, 18c, 18d) an ein zweites Steuergerät (17) übermittelt werden, ausgerüstet ist, wobei die Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) zur lagerichtigen Anzeige der Reifendrücke (p_J) jeweils einer Radposition der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) zugeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d) erfassten Raddrehzahlen (n_J) von dem zweiten Steuergerät (17) an das erste Steuergerät (11) übermittelt werden, und dass die Zuordnung der Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) zu den Radpositionen der Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d) durch eine Korrelation der mit den Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) erfassten Unterschiede der Reifendrücke (p_J) mit den gleichzeitig mit den Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d) erfassten Unterschiede der Raddrehzahlen (n_J) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) zu den Radpositionen der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) dann erfolgt, wenn mindestens einer der erfassten Reifendrücke (p_J (J = 1, N)) oder ein aus mehreren über denselben Drucksensor (12a, 12b, 12c, 12d) aufeinanderfolgend erfassten Reifendrücken (p_{J_i} (J = 1, N; i = 1, n)) gebildeter Reifendruck-Mittelwert (p_{J_m} = 1/n Σ p_{J_i} (i = 1, n)) um mehr als eine vorgegebene Druckdifferenzschwelle (Δp_Gr) von einem Referenzdruck (p_Ref) abweicht (|p_J – p_Ref| > Δp_Gr; |p_{J_m} – p_Ref| > Δp_Gr).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzdruck (p_Ref) regelmäßig als Reifendruck-Mittelwert aus mehreren über alle Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) aufeinanderfolgend erfassten Reifendrücken (p_{J_i}) gebildet (p_Ref = 1/N Σ 1/n Σ p_{J_i} (J = 1, N; i = 1, n)) und als neuer gültiger Wert abgespeichert wird, solange keiner der erfassten Reifendrücke (p_J) oder kein aus mehreren über denselben Drucksensor (12a, 12b, 12c, 12d) aufeinanderfolgend erfassten Reifendrücken (p_{J_i}) gebildeter Reifendruck-Mittelwert (p_{J_m}) um mehr als die vorgegebene Druckdifferenzschwelle (Δp_Gr) von dem bislang gültigen Referenzdruck (p_Ref) abweicht (|p_J – p_Ref| ≤ Δp_Gr; |p_{J_m} – p_Ref| ≤ Δp_Gr).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) zu den Radpositionen der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) dann erfolgt, wenn mindestens eine der erfassten Raddrehzahlen (n_J (J = 1, N)) oder ein aus mehreren über denselben Drehzahlsensor (16a, 16b, 16c, 16d) aufeinanderfolgend erfassten Raddrehzahlen (n_{J_i} (J = 1, N; i = 1, n)) gebildeter Raddrehzahl-Mittelwert (n_{J_m}) um mehr als eine vorgegebene Drehzahldifferenzschwelle (Δn_Gr) von einer Referenzdrehzahl (n_Ref) abweicht (|n_J – n_Ref| > Δn_Gr; |n_{J_m} – n_Ref| > Δn_Gr).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdrehzahl (n_Ref) regelmäßig als Raddrehzahl-Mittelwert aus mehreren aufeinanderfolgend über alle Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d 6d) erfassten Raddrehzahlen (n_{J_i}) gebildet (n_Ref = 1/N Σ 1/n Σ n_{J_i} (J = 1, N; i = 1, n)) und als neuer gültiger Wert abgespeichert wird, solange keine der erfassten Raddrehzahlen (n_J) oder kein aus mehreren jeweils über denselben Drehzahlsensor (16a, 16b, 16c, 16d) aufeinanderfolgend erfassten Raddrehzahlen (n_{J_i}) gebildeter Raddrehzahl-Mittelwert (n_{J_m}) um mehr als die vorgegebene Drehzahldifferenzschwelle (Δn_Gr) von der bislang gültigen Referenzdrehzahl (n_Ref) abweicht (|n_J – n_Ref| ≤ Δn_Gr; |n_{J_m} – n_Ref| ≤ Δn_Gr).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) zu den Radpositionen der Fahrzeugräder (4, 5, 6, 7) unterbrochen wird, wenn eine Fahrbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (1) oder ein Bremsvorgang oder eine Kurvenfahrt sensorisch erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer über der Druckdifferenzschwelle (Δp_Gr) liegenden Absenkung eines der Reifendrücke (p_J) gegenüber dem Referenzdruck (p_Ref) der betreffende Drucksensor (12a, 12b, 12c, 12d) der Radposition desjenigen Drehzahlsensors (16a, 16b, 16c, 16d) zugeordnet wird, über den gleichzeitig der Drehzahlwert (n_J) mit der größten Erhöhung der Raddrehzahl gegenüber der Referenzdrehzahl (p_Ref) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen mehrerer über der Druckdifferenzschwelle (Δp_Gr) liegender Absenkungen von Reifendrücken (p_J) gegenüber dem Referenzdruck (p_Ref) die betreffenden Drucksensoren (12a, 12b, 12c, 12d) in der Reihenfolge aufsteigender Reifendrücke (p_X < p_Y < p_Z) den Radpositionen derjenigen Drehzahlsensoren (16a, 16b, 16c, 16d) in der Reihenfolge absteigender Raddrehzahlen (n_X > n_Y > n_Z) zugeordnet werden, über die gleichzeitig Drehzahlwerte (n_J) mit einer Erhöhung der Raddrehzahlen gegenüber der Referenzdrehzahl (n_Ref) erfasst werden.