DE102016113522A1

DE102016113522A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle eines Reifendrucks unter Verwendung eines Nulldurchgangs

Info

Publication number: DE102016113522A1
Application number: DE102016113522.4A
Authority: DE
Inventors: Tae-hun Kim; Dong-jin NA
Original assignee: Hyundai Autron Co Ltd
Current assignee: Hyundai AutoEver Corp
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2017-01-26
Also published as: US20170021681A1; CN106364262B; KR101735728B1; KR20170011686A; CN106364262A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Reifendrucks unter Verwendung eines Nulldurchgangs. Es ist ein Verfahren zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs vorgesehen, welches umfasst: Erfassen eines Radgeschwindigkeitssignals eines Fahrzeugs; Interpolieren des erhaltenen Radgeschwindigkeitssignals durch eine feste Zeit; Berechnen eines Maximalwerts des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals unter Verwendung eines Zeitbereichs des Nulldurchgangs; Berechnen eines Änderungsbetrags des Maximalwerts durch Vergleichen des Maximalwerts des berechneten Radgeschwindigkeitssignals und des Maximalwerts des vorgegebenen Normaldrucks; und Ermitteln eines niedrigen Drucks eines an einem Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung des berechneten Änderungsbetrags des Maximalwerts.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0104763 , die am 24. Juli 2015 beim Koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wurde.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Reifendrucks und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Reifendrucks unter Verwendung eines Nulldurchgangs.
Allgemeiner Stand der Technik
Der Luftdruck eines Reifens ist einer der Faktoren, die das sichere Fahren eines Kraftfahrzeugs ermöglichen. Ist der Luftdruck des Reifens niedrig, gerät das Fahrzeug leicht ins Rutschen, was zu schweren Unfällen führen kann. Zudem steigt der Kraftstoffverbrauch an, so dass die Kraftstoffeffizienz herabgesetzt wird. Darüber hinaus verkürzt sich die Lebensdauer des Reifens und verschlechtern sich Fahrkomfort sowie Bremskraft erheblich. Wenn der Luftdruck des Reifens abfällt, können Funktionsprobleme auftreten, unter anderem eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz, eine Abnutzung der Reifen und dergleichen. Außerdem besteht bei einem erheblichen Luftdruckabfall die Möglichkeit, dass es zu Fahrzeug- oder Personenschäden kommt, wie zum Beispiel Unfällen aufgrund einer Funktionsunfähigkeit oder eines zerrissenen Reifens.
Da jedoch die meisten Fahrer eine Veränderung des Reifenluftdrucks nicht erkennen können, wurde ein Reifendruckkontrollsystem (RDKS) entwickelt, bei dem es sich um ein Reifendruckkontrollsystem handelt, das dem Fahrer die Druckänderung des Reifens in Echtzeit meldet.
Seit einigen Jahren wird das Reifendruckkontrollsystem (RDKS), das den Luftdruckabfall des am Fahrzeug montierten Reifens erkennt und dem Fahrer den erkannten Luftdruckabfall meldet, in Kraftfahrzeugen eingebaut.
Das Reifendruckkontrollsystem (RDKS) meldet den Druckabfall des Reifens dem Fahrer, damit dieser den Druckzustand des Reifens überprüfen und somit das Problem beheben kann.
Das RDKS lässt sich grundsätzlich in ein direktes System und ein indirektes System unterteilen.
Beim direkten RDKS wird ein Drucksensor in einem Rad mit Reifen eingebaut, um den Reifenluftdruck direkt zu messen. Das direkte RDKS meldet dem Fahrer die Veränderung des Reifenluftdrucks, die durch den am Reifen befestigten Drucksensor gemessen wird.
Das direkte RDKS kann den Reifenluftdruck präzise erfassen. Allerdings ist die Lebensdauer einer Batterie begrenzt, und bei jedem Austausch des Reifens muss das direkte RDKS erneut installiert werden. Aufgrund der Befestigung eines Drucksensors kann es beim direkten RDKS zu einer Reifenunwucht kommen, und es können Probleme wie beispielsweise Hochfrequenzstörungen und dergleichen auftreten. Da das direkte RDKS ein System ist, bei dem der Sensor zur Messung des Luftdrucks am Reifen montiert wird, weist das direkte RDKS außerdem den Vorteil auf, dass es eine präzise Druckmessung vornimmt. Andererseits besteht das direkte RDKS aus verschiedenen Bauteilen, unter anderem einem am Reifen montierten Druckmesssensor, einer kabellosen Kommunikationseinheit zur Übertragung eines Messwerts in einem generell kabellosen System und dergleichen. Daher ist das direkte RDKS kostenaufwändiger und weist eine höhere Ausfallrate als das indirekte RDKS auf.
Beim indirekten RDKS handelt es sich hingegen um ein System, das einen Luftdruckverlust unter Verwendung eines Radsensors schätzt, der am Fahrzeug zur Messung einer Radgeschwindigkeit montiert ist. Da das RDKS nur durch einen Algorithmus verwirklicht werden kann, ist beim indirekten RDKS keine zusätzliche Hardware erforderlich, was zu geringeren Kosten führt. Außerdem fallen nur geringe Wartungskosten an. Das indirekte RDKS besitzt eine bessere preisliche Wettbewerbsfähigkeit als das direkte RDKS.
Das indirekte RDKS schätzt indirekt die Veränderung des Reifenluftdrucks aufgrund einer Veränderung eines Ansprechverhaltens (zum Beispiel einer Umdrehungsgeschwindigkeit oder einer Frequenzcharakteristik der Umdrehungsgeschwindigkeit) des Reifens, die bei einer Verringerung des Luftdrucks hervorgerufen wird, und meldet dem Fahrer die Schätzung. Das direkte RDKS kann das Absinken des Reifenluftdrucks präzise erkennen. Jedoch ist hierfür ein genau bezeichnetes Rad erforderlich, und die Leistung in einem realen Umfeld ist ungünstig. Daher weist es Nachteile sowohl in technischer als auch kostenmäßiger Hinsicht auf.
Da die Resonanzfrequenz des indirekten RDKS in Abhängigkeit von der Radgeschwindigkeit variiert, nimmt jedoch die Genauigkeit des indirekten RDKS leicht ab. Da die geschätzte Veränderung des Reifenluftdrucks von einer tatsächlichen Veränderung abweichen kann, kann das indirekte RDKS einen Fehlalarm an den Fahrer senden.
Das indirekte RDKS schätzt den Reifenluftdruck anhand von Rotationsinformationen des Reifens. Das indirekte RDKS lässt sich im Einzelnen wiederum unterteilen in ein Analyseschema auf Basis eines dynamisch wirksamen Halbmessers sowie ein Analyseschema auf Basis eines Resonanzfrequenzverfahrens. Diese können kurz als Halbmesseranalyseschema bzw. Frequenzanalyseschema bezeichnet werden. Diese können kurz als Halbmesseranalyseschema bzw. Frequenzanalyseschema bezeichnet werden.
Beim Frequenzanalyseschema wird im Falle einer Verringerung des Reifenluftdrucks eine Differenz zu einem Reifen mit normalem Luftdruck anhand einer Veränderung einer Frequenzcharakteristik eines Umdrehungsgeschwindigkeitssignals eines Rads erkannt. Auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz, die durch eine Frequenzanalyse des Umdrehungsgeschwindigkeitssignals des Rads erzielt werden kann, wird beim Frequenzanalyseschema ermittelt, dass sich der Luftdruck des Reifens verringert, wenn die entsprechende Resonanzfrequenz niedriger berechnet wird als eine während der Initialisierung geschätzte Referenzfrequenz.
Beim Halbmesseranalyseschema wird die Druckabnahme anhand eines Vergleiches der Umdrehungsgeschwindigkeiten von vier Reifen erkannt, indem ein Phänomen genutzt wird, bei dem sich ein dynamisch wirksamer Halbmesser des Reifens mit Druckverlust während der Fahrt verringert und sich infolgedessen der Reifen schneller dreht als der normale Reifen. Da auf Grundlage einer Radgeschwindigkeit ermittelt wird, ob der Druck des Reifens abnimmt, hat die Radgeschwindigkeit beim Halbmesseranalyseschema des Reifendruckkontrollsystems den größten Einfluss auf die Ermittlung des Druckabfalls.
Ein Reifendruckkontrollsystem kann hauptsächlich durch eine Frequenzanalyse und eine Analyse in Bezug auf den dynamischen Halbmesser ermitteln, ob der Reifen einen niedrigen Druck aufweist.
Als Frequenzanalyseschema werden vorwiegend ein Schema auf Basis eines adaptiven Filters sowie ein Analyseschema auf Basis einer schnellen Fourier-Transformation angewandt. Die beiden vorgenannten Analyseschemata sind jedoch komplex und erfordern einen hohen Berechnungsaufwand.
Das indirekte RDKS ist komplex und erfordert einen hohen Berechnungsaufwand, so dass das Ergebnis der Schätzung eines Reifenluftdrucks von einem tatsächlichen Luftdruck abweichen kann. Das vorgenannte indirekte RDKS kann daher einen Fehlalarm, der vom Istzustand abweicht, an den Fahrer senden.
Anstelle eines Systems, das komplex ist und einen hohen Berechnungsaufwand erfordert, bedarf es eines Verfahrens zur schnellen und einfachen Kontrolle eines Reifendrucks.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erfolgten in dem Bestreben, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Reifendrucks bereitzustellen, die einen Maximalwert eines interpolierten Radgeschwindigkeitssignals unter Verwendung eines Nulldurchgang-Zeitbereichs berechnen und den berechneten Maximalwert mit einem Maximalwert eines vorgegebenen Normaldrucks vergleichen, um einen Änderungsbetrag der Maximalwerte zu berechnen und dadurch einen Niederdruck eines an einem Fahrzeug montierten Reifens entsprechend dem Änderungsbetrag des Maximalwerts schnell und einfach zu ermitteln.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erfolgten des Weiteren in dem Bestreben, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Reifendrucks bereitzustellen, die eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen eines interpolierten Radgeschwindigkeitssignals berechnen und eine Spitzenfrequenz unter Verwendung einer Frequenzbereichszählung des Nulldurchgangs, in der die berechnete Frequenz enthalten ist, auswählen und dadurch einen niedrigen Druck eines an einem Fahrzeug montierten Reifens entsprechend der ausgewählten Spitzenfrequenz schnell und einfach ermitteln.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erfolgten darüber hinaus in dem Bestreben, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Reifendrucks bereitzustellen, die eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen eines interpolierten Radgeschwindigkeitssignals berechnen, einen Maximalwert innerhalb eines Frequenzbereichs des Nulldurchgangs berechnen und eine Spitzenfrequenz unter Verwendung eines Maximalwerts innerhalb eines Frequenzbereichs des Nulldurchgangs, in dem die berechnete Frequenz enthalten ist, auswählen und dadurch einen niedrigen Druck eines an einem Fahrzeug montierten Reifens schnell und einfach entsprechend der ausgewählten Spitzenfrequenz ermitteln.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht ein Verfahren zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs vor, welches umfasst: Erfassen eines Radgeschwindigkeitssignals eines Fahrzeugs; Interpolieren des erhaltenen Radgeschwindigkeitssignals durch eine feste Zeit; Berechnen eines Maximalwerts des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals unter Verwendung eines Zeitbereichs des Nulldurchgangs; Berechnen eines Änderungsbetrags des Maximalwerts durch Vergleichen des Maximalwerts des berechneten Radgeschwindigkeitssignals und des Maximalwerts des vorgegebenen Normaldrucks; und Ermitteln eines niedrigen Drucks eines an einem Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung des berechneten Änderungsbetrags des Maximalwerts.
Das Verfahren kann des Weiteren umfassen: Korrigieren eines Fehlers des erfassten Radgeschwindigkeitssignals.
Das Verfahren kann außerdem umfassen: Durchführen einer Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend dem vorgegebenen Frequenzbereich.
Bei der Berechnung eines Maximalwerts kann ein Wert an einem Wendepunkt, an dem ein aktueller Wert eines Radgeschwindigkeitssignals kleiner als ein vorheriger Wert eines Radgeschwindigkeitssignals innerhalb eines Zeitbereichs des Nulldurchgangs ist, als Maximalwert ausgewählt und ein Mittelwert des ausgewählten Maximalwerts in Echtzeit berechnet werden, um den mittleren Maximalwert zu berechnen.
Bei der Berechnung eines Änderungsbetrags des Maximalwerts kann der berechnete mittlere Maximalwert mit dem mittleren Maximalwert des vorgegebenen Normaldrucks verglichen werden, um den Änderungsbetrag des Maximalwerts zu berechnen.
Wenn bei der Ermittlung eines niedrigen Drucks der berechnete Änderungsbetrag des Maximalwerts gleich oder kleiner als der vorgegebene Referenzänderungsbetrag ist, kann ermittelt werden, dass der Reifen einen normalen Druck aufweist, und wenn der berechnete Änderungsbetrag des Maximalwerts den vorgegebenen Referenzänderungsbetrag überschreitet, kann ermittelt werden, dass der Reifen einen niedrigen Druck aufweist.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht ein Verfahren zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs vor, welches umfasst: Erfassen eines Radgeschwindigkeitssignals eines Fahrzeugs; Interpolieren des erhaltenen Radgeschwindigkeitssignals durch eine feste Zeit; Berechnen einer Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals; Auswählen einer Spitzenfrequenz unter Verwendung einer Frequenzbereichszählung des Nulldurchgangs, in der die berechnete Frequenz enthalten ist; und Ermitteln eines niedrigen Drucks eines an einem Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung der ausgewählten Spitzenfrequenz.
Das Verfahren kann des Weiteren umfassen: Korrigieren eines Fehlers des erfassten Radgeschwindigkeitssignals.
Das Verfahren kann außerdem umfassen: Durchführen einer Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend dem vorgegebenen Frequenzbereich.
Bei der Berechnung einer Frequenz kann die Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals während der vorgegebenen Periode berechnet werden, um eine Störgröße zu beseitigen.
Bei der Auswahl einer Spitzenfrequenz kann eine Zählung des Frequenzbereichs durch Überprüfen des Frequenzbereichs des Nulldurchgangs, in dem die berechnete Frequenz enthalten ist, erhöht werden und ein Frequenzbereich mit einer Maximalzählung unter den erhöhten Frequenzbereichszählungen als Spitzenfrequenz ausgewählt werden.
Wenn bei der Ermittlung eines niedrigen Drucks die ausgewählte Spitzenfrequenz gleich oder höher als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, kann der Druck als Normaldruck ermittelt werden, und wenn die ausgewählte Spitzenfrequenz niedriger als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, kann der Druck als Niederdruck ermittelt werden.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht ein Verfahren zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs vor, welches umfasst: Erfassen eines Radgeschwindigkeitssignals eines Fahrzeugs; Interpolieren des erhaltenen Radgeschwindigkeitssignals durch eine feste Zeit; Berechnen einer Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals; Berechnen eines Maximalwerts innerhalb eines Frequenzbereichs des Nulldurchgangs des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals; Auswählen einer Spitzenfrequenz unter Verwendung eines Maximalwerts innerhalb eines Frequenzbereichs des Nulldurchgangs, in dem die berechnete Frequenz enthalten ist; und Ermitteln eines niedrigen Drucks eines an einem Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung der ausgewählten Spitzenfrequenz.
Das Verfahren kann des Weiteren umfassen: Korrigieren eines Fehlers des erfassten Radgeschwindigkeitssignals.
Das Verfahren kann außerdem umfassen: Durchführen einer Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend dem vorgegebenen Frequenzbereich.
Bei der Berechnung einer Frequenz kann die Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals während der vorgegebenen Periode berechnet werden, um eine Störgröße zu beseitigen.
Bei der Berechnung eines Maximalwerts kann ein Wert an einem Wendepunkt, an dem ein aktueller Wert eines Radgeschwindigkeitssignals kleiner als ein vorheriger Wert eines Radgeschwindigkeitssignals innerhalb eines Frequenzbereichs des Nulldurchgangs ist, als Maximalwert ausgewählt und der ausgewählte Maximalwert akkumuliert und gemittelt werden.
Bei der Auswahl einer Spitzenfrequenz können die Maximalwerte innerhalb des Frequenzbereichs des Nulldurchgangs, in dem die berechnete Frequenz enthalten ist, gemittelt werden und eine Frequenz, die den größten Wert unter den Mittelwerten des Maximalwerts aufweist, als Spitzenfrequenz ausgewählt werden.
Wenn bei der Ermittlung eines niedrigen Drucks die ausgewählte Spitzenfrequenz gleich oder höher als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, kann der Druck als Normaldruck ermittelt werden, und wenn die ausgewählte Spitzenfrequenz niedriger als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, kann der Druck als Niederdruck ermittelt werden.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht eine Vorrichtung zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs vor, welche umfasst: eine Signalerfassungseinheit, die ein Radgeschwindigkeitssignal eines Fahrzeugs erfasst; eine Signalverarbeitungseinheit, die das erhaltene Radgeschwindigkeitssignal durch eine feste Zeit interpoliert; eine Signalanalyseeinheit, die einen Maximalwert des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals unter Verwendung eines Zeitbereichs des Nulldurchgangs berechnet oder eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals berechnet und einen Änderungsbetrag des Maximalwerts berechnet oder eine Spitzenfrequenz auswählt unter Verwendung des berechneten Maximalwerts oder der Frequenz des Radgeschwindigkeitssignals; und eine Niederdruckermittlungseinheit, die einen niedrigen Druck eines an einem Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung des berechneten Änderungsbetrags des Maximalwerts oder der ausgewählten Spitzenfrequenz ermittelt.
Die Signalanalyseeinheit kann einen Änderungsbetrag des Maximalwerts berechnen, indem sie den Maximalwert des berechneten Radgeschwindigkeitssignals und den Maximalwert des vorgegebenen Normaldrucks vergleicht.
Die Signalanalyseeinheit kann eine Spitzenfrequenz unter Verwendung einer Frequenzbereichszählung des Nulldurchgangs, in der die berechnete Frequenz enthalten ist, auswählen.
Die Signalanalyseeinheit kann den Maximalwert innerhalb des Frequenzbereichs des Nulldurchgangs des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals berechnen und die Spitzenfrequenz unter Verwendung des Maximalwerts im Frequenzbereich des Nulldurchgangs, in dem die berechnete Frequenz enthalten ist, auswählen.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Maximalwert eines interpolierten Radgeschwindigkeitssignals unter Verwendung eines Nulldurchgang-Zeitbereichs zu berechnen und den berechneten Maximalwert mit einem Maximalwert eines vorgegebenen Normaldrucks zu vergleichen, um einen Änderungsbetrag der Maximalwerte zu berechnen und dadurch einen Niederdruck eines an einem Fahrzeug montierten Reifens entsprechend dem Änderungsbetrag des Maximalwerts schnell und einfach zu ermitteln.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen eines interpolierten Radgeschwindigkeitssignals zu berechnen und eine Spitzenfrequenz unter Verwendung einer Frequenzbereichszählung des Nulldurchgangs entsprechend der berechneten Frequenz auszuwählen und dadurch einen niedrigen Druck eines an einem Fahrzeug montierten Reifens entsprechend der ausgewählten Spitzenfrequenz schnell und einfach zu ermitteln.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen eines interpolierten Radgeschwindigkeitssignals zu berechnen, einen Maximalwert innerhalb eines Frequenzbereichs des Nulldurchgangs zu berechnen und eine Spitzenfrequenz unter Verwendung einer Frequenzbereichszählung des Nulldurchgangs entsprechend der berechneten Frequenz auszuwählen und dadurch einen niedrigen Druck eines an einem Fahrzeug montierten Reifens entsprechend der ausgewählten Spitzenfrequenz schnell und einfach zu ermitteln.
Die obige Zusammenfassung ist lediglich beispielhaft und in keiner Weise einschränkend zu verstehen. Neben den vorstehend beschriebenen beispielhaften Aspekten, Ausführungsformen und Merkmalen ergeben sich weitere Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale anhand der Zeichnungen und der folgenden ausführlichen Beschreibung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Konfigurationsansicht einer Vorrichtung zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine beispielhafte Darstellung eines Radgeschwindigkeitssignals von Reifen mit Niederdruck und Normaldruck, das bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
6 ist eine beispielhafte Darstellung eines mit einem Bandpass gefilterten sequenziellen Signals, das bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
7 ist eine beispielhafte Darstellung eines Änderungsbetrags eines Maximalwerts eines Niederdrucks und eines Normaldrucks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine beispielhafte Darstellung einer Zählung innerhalb eines Nulldurchgang-Frequenzbereichs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine beispielhafte Darstellung eines Maximalwerts innerhalb eines Nulldurchgang-Frequenzbereichs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig maßstabgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen zeigen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die hier offenbarten besonderen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, darunter beispielsweise bestimmte Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die jeweilige vorgesehene Anwendung und die Einsatzumgebung bestimmt.
In den Figuren verweisen die Bezugsziffern in den verschiedenen Figuren der Zeichnung durchgehend auf die gleichen oder entsprechende Teile der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels wird eine Technologie, die auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung bekannt ist und die nicht im unmittelbaren Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung steht, nicht dargelegt. Dadurch wird auf eine überflüssige Beschreibung verzichtet, um den Sinngehalt der vorliegenden Erfindung klar zu vermitteln, ohne diesen zu verunklaren.
Aus dem gleichen Grund sind in den beigefügten Zeichnungen einige Teile vergrößert dargestellt, weggelassen oder schematisch abgebildet. Außerdem gibt die Größe der einzelnen Bauteile deren tatsächliche Größe nicht vollständig wieder. In den Zeichnungen werden die gleichen oder entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
1 ist eine Konfigurationsansicht einer Vorrichtung zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Reifendruckkontrollvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Signalerfassungseinheit 110, eine Signalverarbeitungseinheit 120, eine Signalanalyseeinheit 130, eine Niederdruckermittlungseinheit 140 und eine Datenspeichereinheit 150. Die Reifendruckkontrollvorrichtung 100 der vorliegenden Offenbarung lässt sich hierbei je nach Verfahren der Niederdruckermittlung in ein erstes bis drittes Ausführungsbeispiel einteilen.
Nachfolgend wird eine Reifendruckkontrollvorrichtung 100 unter Verwendung eines Nulldurchgangs der 1 anhand eines ersten bis dritten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Zunächst werden eine konkrete Ausgestaltung und Funktionsweise jedes Bauteils einer Reifendruckkontrollvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
Die Signalerfassungseinheit 110 erfasst ein Radgeschwindigkeitssignal eines Fahrzeugs. Die Signalerfassungseinheit 110 erfasst beispielsweise eine Radgeschwindigkeit eines Rades von einem im Fahrzeug vorgesehenen Radgeschwindigkeitssensor (nicht dargestellt). Am Fahrzeug sind vier Räder montiert, die ein linkes Vorderrad (FL), ein rechtes Vorderrad (FR), ein linkes Hinterrad (RL) und ein rechtes Hinterrad (RR) umfassen. Der Radgeschwindigkeitssensor erkennt Umdrehungsgeschwindigkeiten des linken Vorderrads FL, des rechten Vorderrads FR, des linken Hinterrads RL und des rechten Hinterrads RR. Der Radgeschwindigkeitssensor kann beispielsweise ein Radgeschwindigkeitssensor sein, der einen Umdrehungsimpuls unter Verwendung eines elektromagnetischen Gebers erzeugt und eine Drehwinkelgeschwindigkeit und eine Radgeschwindigkeit anhand einer Impulszahl misst. Der Radgeschwindigkeitssensor kann ein Winkelgeschwindigkeitssensor sein. Informationen bezüglich der vom Radgeschwindigkeitssensor gemessenen Umdrehungsgeschwindigkeit des Rads werden an die Signalerfassungseinheit 110 übertragen.
Die Signalverarbeitungseinheit 120 interpoliert das in der Signalerfassungseinheit 110 erfasste Radgeschwindigkeitssignal durch eine feste Zeit. Die Signalverarbeitungseinheit 120 kann hierbei einen Fehler des in der Signalerfassungseinheit 110 erfassten Radgeschwindigkeitssignals korrigieren, bevor sie das Radgeschwindigkeitssignal durch eine feste Zeit interpoliert. Anschließend kann die Signalverarbeitungseinheit 120 das Radgeschwindigkeitssignal, bei dem ein Fehler korrigiert wurde, durch eine feste Zeit interpolieren.
Die Signalverarbeitungseinheit 120 führt eine Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend einem vorgegebenen Frequenzbereich durch. Die Signalverarbeitungseinheit 120 führt beispielsweise eine Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend dem Frequenzbereich von 30 Hz bis 60 Hz durch, bei dem es sich um eine verfügbare Frequenz für den Reifen des Fahrzeugs handelt.
Die Signalanalyseeinheit 130 berechnet einen Maximalwert des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals unter Verwendung eines Zeitbereichs des Nulldurchgangs. Die Signalanalyseeinheit 130 kann hierbei einen Wert an einem Wendepunkt, an dem ein aktueller Wert eines Radgeschwindigkeitssignals kleiner als ein vorheriger Wert eines Radgeschwindigkeitssignals innerhalb des Zeitbereichs des Nulldurchgangs ist, als Maximalwert auswählen. Wie in der nachstehenden Gleichung 1 dargestellt, berechnet die Signalanalyseeinheit 130 anschließend einen Mittelwert der ausgewählten Maximalwerte in Echtzeit, um einen mittleren Maximalwert zu berechnen.
Gleichung 1

Mittlerer Maximalwert (k) = ((k – 1) × mittlerer Maximalwert (k – 1) + Maximalwert (k)) / k

Der mittlere Maximalwert (k) bezeichnet hierbei einen k-ten mittleren Maximalwert, der mittlere Maximalwert (k – 1) einen (k – 1)-ten mittleren Maximalwert und k eine k-te durch Interpolation abgetastete feste Zeit.
Die Signalanalyseeinheit 130 vergleicht den berechneten Maximalwert des Radgeschwindigkeitssignals mit einem Maximalwert eines vorgegebenen Normaldrucks, um einen Änderungsbetrag des Maximalwerts zu berechnen. Die Signalanalyseeinheit 130 vergleicht hierbei den berechneten mittleren Maximalwert mit einem mittleren Maximalwert des vorgegebenen Normaldrucks, um einen Änderungsbetrag des Maximalwerts zu berechnen.
Die Niederdruckermittlungseinheit 140 ermittelt einen niedrigen Druck des am Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung des Änderungsbetrags des in der Signalanalyseeinheit 130 berechneten Maximalwerts. Wenn der berechnete Änderungsbetrag des Maximalwerts gleich oder kleiner als ein vorgegebener Referenzänderungsbetrag ist, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140 hierbei, dass der Reifen einen normalen Druck aufweist. Wenn dagegen der berechnete Änderungsbetrag des Maximalwerts größer als der vorgegebene Referenzänderungsbetrag ist, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140, dass der Reifen einen niedrigen Druck aufweist.
Im Folgenden werden eine konkrete Ausgestaltung und Funktionsweise jedes Bauteils einer Reifendruckkontrollvorrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Um den Sinngehalt des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung klar zu vermitteln, ohne diesen zu verunklaren, wird auf eine überflüssige Beschreibung verzichtet.
Die Signalerfassungseinheit 110 und die Signalverarbeitungseinheit 120 erfüllen die gleiche Funktion wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung berechnet die Signalanalyseeinheit 130 eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des in der Signalverarbeitungseinheit 120 interpolierten Radgeschwindigkeitssignals. Die Signalanalyseeinheit 130 berechnet hierbei die Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des Radgeschwindigkeitssignals, das für eine vorgegebene Periode interpoliert wird.
Ein Vorgang zur Berechnung einer Frequenz wird unter Bezugnahme auf ein konkretes Beispiel beschrieben.
Eine Abtastfrequenz einer Interpolation in Bezug auf eine feste Zeit beträgt 480 Hz. Bei der festen Zeit handelt es sich hierbei um eine inverse Zahl der Abtastfrequenz, und diese wird so berechnet, dass 1/480 Hz = 2,08 ms ist.
Wenn beispielsweise eine Periode 11 feste Zeiten aufweist, wird die Frequenz für eine Periode als Inverse eines Werts berechnet, der erhalten wird durch Multiplikation der Anzahl von Perioden mit der festen Zeit, d. h. 1/(11 × 2,08 ms) = 43,6 Hz.
Beispielhaft für die Frequenzberechnung berechnet daher die Signalanalyseeinheit 130, wie in der nachstehenden Gleichung 2 dargestellt, eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen für 20 Perioden, um eine Störgröße zu beseitigen.
Gleichung 2

Frequenz = 20 / 20 Perioden × Zeit pro Periode

Die Signalanalyseeinheit 130 wählt eine Spitzenfrequenz unter Verwendung einer Frequenzbereichszählung des Nulldurchgangs aus, in der die berechnete Frequenz enthalten ist. Die Signalanalyseeinheit 130 überprüft hierbei den Frequenzbereich des Nulldurchgangs, in dem die in der Signalverarbeitungseinheit 120 berechnete Frequenz enthalten ist, um die Frequenzbereichszählung zu erhöhen. Die Signalanalyseeinheit 130 wählt anschließend einen Frequenzbereich mit der Maximalzählung unter den erhöhten Frequenzbereichszählungen als Spitzenfrequenz aus.
Ein Beispiel, in dem eine Frequenz von 30 bis 60 Hz durch eine Einheit von 0,5 Hz unterteilt ist, wird als Referenz beschrieben. Die Signalanalyseeinheit 130 überprüft einen entsprechenden Frequenzbereich in einem Frequenzbereich von 30 bis 60 Hz, der durch Unterteilung der in der Signalverarbeitungseinheit 120 berechneten Frequenz durch die Einheitsfrequenz von 0,5 Hz erlangt wird. Wenn beispielsweise die in der Signalverarbeitungseinheit 120 berechnete Frequenz 41,7 Hz beträgt, erhöht die Signalanalyseeinheit 130 eine Zählung des Frequenzbereichs von 41,5 Hz bis 42 Hz um eins. Wenn nach mehrfachem Erhöhen der Zählung des Frequenzbereichs der Frequenzbereich von 41,5 Hz bis 42 Hz im Gesamtfrequenzbereich eine Maximalzählung aufweist, kann die Signalanalyseeinheit 130 den Frequenzbereich als Spitzenfrequenz auswählen.
Die Niederdruckermittlungseinheit 140 ermittelt einen niedrigen Druck des am Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung der in der Signalanalyseeinheit 130 ausgewählten Spitzenfrequenz. Wenn die ausgewählte Spitzenfrequenz gleich oder höher als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140, dass es sich bei dem Druck um einen normalen Druck handelt. Wenn dagegen die ausgewählte Spitzenfrequenz niedriger als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140, dass es sich bei dem Druck um einen niedrigen Druck handelt.
Im Folgenden werden eine konkrete Ausgestaltung und Funktionsweise jedes Bauteils einer Reifendruckkontrollvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Um den Sinngehalt des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung klar zu vermitteln, ohne diesen zu verunklaren, wird auf eine überflüssige Beschreibung verzichtet.
Die Signalerfassungseinheit 110 und die Signalverarbeitungseinheit 120 erfüllen die gleiche Funktion wie diejenigen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung.
Die Signalanalyseeinheit 130 berechnet hierbei die Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des in der Signalverarbeitungseinheit 120 interpolierten Radgeschwindigkeitssignals.
Im Unterschied zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung berechnet die Signalanalyseeinheit 130 einen Maximalwert in einem Frequenzbereich des Nulldurchgangs des in der Signalverarbeitungseinheit 120 interpolierten Radgeschwindigkeitssignals. Die Signalanalyseeinheit 130 kann hierbei einen Wert an einem Wendepunkt, an dem ein aktueller Wert eines Radgeschwindigkeitssignals kleiner als ein vorheriger Wert eines Radgeschwindigkeitssignals innerhalb des Frequenzbereichs des Nulldurchgangs ist, als Maximalwert auswählen. Anschließend akkumuliert die Signalanalyseeinheit 130 Mittelwerte der ausgewählten Maximalwerte.
Die Signalanalyseeinheit 130 wählt eine Spitzenfrequenz unter Verwendung eines Maximalwerts innerhalb des Frequenzbereichs des Nulldurchgangs aus, in dem die in der Signalverarbeitungseinheit 120 berechnete Frequenz enthalten ist. Die Signalanalyseeinheit 130 berechnet hierbei einen Mittelwert von Maximalwerten innerhalb des Frequenzbereichs des Nulldurchgangs, in dem die in der Signalverarbeitungseinheit 120 berechnete Frequenz enthalten ist. Anschließend wählt die Signalanalyseeinheit 130 eine Frequenz, die von den Mittelwerten der Maximalwerte am größten ist, als Spitzenfrequenz aus.
Die Niederdruckermittlungseinheit 140 ermittelt einen niedrigen Druck des am Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung der in der Signalanalyseeinheit 130 ausgewählten Spitzenfrequenz.
Die Datenspeichereinheit 150 speichert Daten bezüglich der Ermittlung eines niedrigen Drucks des am Fahrzeug montierten Reifens.
Die Datenspeichereinheit 150 speichert Daten in Bezug auf das Radgeschwindigkeitssignal, die feste Zeit, einen Maximalwert eines vorgegebenen Normaldrucks, einen vorgegebenen Frequenzbereich, einen mittleren Maximalwert des vorgegebenen Normaldrucks, einen vorgegebenen Referenzänderungsbetrag, eine vorgegebene Periode und eine vorgegebene Spitzenfrequenz.
2 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Signalerfassungseinheit 110 erfasst in Schritt S202 ein Radgeschwindigkeitssignal eines Fahrzeugs.
In Schritt S204 korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 120 einen Fehler des in der Signalerfassungseinheit 110 erfassten Radgeschwindigkeitssignals.
Die Signalverarbeitungseinheit 120 interpoliert in Schritt S206 das in der Signalerfassungseinheit 110 erfasste Radgeschwindigkeitssignal durch eine feste Zeit.
In Schritt S208 führt die Signalverarbeitungseinheit 120 eine Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend einem vorgegebenen Frequenzbereich durch.
In Schritt S210 überprüft die Signalanalyseeinheit 130, ob der Maximalwert des aktuellen Radgeschwindigkeitssignals kleiner als der Maximalwert des vorherigen Radgeschwindigkeitssignals ist.
Wenn die Überprüfung in Schritt S210 ergibt, dass der Maximalwert des aktuellen Radgeschwindigkeitssignals kleiner als der Maximalwert des vorherigen Radgeschwindigkeitssignals ist, wählt die Signalanalyseeinheit 130 in Schritt S212 den Maximalwert des vorherigen Radgeschwindigkeitssignals als Maximalwert aus.
Wenn dagegen die Überprüfung in Schritt S210 ergibt, dass der Maximalwert des aktuellen Radgeschwindigkeitssignals gleich oder größer als der Maximalwert des vorherigen Radgeschwindigkeitssignals ist, wählt die Signalanalyseeinheit 130 in Schritt S214 den Maximalwert des aktuellen Radgeschwindigkeitssignals als Maximalwert aus.
In Schritt S216 berechnet die Signalanalyseeinheit 130 einen Mittelwert von Maximalwerten in Echtzeit, um einen mittleren Maximalwert zu berechnen.
In Schritt S218 berechnet die Signalanalyseeinheit 130 einen Änderungsbetrag des Maximalwerts auf der Grundlage des berechneten Maximalwerts des Radgeschwindigkeitssignals und eines Maximalwerts eines vorgegebenen Normaldrucks.
Danach überprüft die Niederdruckermittlungseinheit 140 in Schritt S220, ob der in der Signalanalyseeinheit 130 berechnete Änderungsbetrag des Maximalwerts den vorgegebenen Referenzänderungsbetrag überschreitet.
Wenn die Überprüfung in Schritt S220 ergibt, dass der in der Signalanalyseeinheit 130 berechnete Änderungsbetrag des Maximalwerts den vorgegebenen Referenzänderungsbetrag überschreitet, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140 in Schritt S222, dass der am Fahrzeug montierte Reifen einen niedrigen Druck aufweist.
Wenn dagegen die Überprüfung in Schritt S220 ergibt, dass der in der Signalanalyseeinheit 130 berechnete Änderungsbetrag des Maximalwerts gleich oder kleiner als der vorgegebene Referenzänderungsbetrag ist, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140 in Schritt S224, dass der am Fahrzeug montierte Reifen einen normalen Druck aufweist.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Signalerfassungseinheit 110 erfasst in Schritt S302 ein Radgeschwindigkeitssignal eines Fahrzeugs.
In Schritt S304 korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 120 einen Fehler des in der Signalerfassungseinheit 110 erfassten Radgeschwindigkeitssignals.
Die Signalverarbeitungseinheit 120 interpoliert in Schritt S306 das in der Signalerfassungseinheit 110 erfasste Radgeschwindigkeitssignal durch eine feste Zeit.
In Schritt S308 führt die Signalverarbeitungseinheit 120 eine Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend einem vorgegebenen Frequenzbereich durch.
In Schritt S310 berechnet die Signalanalyseeinheit 130 eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen während der vorgegebenen Periode.
Hierbei überprüft die Signalanalyseeinheit 130 in Schritt S312 einen Frequenzbereich, in dem die in der Signalverarbeitungseinheit 120 berechnete Frequenz enthalten ist.
Anschließend erhöht die Signalanalyseeinheit 130 in Schritt S314 die Zählung des überprüften Frequenzbereichs um eins.
Danach wählt die Signalanalyseeinheit 130 in Schritt S316 eine Frequenz mit einer Maximalzählung unter den Frequenzbereichszählungen des Nulldurchgangs, in denen die in der Signalverarbeitungseinheit 120 berechnete Frequenz enthalten ist, als Spitzenfrequenz aus.
In Schritt S318 überprüft die Niederdruckermittlungseinheit 140, ob die in der Signalanalyseeinheit 130 ausgewählte Spitzenfrequenz niedriger als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist.
Wenn die Überprüfung in Schritt S318 ergibt, dass die in der Signalanalyseeinheit 130 ausgewählte Spitzenfrequenz niedriger als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140 in Schritt S320, dass der am Fahrzeug montierte Reifen einen niedrigen Druck aufweist.
Wenn dagegen die Überprüfung in Schritt S318 ergibt, dass die in der Signalanalyseeinheit 130 ausgewählte Spitzenfrequenz gleich oder höher als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140 in Schritt S322, dass der am Fahrzeug montierte Reifen einen normalen Druck aufweist.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Signalerfassungseinheit 110 erfasst in Schritt S402 ein Radgeschwindigkeitssignal eines Fahrzeugs.
In Schritt S404 korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 120 einen Fehler des in der Signalerfassungseinheit 110 erfassten Radgeschwindigkeitssignals.
Die Signalverarbeitungseinheit 120 interpoliert in Schritt S406 das in der Signalerfassungseinheit 110 erfasste Radgeschwindigkeitssignal durch eine feste Zeit.
In Schritt S408 führt die Signalverarbeitungseinheit 120 eine Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend einem vorgegebenen Frequenzbereich durch.
In Schritt S410 berechnet die Signalanalyseeinheit 130 eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen während der vorgegebenen Periode.
In Schritt S412 überprüft die Signalanalyseeinheit 130, ob der Maximalwert des aktuellen Radgeschwindigkeitssignals kleiner als der Maximalwert des vorherigen Radgeschwindigkeitssignals ist.
Wenn die Überprüfung in Schritt S412 ergibt, dass der Maximalwert des aktuellen Radgeschwindigkeitssignals kleiner als der Maximalwert des vorherigen Radgeschwindigkeitssignals ist, wählt die Signalanalyseeinheit 130 in Schritt S414 den Maximalwert des vorherigen Radgeschwindigkeitssignals als Maximalwert aus.
Wenn dagegen die Überprüfung in Schritt S412 ergibt, dass der Maximalwert des aktuellen Radgeschwindigkeitssignals gleich oder größer als der Maximalwert des vorherigen Radgeschwindigkeitssignals ist, wählt die Signalanalyseeinheit 130 in Schritt S416 den Maximalwert des aktuellen Radgeschwindigkeitssignals als Maximalwert aus.
In Schritt S418 akkumuliert und mittelt die Signalanalyseeinheit 130 Maximalwerte, um einen akkumulierten Mittelwert des Maximalwerts zu berechnen.
Hiebei berechnet die Signalanalyseeinheit 130 in Schritt S420 einen Mittelwert der Maximalwerte eines Frequenzbereichs, in dem die in der Signalverarbeitungseinheit 120 berechnete Frequenz enthalten ist.
Anschließend wählt die Signalanalyseeinheit 130 in Schritt S422 die höchste Frequenz unter den Mittelwerten der Maximalwerte als Spitzenfrequenz aus.
In Schritt S424 überprüft die Niederdruckermittlungseinheit 140, ob die in der Signalanalyseeinheit 130 ausgewählte Spitzenfrequenz niedriger als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist.
Wenn die Überprüfung in Schritt S424 ergibt, dass die in der Signalanalyseeinheit 130 ausgewählte Spitzenfrequenz niedriger als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140 in Schritt S426, dass der am Fahrzeug montierte Reifen einen niedrigen Druck aufweist.
Wenn dagegen die Überprüfung in Schritt S424 ergibt, dass die in der Signalanalyseeinheit 130 ausgewählte Spitzenfrequenz gleich oder höher als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, ermittelt die Niederdruckermittlungseinheit 140 in Schritt S428, dass der am Fahrzeug montierte Reifen einen normalen Druck aufweist.
5 ist eine beispielhafte Darstellung eines Radgeschwindigkeitssignals von Reifen mit Niederdruck und Normaldruck, das bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
In 5 sind ein Radgeschwindigkeitssignal 501 des Reifens mit Normaldruck und ein Radgeschwindigkeitssignal 502 eines Reifens mit Niederdruck dargestellt.
Bei einer Änderung des normalen Drucks des Reifens in einen niedrigen Druck hat die Frequenz die Tendenz abzunehmen. Im Falle der Spitzenfrequenz ist die Spitzenfrequenz des Radgeschwindigkeitssignals 502 des Reifens mit Niederdruck geringer als die Spitzenfrequenz des Radgeschwindigkeitssignals 501 des Reifens mit Normaldruck. Ein Gesamtfrequenzbereich des Radgeschwindigkeitssignals 502 des Reifens mit Niederdruck ähnelt demjenigen des Radgeschwindigkeitssignals 501 des Reifens mit Normaldruck. Im Vergleich zur Frequenz des Radgeschwindigkeitssignals 501 des Reifens mit Normaldruck nimmt der Frequenzwert jedoch insgesamt ab.
Bei einer Änderung des normalen Drucks des Reifens in einen niedrigen Druck nimmt die Frequenz ab, die Verstärkung hat jedoch die Tendenz zuzunehmen.
Im Falle des Maximalwerts des Radgeschwindigkeitssignals ist der Maximalwert des Radgeschwindigkeitssignals 502 des Reifens mit Niederdruck größer als der Maximalwert des Radgeschwindigkeitssignals 501 des Reifens mit Normaldruck. Ein Gesamtfrequenzbereich des Radgeschwindigkeitssignals 502 des Reifens mit Niederdruck ähnelt demjenigen des Radgeschwindigkeitssignals 501 des Reifens mit Normaldruck. Im Vergleich zur Verstärkung des Radgeschwindigkeitssignals 501 des Reifens mit Normaldruck nimmt der Signalwert jedoch insgesamt zu.
6 ist eine beispielhafte Darstellung eines mit einem Bandpass gefilterten sequenziellen Signals, das bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angelegt wird.
Die Signalverarbeitungseinheit 120 führt die Bandpassfilterung des Radgeschwindigkeitssignals durch, und die mit einem Bandpass gefilterte Radgeschwindigkeit wird durch eine feste Zeit interpoliert. Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 120 interpoliert das Radgeschwindigkeitssignal durch das feste Signal, um das Radgeschwindigkeitssignal zu jeder festen Zeit abzutasten. Die zu jeder festen Zeit abgetasteten Werte können zur Berechnung des Maximalwerts oder zur Zählung des Frequenzbereichs verwendet werden. Das mit einem Bandpass gefilterte sequenzielle Signal ist hierbei durch eine feste Anzahl unterteilt.
Wie in 6 dargestellt, kann die Signalanalyseeinheit 130 einen Maximalwert des vorherigen Radgeschwindigkeitssignals und einen Maximalwert des aktuellen Radgeschwindigkeitssignals unter Verwendung des Nulldurchgangs berechnen.
Des Weiteren berechnet die Signalanalyseeinheit 130 eine Frequenz für eine Periode unter Verwendung einer Zeit für die eine Periode. Eine Periode entspricht hierbei der Anzahl von festen Zeitschlitzen.
7 ist eine beispielhafte Darstellung eines Änderungsbetrags eines Maximalwerts eines Niederdrucks und eines Normaldrucks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt einen Mittelwert von Maximalwerten auf einer Zeitachse in Bezug auf das Radgeschwindigkeitssignal des Reifens mit Niederdruck gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Signalanalyseeinheit 130 berechnet einen Änderungsbetrag des Maximalwerts, indem sie den Maximalwert des Radgeschwindigkeitssignals des Reifens mit Niederdruck und einen Maximalwert eines vorgegebenen Normaldrucks vergleicht. Der Mittelwert der Maximalwerte des Reifens mit Niederdruck und der Mittelwert der Maximalwerte des Reifens mit Normaldruck verändern sich hierbei.
In diesem Fall vergleicht die Signalanalyseeinheit 130 den berechneten mittleren Maximalwert mit einem mittleren Maximalwert des vorgegebenen Normaldrucks, um einen Änderungsbetrag des Maximalwerts zu berechnen. Zum Beispiel subtrahiert die Signalanalyseeinheit 130 den Maximalwert des Radgeschwindigkeitssignals des Reifens mit Niederdruck vom Maximalwert des vorgegebenen Normaldrucks, um den Änderungsbetrag des Maximalwerts zu berechnen.
Die Niederdruckermittlungseinheit 140 ermittelt, dass es sich beim Druck um einen Niederdruck handelt, wenn der Änderungsbetrag des Maximalwerts den vorgegebenen Referenzänderungsbetrag überschreitet, während sie den Änderungsbetrag des in der Signalanalyseeinheit 130 berechneten Maximalwerts, der sich flexibel ändert, kontrolliert. In diesem Fall wird der Einfluss einer Verstärkung des Reifens mit Niederdruck genutzt, die im Vergleich zur Verstärkung des Reifens mit Normaldruck zunimmt.
8 ist eine beispielhafte Darstellung einer Zählung innerhalb eines Nulldurchgang-Frequenzbereichs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In 8 ist eine Zählung des Frequenzbereichs des Nulldurchgangs in Bezug auf den Gesamtfrequenzbereich der Reifen mit Niederdruck und Normaldruck gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Der Gesamtfrequenzbereich beträgt 38,5 Hz bis 49 Hz. Der Gesamtfrequenzbereich ist durch eine Einheitsfrequenz von 0,5 Hz unterteilt. Die Einheitsfrequenz ist hierbei nicht auf eine bestimmte Frequenz beschränkt.
Die Signalanalyseeinheit 130 überprüft den Frequenzbereich des Nulldurchgangs, in dem die Frequenz enthalten ist, die in dem durch eine Einheitsfrequenz von 0,5 Hz unterteilten Gesamtfrequenzbereich berechnet wird, um die Frequenzbereichszählung zu erhöhen.
Bei der Überprüfung der Frequenzcharakteristik des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals des Reifens mit Normaldruck nimmt die Zählung des Frequenzbereiches ab einer Frequenz von 38,5 Hz sanft zu. Danach weist die Spitzenfrequenz eine Spitzenfrequenz im Frequenzbereich von 45 Hz bis 46,5 Hz auf. Anschließend nimmt die Zählung des Frequenzbereichs nach der Spitzenfrequenz stark ab.
Bei der Überprüfung der Frequenzcharakteristik des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals des Reifens mit Niederdruck nimmt dagegen die Zählung des Frequenzbereiches ab einer Frequenz von 38,5 Hz stark zu. Danach weist die Spitzenfrequenz eine Spitzenfrequenz im Frequenzbereich von 41,5 Hz bis 42 Hz auf. Das heißt, die Frequenz des Reifens mit Niederdruck weist einen Frequenzwert auf, der im Vergleich zur Frequenz des Reifens mit Normaldruck abnimmt. Anschließend nimmt die Zählung des Frequenzbereichs nach der Spitzenfrequenz sanft ab.
Nach mehrfachem Erhöhen der Zählung des Frequenzbereichs weist die Zählung des Frequenzbereichs des Reifens mit Normaldruck einen Maximalwert im Frequenzbereich von 45 Hz bis 46,5 Hz auf.
Dagegen weist die Zählung des Frequenzbereichs des Reifens mit Niederdruck nach mehrfachem Erhöhen der Zählung des Frequenzbereichs einen Maximalwert im Frequenzbereich von 41,5 Hz bis 42 Hz auf.
Wie vorstehend beschrieben, wählt die Signalanalyseeinheit 130 gemäß 9 den Frequenzbereich von 45 Hz bis 46,5 Hz als Spitzenfrequenz des Reifens mit Normaldruck und den Frequenzbereich von 41,5 Hz bis 42 Hz als Spitzenfrequenz des Reifens mit Niederdruck aus.
In 9 ist ein Mittelwert von Maximalwerten des Nulldurchgangs in Bezug auf den Gesamtfrequenzbereich der Reifen mit Niederdruck und Normaldruck gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Der Gesamtfrequenzbereich beträgt 38,5 Hz bis 49 Hz. Der Gesamtfrequenzbereich ist durch eine Einheitsfrequenz von 0,5 Hz unterteilt. Die Einheitsfrequenz ist hierbei nicht auf eine bestimmte Frequenz beschränkt.
Die Signalanalyseeinheit 130 überprüft den Frequenzbereich des Nulldurchgangs, in dem die Frequenz enthalten ist, die in dem durch eine Einheitsfrequenz von 0,5 Hz unterteilten Gesamtfrequenzbereich berechnet wird, um einen Mittelwert der Maximalwerte des Frequenzbereichs zu berechnen.
Bei der Überprüfung der Mittelwertcharakteristik des Maximalwerts des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals des Reifens mit Normaldruck steigt der Mittelwert des Maximalwerts ab einer Frequenz von 38,5 Hz sanft an. Danach weist die Spitzenfrequenz den größten Mittelwert von Maximalwerten im Frequenzbereich von 45 Hz bis 46,5 Hz auf. Anschließend nimmt der Mittelwert des Maximalwerts nach der Spitzenfrequenz stark ab.
Bei der Überprüfung der Mittelwertcharakteristik des Maximalwerts des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals des Reifens mit Niederdruck steigt dagegen der Mittelwert des Maximalwerts ab einer Frequenz von 38,5 Hz stark an. Danach weist die Spitzenfrequenz den größten Mittelwert des Maximalwerts im Frequenzbereich von 41,5 Hz bis 42 Hz auf. Das heißt, die Frequenz des Reifens mit Niederdruck weist einen Spitzenfrequenzwert auf, der höher als die Frequenz des Reifens mit Normaldruck ist. Anschließend nimmt der Mittelwert des Maximalwerts nach der Spitzenfrequenz sanft ab.
Nach mehrfachem Anstieg des Mittelwerts des Maximalwerts weist die Zählung des Frequenzbereichs des Reifens mit Normaldruck den größten Mittelwert eines Maximalwerts im Frequenzbereich von 45 Hz bis 46,5 Hz auf.
Dagegen weist die Zählung des Frequenzbereichs des Reifens mit Niederdruck nach mehrfachem Anstieg der Zählung des Frequenzbereichs den größten Mittelwert des Maximalwerts im Frequenzbereich von 41,5 Hz bis 42 Hz auf.
Wie vorstehend beschrieben, wählt die Signalanalyseeinheit 130 gemäß 9 den Frequenzbereich von 45 Hz bis 46,5 Hz als Spitzenfrequenz des Reifens mit Normaldruck und den Frequenzbereich von 41,5 Hz bis 42 Hz als Spitzenfrequenz des Reifens mit Niederdruck aus.
Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass die oben beschriebene vorliegende Erfindung durch andere konkrete Ausgestaltungen verwirklicht werden kann, ohne von deren technischem Sinngehalt oder wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Daher sind die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die nachstehend beschriebenen Ansprüche und nicht durch die ausführliche Beschreibung wiedergegeben. Der Sinngehalt und Umfang der Ansprüche sowie sämtliche aus deren Äquivalenten abgeleiteten Änderungen oder abgewandelten Formen sind dahingehend auszulegen, dass sie unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in der Patentschrift und den Zeichnungen offenbart, in denen spezifische Begriffe verwendet werden. Trotz der Verwendung spezifischer Begriffe werden diese in einer allgemeinen Bedeutung verwendet, um den technischen Inhalt der vorliegenden Erfindung einfach darzulegen und dazu beizutragen, die Erfindung zu verstehen. Dies schränkt jedoch nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung ein. Für den Fachmann ist es naheliegend, dass neben dem offenbarten Ausführungsbeispiel Abwandlungen zulässig sind, die auf dem technischen Sinngehalt der vorliegenden Erfindung basieren.
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

KR 10-2015-0104763 [0001]

Claims

Verfahren zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs, umfassend: Erfassen eines Radgeschwindigkeitssignals eines Fahrzeugs; Interpolieren des erhaltenen Radgeschwindigkeitssignals durch eine feste Zeit; Berechnen eines Maximalwerts des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals unter Verwendung eines Zeitbereichs des Nulldurchgangs; Berechnen eines Änderungsbetrags des Maximalwerts durch Vergleichen des Maximalwerts des berechneten Radgeschwindigkeitssignals und des Maximalwerts des vorgegebenen Normaldrucks; und Ermitteln eines niedrigen Drucks eines an einem Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung des berechneten Änderungsbetrags des Maximalwerts.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: Korrigieren eines Fehlers des erfassten Radgeschwindigkeitssignals.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: Durchführen einer Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend dem vorgegebenen Frequenzbereich.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Berechnung eines Maximalwerts ein Wert an einem Wendepunkt, an dem ein aktueller Wert eines Radgeschwindigkeitssignals kleiner als ein vorheriger Wert eines Radgeschwindigkeitssignals innerhalb eines Zeitbereichs des Nulldurchgangs ist, als Maximalwert ausgewählt wird und ein Mittelwert des ausgewählten Maximalwerts in Echtzeit berechnet wird, um den mittleren Maximalwert zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei bei der Berechnung eines Änderungsbetrags des Maximalwerts der berechnete mittlere Maximalwert mit dem mittleren Maximalwert des vorgegebenen Normaldrucks verglichen wird, um den Änderungsbetrag des Maximalwerts zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn bei der Ermittlung eines niedrigen Drucks der berechnete Änderungsbetrag des Maximalwerts gleich oder kleiner als der vorgegebene Referenzänderungsbetrag ist, ermittelt wird, dass der Reifen einen normalen Druck aufweist, und wenn der berechnete Änderungsbetrag des Maximalwerts den vorgegebenen Referenzänderungsbetrag überschreitet, ermittelt wird, dass der Reifen einen niedrigen Druck aufweist.
Verfahren zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs, umfassend: Erfassen eines Radgeschwindigkeitssignals eines Fahrzeugs; Interpolieren des erhaltenen Radgeschwindigkeitssignals durch eine feste Zeit; Berechnen einer Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals; Auswählen einer Spitzenfrequenz unter Verwendung einer Frequenzbereichszählung des Nulldurchgangs, in der die berechnete Frequenz enthalten ist; und Ermitteln eines niedrigen Drucks eines an einem Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung der ausgewählten Spitzenfrequenz.
Verfahren nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend: Korrigieren eines Fehlers des erfassten Radgeschwindigkeitssignals.
Verfahren nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend: Durchführen einer Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend dem vorgegebenen Frequenzbereich.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei bei der Berechnung einer Frequenz die Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals während der vorgegebenen Periode berechnet wird, um eine Störgröße zu beseitigen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei bei der Auswahl einer Spitzenfrequenz eine Zählung des Frequenzbereichs erhöht wird, indem der Frequenzbereich des Nulldurchgangs, in dem die berechnete Frequenz enthalten ist, überprüft und ein Frequenzbereich mit einer Maximalzählung unter den erhöhten Frequenzbereichszählungen als Spitzenfrequenz ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei, wenn bei der Ermittlung eines niedrigen Drucks die ausgewählte Spitzenfrequenz gleich oder höher als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, ermittelt wird, dass der Reifen einen normalen Druck aufweist, und wenn die ausgewählte Spitzenfrequenz niedriger als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, ermittelt wird, dass der Reifen einen niedrigen Druck aufweist.
Verfahren zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs, umfassend: Erfassen eines Radgeschwindigkeitssignals eines Fahrzeugs; Interpolieren des erhaltenen Radgeschwindigkeitssignals durch eine feste Zeit; Berechnen einer Frequenz unter Verwendung einer Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals; Berechnen eines Maximalwerts innerhalb eines Frequenzbereichs des Nulldurchgangs des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals; Auswählen einer Spitzenfrequenz unter Verwendung eines Maximalwerts innerhalb eines Frequenzbereichs des Nulldurchgangs, in dem die berechnete Frequenz enthalten ist; und Ermitteln eines niedrigen Drucks eines an einem Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung der ausgewählten Spitzenfrequenz.
Verfahren nach Anspruch 13, des Weiteren umfassend: Korrigieren eines Fehlers des erfassten Radgeschwindigkeitssignals.
Verfahren nach Anspruch 13, des Weiteren umfassend: Durchführen einer Bandpassfilterung des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals entsprechend dem vorgegebenen Frequenzbereich.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei bei der Berechnung einer Frequenz die Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals während der vorgegebenen Periode berechnet wird, um eine Störgröße zu beseitigen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei bei der Berechnung eines Maximalwerts ein Wert an einem Wendepunkt, an dem ein aktueller Wert eines Radgeschwindigkeitssignals kleiner als ein vorheriger Wert eines Radgeschwindigkeitssignals innerhalb eines Frequenzbereichs des Nulldurchgangs ist, als Maximalwert ausgewählt wird und der ausgewählte Maximalwert akkumuliert und gemittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei bei der Auswahl einer Spitzenfrequenz die Maximalwerte innerhalb des Frequenzbereichs des Nulldurchgangs, in dem die berechnete Frequenz enthalten ist, gemittelt werden und eine Frequenz, die den größten Wert unter den Mittelwerten des Maximalwerts aufweist, als Spitzenfrequenz ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei, wenn bei der Ermittlung eines niedrigen Drucks die ausgewählte Spitzenfrequenz gleich oder höher als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, der Druck als Normaldruck ermittelt wird, und wenn die ausgewählte Spitzenfrequenz niedriger als die vorgegebene Spitzenfrequenz ist, der Druck als Niederdruck ermittelt wird.
Vorrichtung zur Reifendruckkontrolle unter Verwendung eines Nulldurchgangs, umfassend: eine Signalerfassungseinheit 110, die ein Radgeschwindigkeitssignal eines Fahrzeugs erfasst; eine Signalverarbeitungseinheit 120, die das erhaltene Radgeschwindigkeitssignal durch eine feste Zeit interpoliert; eine Signalanalyseeinheit 130, die einen Maximalwert des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals unter Verwendung eines Zeitbereichs des Nulldurchgangs berechnet oder eine Frequenz unter Verwendung der Anzahl von Zeitschlitzen des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals berechnet und einen Änderungsbetrag des Maximalwerts berechnet oder eine Spitzenfrequenz auswählt unter Verwendung des berechneten Maximalwerts oder der Frequenz des Radgeschwindigkeitssignals; und eine Niederdruckermittlungseinheit 140, die einen niedrigen Druck eines an einem Fahrzeug montierten Reifens unter Verwendung des berechneten Änderungsbetrags des Maximalwerts oder der ausgewählten Spitzenfrequenz ermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Signalanalyseeinheit 130 den Maximalwert des berechneten Radgeschwindigkeitssignals mit dem Maximalwert des vorgegebenen Normaldrucks vergleicht, um den Änderungsbetrag des Maximalwerts zu berechnen.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Signalanalyseeinheit 130 eine Spitzenfrequenz unter Verwendung einer Frequenzbereichszählung des Nulldurchgangs, in der die berechnete Frequenz enthalten ist, auswählt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Signalanalyseeinheit 130 den Maximalwert innerhalb des Frequenzbereichs des Nulldurchgangs des interpolierten Radgeschwindigkeitssignals berechnet und die Spitzenfrequenz unter Verwendung des Maximalwerts im Frequenzbereich des Nulldurchgangs, in dem die berechnete Frequenz enthalten ist, auswählt.