DE102019110805B4 - Method for determining an actual tire size of the tires of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer tatsächlichen Reifengröße der Reifen eines Fahrzeuges, wobei die tatsächliche Reifengröße des Fahrzeuges während der Fahrt des Fahrzeuges mithilfe eines GPS-Signales ermittelt wird, indem eine Summe aus der von dem Fahrzeug gefahrenen Distanz und einer Genauigkeit des GPS-Signales durch die Anzahl der Umdrehungszahl der Räder geteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Reifengröße in Abhängigkeit von einer Spurbewertung bei einem Spurwechsel des Fahrzeuges ermittelt wird, wobei ein Fehler zwischen einer realen und einer angenäherten Fahrstrecke bei einem Spurwechsel bei der Ermittlung der tatsächlichen Reifengröße berücksichtigt wird.Method for determining an actual tire size of the tires of a vehicle, the actual tire size of the vehicle being determined while the vehicle is traveling with the aid of a GPS signal by adding a sum of the distance traveled by the vehicle and an accuracy of the GPS signal by the number the number of revolutions of the wheels is divided, characterized in that the actual tire size is determined as a function of a lane evaluation when the vehicle changes lanes, an error between a real and an approximate driving distance when changing lanes is taken into account when determining the actual tire size.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer tatsächlichen Reifengröße der Reifen eines Fahrzeuges.The invention relates to a method for determining an actual tire size of the tires of a vehicle.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2016 212 766 A1 offenbart Verfahren zur Ermittlung des Reifenumfangs eines Reifens eines Fahrzeugs. Die Offenlegungsschrift DE 10 2014 216 344 A1 offenbart Verfahren zur Ermittlung des Reifenradius eines Reifens eines Fahrzeugs.The disclosure document DE 10 2016 212 766 A1 discloses methods for determining the tire circumference of a tire of a vehicle. The disclosure document DE 10 2014 216 344 A1 discloses methods for determining the tire radius of a tire of a vehicle.

Es ist bekannt, dass in der Wintersaison andere Reifen benutzt werden als in der Sommersaison. Diese Reifen können sich in der Fahrzeuggröße unterscheiden. Daher ist eine auf einem Armaturenbrett des Fahrzeuges angezeigte Fahrzeuggeschwindigkeit, die auf einer Standardreifengröße berechnet wird, nicht immer korrekt.It is known that different tires are used in the winter season than in the summer season. These tires can differ in vehicle size. Therefore, a vehicle speed displayed on an instrument panel of the vehicle calculated on a standard tire size is not always correct.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung einer tatsächlichen Reifengröße der Reifen eines Fahrzeuges anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method for determining an actual tire size of the tires of a vehicle.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method according to the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe also dadurch gelöst, dass die tatsächliche Reifengröße des Fahrzeuges während der Fahrt des Fahrzeuges mithilfe eines GPS-Signales ermittelt wird, indem eine Summe aus der von dem Fahrzeug gefahrenen Distanz und einer Genauigkeit des GPS-Signales durch die Anzahl der Umdrehungszahl der Räder geteilt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die tatsächliche Reifengröße in Abhängigkeit von einer Spurbewertung, die Spurwechsel des Fahrzeuges ermittelt, ermittelt wird, wobei ein Fehler zwischen einer realen und einer angenäherten Fahrstrecke bei einem Spurwechsel bei der Ermittlung der tatsächlichen Reifengröße berücksichtigt wird.According to the invention, the object is thus achieved in that the actual tire size of the vehicle is determined while the vehicle is in motion with the aid of a GPS signal by adding a sum of the distance traveled by the vehicle and an accuracy of the GPS signal by the number of revolutions of the Wheels is shared. It is provided that the actual tire size is determined as a function of a lane evaluation that determines the lane change of the vehicle, an error between a real and an approximate driving route during a lane change being taken into account when determining the actual tire size.

Dies hat den Vorteil, dass die reale Reifengröße ohne ein qualitativ hochwertiges Messsystem ermittelt wird, da GPS-Systeme heute in allen Fahrzeugen enthalten sind. Die vorgeschlagene Lösung beruht somit nur auf einem Softwareeinsatz, wodurch die Kosten für die Bestimmung der Reifengröße reduziert werden.This has the advantage that the real tire size is determined without a high-quality measuring system, since GPS systems are now included in all vehicles. The proposed solution is therefore based only on the use of software, as a result of which the costs for determining the tire size are reduced.

Vorteilhafterweise wird mit der tatsächlichen Reifengröße eine im Fahrzeug abgespeicherte Reifengröße automatisch korrigiert. Durch diese Korrektur steht vielen im Fahrzeug vorhandenen Fahrerassistenzsystemen bzw. Sicherheitssystemen die korrekte Reifengröße zur Verfügung, wodurch das Fahrzeug zuverlässig gesteuert werden kann.A tire size stored in the vehicle is advantageously corrected automatically with the actual tire size. As a result of this correction, many driver assistance systems or safety systems in the vehicle have the correct tire size available, which means that the vehicle can be reliably controlled.

In einer Ausgestaltung wird die abgespeicherte Reifengröße durch die tatsächliche Reifengröße ersetzt, wenn eine Differenz zwischen der abgespeicherten und der tatsächlichen Reifengröße einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Durch die Wahl des Grenzwertes wird sichergestellt, dass die zwei Reifengrößen deutlich zu unterscheiden sind.In one embodiment, the stored tire size is replaced by the actual tire size if a difference between the stored and the actual tire size exceeds a predetermined limit value. The choice of the limit value ensures that the two tire sizes can be clearly distinguished.

In einer Variante wird mit der tatsächlichen Reifengröße eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt. Die Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit basiert auf der Motordrehzahl, dem Reifenradius und anderen Parametern. Durch den Ersatz der vorgegebenen Reifengröße durch die tatsächlich ermittelte Reifengröße wird die Fahrzeuggeschwindigkeit immer korrekt ermittelt und somit den Assistenz- und Sicherheitssystemen korrekt zur Verfügung gestellt und auch dem Fahrer im Armaturenbrett korrekt angezeigt.In one variant, a current driving speed of the vehicle is determined using the actual tire size. The determination of the vehicle speed is based on the engine speed, the tire radius and other parameters. By replacing the specified tire size with the actually determined tire size, the vehicle speed is always correctly determined and thus correctly made available to the assistance and safety systems and also correctly displayed to the driver on the dashboard.

In einer Ausführungsform wird vor der Bestimmung der tatsächlichen Reifengröße das GPS-Signal auf Vorhandensein einer vorgegebenen Genauigkeit geprüft. Je genauer das GPS-Signal umso genauer lässt sich die Reifengröße ermitteln.In one embodiment, the GPS signal is checked for the presence of a predetermined accuracy before the actual tire size is determined. The more precise the GPS signal, the more precisely the tire size can be determined.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die tatsächliche Reifengröße in Abhängigkeit einer Genauigkeit eines Geschwindigkeitssensors bestimmt.In a further embodiment, the actual tire size is determined as a function of the accuracy of a speed sensor.

Vorteilhafterweise wird die tatsächliche Reifengröße in Abhängigkeit einer Lastdifferenz auf den Reifen ermittelt. Dies ist von besonderer Bedeutung, da die realen Reifenverformungsänderungen von der Laständerung und anfänglichen Verformungen abhängen. Somit lassen sich auch Verformungen der Reifen aufgrund unterschiedlicher Beladungen des Fahrzeuges bei der Bestimmung der Reifengröße berücksichtigen, wodurch die Genauigkeit der Reifengröße bei der Bestimmung verbessert wird.The actual tire size is advantageously determined as a function of a load difference on the tires. This is of particular importance since the real tire deformation changes depend on the load change and initial deformations. Deformations of the tires due to different loads on the vehicle can thus also be taken into account when determining the tire size, as a result of which the accuracy of the tire size in the determination is improved.

Erfindungsgemäß wird also die tatsächliche Reifengröße in Abhängigkeit von einer Spurbewertung bei einem Spurwechsel des Fahrzeuges ermittelt. Mittels der Spurbewertung wird die gefahrene Entfernung des Fahrzeuges berücksichtigt, um die Auswertung des GPS auf die Reifengröße zu verbessern.According to the invention, the actual tire size is determined as a function of a lane evaluation when the vehicle changes lanes. The distance traveled by the vehicle is taken into account by means of the lane evaluation in order to improve the evaluation of the GPS on the tire size.

In einer Ausführungsform wird bei der Spurbewertung ein Bewertungsfehler berücksichtigt. Dieser Bewertungsfehler muss möglichst klein sein, damit er bei der Bestimmung der Reifengröße zuverlässig eingeht.In one embodiment, an evaluation error is taken into account in the lane evaluation. This evaluation error must be as small as possible so that it is reliably included when determining the tire size.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention allows numerous embodiments. One of these will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.

Es zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuges zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3 eine Prinzipdarstellung für die Bestimmung eines Spurwechsels,
  • 4 eine Prinzipdarstellung zur Bestimmung einer Deformation des Fahrzeugreifens,
  • 5 ein Ausführungsbeispiel der Abhängigkeit eines Fehlers in Abhängigkeit von der Reifengröße.
Show it:
  • 1 an embodiment of a vehicle for carrying out the method according to the invention,
  • 2 an embodiment of the method according to the invention,
  • 3 a schematic diagram for determining a lane change,
  • 4th a schematic diagram for determining a deformation of the vehicle tire,
  • 5 an embodiment of the dependency of an error as a function of the tire size.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuges zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Steuereinheit 2, welche mit einem GPS-Empfänger 3 gekoppelt ist. Darüber hinaus ist die Steuereinheit 2 mit einem Drehzahlsensor 4 zur Bestimmung der Raddrehzahlen gekoppelt. In dem Steuergerät 2 ist eine Reifengrößen-Ermittlungseinheit 5 angeordnet, die mit einer FahrzeuggeschwindigkeitsBestimmungseinheit 6 gekoppelt ist. Darüber hinaus sind beide Einheiten 5 und 6 mit einer Speichereinheit 7 verbunden.In 1 shows an embodiment of a vehicle for performing the method according to the invention. The vehicle 1 includes a control unit 2 which with a GPS receiver 3 is coupled. In addition, the control unit 2 with a speed sensor 4th coupled to determine the wheel speeds. In the control unit 2 is a tire size determining unit 5 arranged with a vehicle speed determination unit 6th is coupled. In addition, both are units 5 and 6th with a storage unit 7th connected.

Im Zusammenhang mit 2 soll ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden. In Block 100 wird die Qualität des von dem GPS-Empfänger 2 empfangenen GPS-Signales geschätzt und die Verkehrsbedingungen eingeschätzt. Im Block 110 wird geprüft, ob alle Bedingungen den Vorgaben entsprechen. Ist dies nicht der Fall, so wird zum Block 100 zurückgegangen. Liegen alle Bedingungen ordnungsgemäß vor, so wird im Block 120 in der Reifengrößen-Ermittlungseinheit 5 das implementierte Realzeitprogramm gestartet. Damit wird im Block 130 die tatsächliche Reifengröße Rcal des Fahrzeuges 1 berechnet. Anschließend wird der Betrag einer Differenz zwischen der tatsächlich ermittelten Reifengröße Rcal und einer vorgegebenen Reifengröße Rcurrent, die in der Speichereinheit 7 abgespeichert ist, gebildet. Der Betrag dieser Differenz wird im Block 140 mit einem vorgegebenen Schwellwert β verglichen. Ist diese Betragsdifferenz größer als der Schwellwert β, wird zum Block 150 übergegangen, wo die ermittelte tatsächliche Reifengröße Rcal anstelle der aktuell abgespeicherten Reifengröße Rcurrent in der Speichereinheit 7 abgelegt wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungseinheit 6 ermittelt nun die Fahrzeuggeschwindigkeit mit der neuen tatsächlich ermittelten Reifengröße Rcal. Anschließend wird das Realzeitprogramm beendet. Eine Beendigung des Programmes im Block 160 erfolgt auch, wenn der Betrag der Reifengrößendifferenz, der im Block 140 bestimmt wird, kleiner ist als der Schwellwert.In connection with 2 an embodiment of the method according to the invention is to be explained. In block 100 the quality of the from the GPS receiver 2 received GPS signal estimated and estimated the traffic conditions. In block 110 it is checked whether all conditions correspond to the specifications. If this is not the case, a return is made to block 100. If all the conditions are properly present, then in block 120 the tire size determination unit 5 the implemented real-time program started. The actual tire size R cal of the vehicle thus becomes in block 130 1 calculated. Subsequently, the amount of a difference between the actually determined tire size R cal and a predetermined tire size R current stored in the memory unit 7th is stored, formed. The amount of this difference is compared in block 140 with a predetermined threshold value β. If this difference in amount is greater than the threshold value β, there is a transition to block 150, where the determined actual tire size R cal instead of the currently stored tire size R current in the memory unit 7th is filed. The vehicle speed determination unit 6th now determines the vehicle speed with the new actually determined tire size R cal . The real-time program is then ended. The program is also terminated in block 160 if the amount of the tire size difference determined in block 140 is less than the threshold value.

Das Realzeitprogramm zur Ermittlung der tatsächlichen Reifengröße Rcal soll im Weiteren näher erläutert werden. Im Allgemeinen gibt es viele Einflussquellen für die Berechnung der Reifengröße. Einige von ihnen, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit, sind sehr klein und können daher unberücksichtigt bleiben. Andere Auswirkungen wie die Genauigkeit eines Geschwindigkeitssensors, die GPS-Genauigkeit, eine Lastdifferenz und ein Schätzfehler bei einem Spurwechsel werden bei der Berechnung berücksichtigt. Die Reifengröße Rcal wird wie folgt berechnet: R c a l = S + ε G P S + n ε C L 2 π N ( 1 + ε N ) + Δ R F L

Figure DE102019110805B4_0001
The real-time program for determining the actual tire size R cal will be explained in more detail below. In general, there are many sources of influence on the calculation of the tire size. Some of them, such as temperature and humidity, are very small and can therefore be disregarded. Other effects such as the accuracy of a speed sensor, the GPS accuracy, a load difference and an estimation error when changing lanes are taken into account in the calculation. The tire size R cal is calculated as follows: R. c a l = S. + ε G P. S. + n ε C. L. 2 π N ( 1 + ε N ) + Δ R. F. L.
Figure DE102019110805B4_0001

Diese Gleichung 1 ist in Gleichung 2 vereinfacht. R c a l = S 2 π N 1 1 + ε N ( 1 + ε G P S S + n ε C L S ) + Δ R F L

Figure DE102019110805B4_0002
This equation 1 is simplified in equation 2. R. c a l = S. 2 π N 1 1 + ε N ( 1 + ε G P. S. S. + n ε C. L. S. ) + Δ R. F. L.
Figure DE102019110805B4_0002

Die Umdrehungszahl N wird mithilfe der Näherungsgleichung 3 linearisiert. 1 1 + ε N 1 ε N

Figure DE102019110805B4_0003
The number of revolutions N is calculated using the approximate equation 3 linearized. 1 1 + ε N 1 - ε N
Figure DE102019110805B4_0003

Es ergibt sich: R c a l = S 2 π N ( 1 ε N ) ( 1 + ε G P S S + n ε C L S ) + Δ R F L

Figure DE102019110805B4_0004
R c a l = S 2 π N ( 1 ε N + ε G P S S ε N ε G P S S + n ε C L S n ε N ε C L S ) + Δ R F L
Figure DE102019110805B4_0005
It results: R. c a l = S. 2 π N ( 1 - ε N ) ( 1 + ε G P. S. S. + n ε C. L. S. ) + Δ R. F. L.
Figure DE102019110805B4_0004
R. c a l = S. 2 π N ( 1 - ε N + ε G P. S. S. - ε N ε G P. S. S. + n ε C. L. S. - n ε N ε C. L. S. ) + Δ R. F. L.
Figure DE102019110805B4_0005

In diesen Gleichungen gilt:

S
Distanz, welche durch das Fahrzeug gefahren wurde
εGPS
Genauigkeitszustand des GPS-Signals
εCL
Fehlerabschätzung des Spurwechsels
εN
Genauigkeit des Drehzahlsensors
n
Anzahl der Fahrspurwechsel
N
Umdrehungszahl
ΔRFL
Lastabhängige Fehlerabschätzung
In these equations:
S.
Distance driven by the vehicle
εGPS
Accuracy status of the GPS signal
εCL
Error estimation of the lane change
εN
Speed sensor accuracy
n
Number of lane changes
N
Number of revolutions
ΔRFL
Load-dependent error estimation

In Gleichung 5 sind die Parameter εN, εCL und εGPS kleiner als 1, weshalb das Produkt zweier dieser Parameter sehr klein ist und bei der weiteren Betrachtung vernachlässigt werden kann.

Figure DE102019110805B4_0006
R r e a l = S 2 π N
Figure DE102019110805B4_0007
In equation 5, the parameters ε N , ε CL and ε GPS are less than 1, which is why the product of two of these parameters is very small and can be neglected in further consideration.
Figure DE102019110805B4_0006
R. r e a l = S. 2 π N
Figure DE102019110805B4_0007

Wird die Gleichung 7 in die Gleichung 6 eingefügt, ergibt sich für die Reifengröße Rcal folgendes: R c a l = R r e a l ( 1 ε N + ε G P S S + n ε C L S + Δ R F L R r e a l )

Figure DE102019110805B4_0008
If equation 7 is inserted into equation 6, the following results for the tire size R cal : R. c a l = R. r e a l ( 1 - ε N + ε G P. S. S. + n ε C. L. S. + Δ R. F. L. R. r e a l )
Figure DE102019110805B4_0008

Um eine hohe Genauigkeit zu erhalten, soll ein genauer Drehzahlsensor gewählt werden. Die Genauigkeit sollte dabei 0,5% nicht überschreiten. Die Auswirkung des GPS-Signales hängt von der gefahrenen Entfernung und der Qualität des GPS-Signals ab. Im Allgemeinen hat das Standard-GPS-System (SPS) eine Genauigkeit von 22,5 m. Ein besseres GPS-Signal Precise Positioning Service (PPS) liefert eine Genauigkeit von 9 m. Außerdem kann mit einem zusätzlichen Differentialmesssystem die Genauigkeit auf 0,02 m verbessert werden. Bei normaler Verwendung, wenn die Signalqualität 11,7 m beträgt, kann die Auswirkung der GPS-Ungenauigkeit nach einer Fahrdistanz von 2340 m auf 0,5% reduziert werden.In order to obtain a high level of accuracy, an accurate speed sensor should be selected. The accuracy should not exceed 0.5%. The effect of the GPS signal depends on the distance traveled and the quality of the GPS signal. In general, the standard GPS system (SPS) has an accuracy of 22.5 m. A better GPS signal Precise Positioning Service (PPS) provides an accuracy of 9 m. In addition, with an additional differential measuring system, the accuracy can be reduced to 0.02 m to be improved. In normal use, when the signal quality is 11.7 m, the impact of GPS inaccuracy can be reduced to 0.5% after driving a distance of 2340 m.

In 3 ist eine Prinzipdarstellung für eine Spuränderung des Fahrzeuges dargestellt. Angenommen, die Frequenz des Spurwechsels K(S) liegt unter einem Grenzwert, beispielsweise t/km, dann kann mithilfe n = K ( S ) * s

Figure DE102019110805B4_0009
die Fehlerart beschrieben werden als n ε C L S = k ( S ) ε C L
Figure DE102019110805B4_0010
wobei gilt:

Sw
Distanz in Fahrtrichtung während des Spurwechsels,
SL
Distanz senkrecht zu der Fahrtrichtung,
SRW
Tatsächlicher Weg für den Spurwechsel
SRWR
Vereinfachter Weg für den Spurwechsel
Vsclar
Schätzfaktor für den real geschätzten Weg zum tatsächlichen Weg
εCLM
Genauigkeit des Drehratensensor.
In 3 is a basic diagram for a lane change of the vehicle. Assuming that the frequency of the lane change K (S) is below a limit value, for example t / km, then you can use n = K ( S. ) * s
Figure DE102019110805B4_0009
the type of error can be described as n ε C. L. S. = k ( S. ) ε C. L.
Figure DE102019110805B4_0010
where:
Sw
Distance in the direction of travel while changing lanes,
SL
Distance perpendicular to the direction of travel,
SRW
Actual way to change lanes
SRWR
Simplified way to change lanes
Vsclar
Estimation factor for the real estimated route to the actual route
εCLM
Yaw rate sensor accuracy.

Der Fehler sCL beschreibt die tatsächliche Entfernung des Antriebs zur gemessenen Entfernung ε C L = S W S R W S s o l l S i s t S s o l l = S W S R W ( 1 + ε C L M )

Figure DE102019110805B4_0011
The error s CL describes the actual distance between the drive and the measured distance ε C. L. = S. W. - S. R. W. S. s O l l - S. i s t S. s O l l = S. W. - S. R. W. ( 1 + ε C. L. M. )
Figure DE102019110805B4_0011

Andererseits kann die reale Fahrstrecke SRW als SRWR angenähert werden: ε C L = S W V s k l a r S R W   R ( 1 + ε C L M ) = S W V s k l a r S ω 2 + S L 2 ( 1 + ε C L M )

Figure DE102019110805B4_0012
On the other hand, the real driving distance S RW can be approximated as S RWR: ε C. L. = S. W. - V s k l a r S. R. W. R. ( 1 + ε C. L. M. ) = S. W. - V s k l a r S. ω 2 + S. L. 2 ( 1 + ε C. L. M. )
Figure DE102019110805B4_0012

Wird die Gleichung 12 in Gleichung 11 eingesetzt, ergibt sich: n ε C L S = k ( S ) ε C L = k ( S ) ( S W V s k l a r S ω 2 + S L 2 ( 1 + ε C L M ) )

Figure DE102019110805B4_0013
If equation 12 is used in equation 11, the result is: n ε C. L. S. = k ( S. ) ε C. L. = k ( S. ) ( S. W. - V s k l a r S. ω 2 + S. L. 2 ( 1 + ε C. L. M. ) )
Figure DE102019110805B4_0013

Bei einem Ausführungsbeispiel wird bei einer Distanz SL senkrecht zur Fahrspur von 3,5 m und einer Distanz Sw in Fahrtrichtung während des Spurwechsels von 50 m, sowie einer Frequenz des Spurwechsels K(S) von 1/km, einem Skalierfaktor Vsclar = 1,1 und der Genauigkeit des Drehratensensors εCLM von 1% die Auswirkung des Schätzfehlers auf 0,75% verringert.In one embodiment, at a distance S L perpendicular to the lane of 3.5 m and a distance Sw in the direction of travel during the lane change of 50 m, and a frequency of the lane change K (S) of 1 / km, a scaling factor V sclar = 1 , 1 and the accuracy of the yaw rate sensor ε CLM of 1%, the effect of the estimation error is reduced to 0.75%.

Darüber hinaus hat eine Lastdifferenz einen großen Einfluss auf die Bestimmung der Reifengröße, da durch eine Laständerung die realen Reifenverformungsänderungen verändert werden. In 4 ist eine Prinzipdarstellung der Größen für eine Deformation des Reifens gezeigt. Die Beziehung zwischen der Verformung von Reifen und Last wird durch Gleichung 14 angenähert dargestellt. F L = 2 p 0 b 2 r x x 2

Figure DE102019110805B4_0014
In addition, a load difference has a great influence on the determination of the tire size, since the actual tire deformation changes are changed by a load change. In 4th shows a basic illustration of the sizes for a deformation of the tire. The relationship between tire deformation and load is approximated by Equation 14. F. L. = 2 p 0 b 2 r x - x 2
Figure DE102019110805B4_0014

In Gleichung 15 ist diese Gleichung 14 als Äquivalent geschrieben F L 2 = 4 p 0 2 b 2 ( r x x 2 ) x 2 2 r x + F 2 2 4 P 0 2 b 2 = 0 x = 1 2 2 r ± 4 r 2 4 F L 2 4 P 0 2 b 2 = 0

Figure DE102019110805B4_0015
x = r r 2 F L 2 4 P 0 2 b 2 = 0 r x = r 2 F L 2 4 P 0 2 b 2 .
Figure DE102019110805B4_0016
wobei

FL
die Last auf dem Fahrzeugreifen,
FLo
die Anfangslast auf dem Fahrzeug,
po
den Anfangsdruck,
b
die Breite des Reifens,
x
die Deformation des Reifens,
x0
die Anfangsdeformation,
r
Radius des undeformierten Reifens
ΔFL
Lastdifferenz und
α
Koeffizient der Lastdifferenz
darstellt.In Equation 15, this Equation 14 is written as an equivalent F. L. 2 = 4th p 0 2 b 2 ( r x - x 2 ) x 2 - 2 r x + F. 2 2 4th P. 0 2 b 2 = 0 x = 1 2 2 r ± 4th r 2 - 4th F. L. 2 4th P. 0 2 b 2 = 0
Figure DE102019110805B4_0015
x = r - r 2 - F. L. 2 4th P. 0 2 b 2 = 0 r - x = r 2 - F. L. 2 4th P. 0 2 b 2 .
Figure DE102019110805B4_0016
in which
FL
the load on the vehicle tire,
FLo
the initial load on the vehicle,
po
the initial pressure,
b
the width of the tire,
x
the deformation of the tire,
x0
the initial deformation,
r
Radius of the undeformed tire
ΔFL
Load difference and
α
Coefficient of the load difference
represents.

Da die Deformation x des Reifens kleiner als der Radius r des Reifens sein muss, ergibt sich in Gleichung 16 die Lösung, wobei die Änderung des Radius r von der aktuellen Last SL zur Anfangslast FLo in Δ R F L = d ( r x ) d F L | F L = F L 0 Δ F L

Figure DE102019110805B4_0017
beschrieben ist. Die Änderung der Last wird in Gleichung 18 beschrieben. Δ F L = F L F L 0 = α F L 0 F L 0 = ( α 1 ) F L 0
Figure DE102019110805B4_0018
α stellt dabei den Faktor dar, um wieviel die Anfangslast verglichen wird. Werden die Gleichungen 16 und 18 in die Gleichung 17 eingesetzt, ergibt sich Δ R F L = F L 0 2 p 0 b 4 P 0 2 b 2 r 2 F L 0 2 ( 1 α ) F L 0
Figure DE102019110805B4_0019
Since the deformation x of the tire must be smaller than the radius r of the tire, the solution is given in equation 16, where the change in the radius r from the current load S L to the initial load F Lo in Δ R. F. L. = d ( r - x ) d F. L. | F. L. = F. L. 0 Δ F. L.
Figure DE102019110805B4_0017
is described. The change in load is described in Equation 18. Δ F. L. = F. L. - F. L. 0 = α F. L. 0 - F. L. 0 = ( α - 1 ) F. L. 0
Figure DE102019110805B4_0018
α represents the factor by how much the initial load is compared. If equations 16 and 18 are inserted into equation 17, the result is Δ R. F. L. = F. L. 0 2 p 0 b 4th P. 0 2 b 2 r 2 - F. L. 0 2 ( 1 - α ) F. L. 0
Figure DE102019110805B4_0019

Gleichung 19 ist vereinfacht dargestellt in. Δ R F L = ( 1 α ) F L 0 2 2 p 0 b 4 P 0 2 b 2 r 2 4 P 0 2 b 2 ( 2 r x 0 x 0 2 ) = ( 1 α ) F L 0 2 4 p 0 2 | r x 0 | = ( 1 α ) ( 2 r x 0 x 0 2 ) r x 0

Figure DE102019110805B4_0020
Equation 19 is shown in simplified form in. Δ R. F. L. = ( 1 - α ) F. L. 0 2 2 p 0 b 4th P. 0 2 b 2 r 2 - 4th P. 0 2 b 2 ( 2 r x 0 - x 0 2 ) = ( 1 - α ) F. L. 0 2 4th p 0 2 | r - x 0 | = ( 1 - α ) ( 2 r x 0 - x 0 2 ) r - x 0
Figure DE102019110805B4_0020

Der tatsächliche Radius des Reifens wird beschrieben durch R r e a l r x 0

Figure DE102019110805B4_0021
The actual radius of the tire is described by R. r e a l - r - x 0
Figure DE102019110805B4_0021

Wird die Gleichung 21 in Gleichung 20 eingetragen, wird eine normierte Gleichung 22 erhalten. Δ R F L R r e a l = ( 1 α ) ( 2 r x 0 x 0 2 ) ( r x 0 ) 2 = ( 1 α ) 2 x 0 r ( x 0 r ) 2 ( 1 x 0 r ) 2

Figure DE102019110805B4_0022
If equation 21 is entered in equation 20, a normalized equation 22 is obtained. Δ R. F. L. R. r e a l = ( 1 - α ) ( 2 r x 0 - x 0 2 ) ( r - x 0 ) 2 = ( 1 - α ) 2 x 0 r - ( x 0 r ) 2 ( 1 - x 0 r ) 2
Figure DE102019110805B4_0022

Das bedeutet, dass die tatsächlichen Reifenverformungsänderungen von der Laständerung und der anfänglichen Verformung abhängen. Angenommen, dass leere Fahrzeug wiegt 1 t mit einem Passagier und das aktuelle Fahrzeug hat ein Gewicht von 1,2 t, da 4 Personen in dem Fahrzeug Platz genommen haben, beträgt der Koeffizient der Lastdifferenz α=1,2. Die anfängliche Verformung des Reifens beträgt 2%, weshalb eine relative Änderung der Verformungsänderung von 0,8 erwartet wird. Mit einem präzisen Gewichtssensor kann dieser Fehler unterbunden werden.This means that the actual tire deformation changes depend on the load change and the initial deformation. Assuming that the empty vehicle weighs 1 t with one passenger and the current vehicle has a weight of 1.2 t, since 4 people have been seated in the vehicle, the coefficient of the load difference is α = 1.2. The initial deformation of the tire is 2%, so a relative change in deformation change of 0.8 is expected. This error can be prevented with a precise weight sensor.

Bei einer Transformation der Gleichung 8 kann der gesamte relative Messfehler des beschriebenen Systems dargestellt werden in ε R = R c a l R r e a l R r e a l = ε N + ε G P S S + n ε C L S + Δ R F L R r e a l

Figure DE102019110805B4_0023
When equation 8 is transformed, the total relative measurement error of the system described can be represented in ε R. = R. c a l - R. r e a l R. r e a l = ε N + ε G P. S. S. + n ε C. L. S. + Δ R. F. L. R. r e a l
Figure DE102019110805B4_0023

Nach einem Reifenwechsel kann die Reifengröße um etwa 1 Zoll vergrößert oder verkleinert werden. Daher erfordert das Messsystem eine Genauigkeit von ½ Zoll, was aus Gleichung 24 hervorgeht. ε R < 1 2 i n c h = i n c h 2 R r e a l = A c c u r a c y

Figure DE102019110805B4_0024
z. B. ε N + ε G P S S + n ε C l S + Δ R F L R r e a l < 2.4 %
Figure DE102019110805B4_0025
After changing tires, the tire size can be increased or decreased by approximately 1 inch. Therefore, as shown in Equation 24, the measurement system requires ½ inch accuracy. ε R. < 1 2 i n c H = i n c H 2 R. r e a l = A. c c u r a c y
Figure DE102019110805B4_0024
z. B. ε N + ε G P. S. S. + n ε C. l S. + Δ R. F. L. R. r e a l < 2.4 %
Figure DE102019110805B4_0025

5 zeigt die Abhängigkeit der Reifengröße und der erforderlichen distalen Genauigkeit. Beträgt die Reifengröße 17 Zoll, wird eine Genauigkeit von 2,4% angenommen, unter der Annahme, dass in dem letzten Teil dieser Beschreibung der gesamte relative Systemfehler mit 2,37 erwartet wurde. 5 shows the relationship between the tire size and the required distal accuracy. If the tire size is 17 inches, an accuracy of 2.4% is assumed, assuming that in the last part of this description the total relative system error was expected to be 2.37.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Fahrzeugvehicle
22
SteuereinheitControl unit
33
GPS-EmpfängerGPS receiver
44th
DrehzahlsensorSpeed sensor
55
Reifengrößen-ErmittlungseinheitTire size determination unit
66th
FahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungseinheitVehicle speed determination unit
77th
SpeichereinheitStorage unit

Claims (8)

Verfahren zur Bestimmung einer tatsächlichen Reifengröße der Reifen eines Fahrzeuges, wobei die tatsächliche Reifengröße des Fahrzeuges während der Fahrt des Fahrzeuges mithilfe eines GPS-Signales ermittelt wird, indem eine Summe aus der von dem Fahrzeug gefahrenen Distanz und einer Genauigkeit des GPS-Signales durch die Anzahl der Umdrehungszahl der Räder geteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Reifengröße in Abhängigkeit von einer Spurbewertung bei einem Spurwechsel des Fahrzeuges ermittelt wird, wobei ein Fehler zwischen einer realen und einer angenäherten Fahrstrecke bei einem Spurwechsel bei der Ermittlung der tatsächlichen Reifengröße berücksichtigt wird.Method for determining an actual tire size of the tires of a vehicle, the actual tire size of the vehicle being determined while the vehicle is traveling with the aid of a GPS signal by adding a sum of the distance traveled by the vehicle and an accuracy of the GPS signal by the number the number of revolutions of the wheels is divided, characterized in that the actual tire size is determined as a function of a lane evaluation when the vehicle changes lanes, an error between a real and an approximate driving distance when changing lanes is taken into account when determining the actual tire size. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der tatsächlichen Reifengröße eine im Fahrzeug abgespeicherte Reifengröße korrigiert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a tire size stored in the vehicle is corrected with the actual tire size. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgespeicherte Reifengröße durch die tatsächliche Reifengröße ersetzt wird, wenn ein Betrag einer Differenz zwischen der gespeicherten und der tatsächlichen Reifengröße einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the stored tire size is replaced by the actual tire size if an amount of a difference between the stored and the actual tire size exceeds a predetermined threshold value. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit der tatsächlichen Reifengröße eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt wird.Procedure according to Claim 3 , characterized in that a current driving speed of the vehicle is determined with the actual tire size. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bestimmung der tatsächlichen Reifengröße das GPS-Signal auf Vorhandensein einer vorgegebenen Genauigkeit geprüft wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that before the actual tire size is determined, the GPS signal is checked for the presence of a predetermined accuracy. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Reifengröße in Abhängigkeit einer Genauigkeit eines Geschwindigkeitssensors bestimmt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the actual tire size is determined as a function of the accuracy of a speed sensor. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Reifengröße in Abhängigkeit einer Lastdifferenz auf dem Reifen ermittelt wird.Method according to at least one of the preceding Claims 1 to 5 , characterized in that the actual tire size is determined as a function of a load difference on the tire. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Spurbewertung ein Bewertungsfehler berücksichtigt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that an evaluation error is taken into account in the lane evaluation.
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