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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Erkennung einer Reifendeformation eines Fahrzeugreifens, um einer Schädigung desselben vorzubeugen.
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Zwar existieren in modernen Fahrzeugen automatische Reifendrucküberwachungssysteme, die den Fahrer automatisch informieren, wenn in einem der Reifen ein verminderter Druck herrscht, jedoch werden hier nur Druckwerte von einem in einem Reifen angeordneten Sensor gemessen, und mit einem Referenzwert, beispielsweise 2,1 bar verglichen, so daß bei Unterschreitung des Referenzwerts, ein Informationssignal erzeugt werden kann.
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An Fahrzeugreifen entstehen strukturelle Schäden, wenn diese lange in ungünstigen Belastungspositionen bleiben. Dies kann z. B. beim Parken am Straßenrand der Fall sein, wenn das Fahrzeug auf einer Gehsteigkante zum Stehen kommt und der Fahrer dies nicht bemerkt. Genauso kann dies bei unbemerktem Abstellen des Fahrzeugs auf Gegenständen, wie beispielsweise auf größeren Schottersteinen oder Getränkedosen, auftreten, die häufig auf der Straße zu finden sind.
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Die
DE 196 11 364 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrzeugreifenüberwachung. Bei dem Verfahren bzw. bei der Vorrichtung zur Fahrzeugreifenüberwachung wird ein Sollbereich für den durch wenigstens eine Reifenbetriebszustandsgröße repräsentierten Betriebszustand des Reifens vorgegeben. Momentanwerte der wenigstens einen Reifenbetriebszustandsgröße werden laufend erfasst und mit dem Sollbereich verglichen, um festzustellen, ob der momentane Reifenbetriebszustand innerhalb oder außerhalb des vorgegebenen Sollbereichs liegt. Über den gesamten Bereich des Reifens hinweg wird die Häufigkeit und/oder der Betriebsanteil derjenigen Betriebsphasen ermittelt, in denen der momentane Reifenbetriebszustand außerhalb des vorgegebenen Sollbereichs liegt.
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Die
DE 101 44 328 A1 beschreibt ein Verfahren und ein System zum Detektieren eines Druckabfalls in einem Reifen. Eine Auswerteeinheit bestimmt eine zeitliche Änderung der Temperatur in dem Reifen und erzeugt ein Auswertesignal, wenn die zeitliche Änderung der Temperatur einen vorbestimmten Temperaturänderungsschwellwert unterschreitet. Bei Vorliegen des Auswertesignals bestimmt die Auswerteeinheit eine zeitliche Änderung des Luftdrucks und erzeugt ein Warnsignal, wenn die zeitliche Änderung des Luftdrucks einen Luftdruckänderungsschwellwert übersteigt.
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Die
DE 102 17 239 A1 beschreibt ein Verfahren zum Überwachen eines Drucks in Luftreifen an Fahrzeugen. Das Verfahren dient zum Betreiben einer Einrichtung zum Überwachen und drahtlosen Signalisieren eines Drucks und einer Druckänderung in Luftreifen von Rädern an Fahrzeugen, in welcher der im Luftreifen herrschende Druck unter Bildung von elektrischen Druckmesssignalen gemessen und ein Informationssignal über den Druck oder eine Druckänderung gesendet wird, welches dazu bestimmt ist, von einem im oder am Fahrzeug angeordneten Empfangsgerät empfangen zu werden. Die Radelektronik wird durch ein drahtlos von außerhalb der Radelektronik übermitteltes erstes Steuersignal in einen ersten Betriebszustand versetzt, in welchem der Druck oder eine Druckänderung gemessen und als Folge des Empfangs eines außerhalb der Radelektronik erzeugten und ihr drahtlos übermittelten Abfragesignals gesendet wird. Die Radelektronik versetzt sich selbst in einen zweiten Betriebszustand, wenn die Radelektronik nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Empfang eines Abfragesignals ein weiteres Abfragesignal empfängt. In dem ersten Betriebszustand wird der Druck oder eine Druckänderung wiederholt gemessen und mit einer fest vorgegebenen oder veränderlichen Senderate gesendet, welche für diesen zweiten Betriebszustands in der Radelektronik gebildet wird.
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Die
US 2002/0075144 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung eines Zustands eines Fahrzeug-Reifens. Ein Reifen-Zustands-Sensormodul für ein Fahrzeug umfasst einen Reifen-Zustands-Sensor, der ausgelegt ist, um einen Zustand eines Fahrzeugreifens zu erfassen, und um ein Reifen-Zustands-Signal zu liefern. Ein Bewegungsdetektor detektiert eine Bewegung des Fahrzeugreifens und liefert ein Bewegungssignal, das eine Bewegung des Fahrzeugreifens anzeigt. Das Sensormodul umfasst ferner einen Sender, der ausgelegt ist, um ein Reifen-Sender-Signal auszusenden, das eine Charakteristik aufweist, die auf dem Reifen-Zustands-Signal basiert. Eine Steuerung weist einen Betriebszustand, ansprechend auf das Bewegungssignal, auf, in dem die Steuerung den Sender steuert, um periodisch das Reifen-Sender-Signal zu senden. Die Steuerung weist einen weiteren Betriebszustand, ebenso ansprechend auf das Bewegungssignal, auf, in dem die Steuerung den Sender ansteuert, um das Reifen-Sender-Signal erst dann auszustrahlen, nachdem die Steuerung bestimmt, dass das Reifen-Zustands-Signal anzeigt, dass der erfasste Reifenzustand oberhalb oder unterhalb eines ersten vorbestimmten Schwellwerts ist. Die Steuerung steuert den Reifen-Zustands-Sensor, um den Reifenzustand des Fahrzeugreifens während jedem der Betriebszustände zu erfassen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Konzept zum Erkennen einer Reifendeformation zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung zum Erkennen einer Reifendeformation gemäß Anspruch 1 und durch das Verfahren zum Erkennen einer Reifendeformation gemäß Anspruch 11 und durch ein Computerprogramm gemäß Anspruch 12 gelöst.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Reifendeformation aufgrund einer Reifendruckänderung, insbesondere jedoch aufgrund einer Reifendruckerhöhung erfaßt werden kann. Erfindungsgemäß wird ausgenutzt, daß eine Druckänderung in einem Reifen nach dem Gasgesetz umgekehrt proportional zur Volumenänderung ist. Kommt es beispielsweise bei einem Einparken zu einer starken Verformung des Reifens, z. B. durch ein Eindrücken einer Lauffläche durch eine Kante, so verringert sich das Volumen und der Druck steigt. In einer günstigen Parkposition, d. h. wenn es zu keiner Reifendeformation kommt, entspricht der Reifendruck beispielsweise einem Reifendruckdurchschnittswert, der in dem Reifen vor dem Einparken herrscht. Eine Warnung kann also hergeleitet werden, wenn überprüft wird, ob nach dem Abstellen des Fahrzeugs ein Druckunterschied beispielsweise gegenüber einem Mittelwert des Drucks vor dem Einparken auftritt.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine Reifendeformation erfaßt werden kann, bevor es zu einer Reifenschädigung kommt. Der Fahrer kann also aufgrund des erfindungsgemäßen Konzepts erkennen, ob beispielsweise eine Aufrechterhaltung der möglicherweise ungünstigen Parkposition zu einer Reifenschädigung kommen kann.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erkennen einer Reifendeformation;
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2 ein Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Liefern eines Reifendruckdeformations-anzeigenden Signals;
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3 Verlauf der erfindungsgemäß bestimmten Druckmeßwerte und der Kurzzeitmittelwerte.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Erkennen einer Reifendeformation eines Fahrzeugreifens.
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Die in 1 dargestellte Vorrichtung zum Erkennen der Reifendeformation umfaßt einen Reifendrucksensor 101, der in einem in 1 nicht dargestellten Radreifen angeordnet sein kann. Der Reifendrucksensor ist ausgebildet, um den Reifendruck zu messen, und um die Druckmeßwerte an eine Signalverarbeitungseinrichtung 103 zu senden. Die Signalverarbeitungseinrichtung 103 weist einen weiteren optionalen Eingang 105 sowie einen Ausgang 107 auf.
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Im folgenden wird die Funktionalität der in 1 dargestellten Struktur erläutert.
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Der Reifendrucksensor 101 kann, wie es bereits erwähnt worden ist, in einem Radreifen, beispielsweise auf dem Ventil oder auf der Felge angeordnet sein. Der Reifendrucksensor 101 ist ausgebildet, um Reifendruckmeßwerte zu messen, und sie an die erfindungsgemäße Signalverarbeitungseinrichtung 103 zu liefern.
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Der Reifendrucksensor liefert die Druckwerte. Die Entscheidung ob ein Wechsel vom Fahren zum Parken unterstellt werden kann wird in der Signalverarbeitung, mit oder ohne Zuhilfenahme weiterer Signale getroffen. Diese Signalverarbeitung kann sowohl im Reifen oder auch in einer Zentraleinheit stattfinden. Dies entscheidet im wesentlichen darüber welche Zusatzsignale verfügbar sind. Z. B. im Reifen ein Beschleunigungssensor oder außerhalb eine Raddrehzahlinformation vom ABS oder eine Information über die Stellung des Zündschalters.
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Wie es in 1 angedeutet ist, liefert der Reifendrucksensor 101 die Druckmeßwerte zu einem ersten Zeitpunkt oder Zustand, die mit [p0, ..., pm] gekennzeichnet sind. Die Druckmeßwerte zu einem zweiten Zeitpunkt sind hingegen mit [p0, ..., pn] gekennzeichnet. Dabei liefert der Reifendrucksensor 101 zu dem ersten Zeitpunkt m + 1 Meßwerte, und zu dem dem zweiten Zeitpunkt n + 1 Meßwerte. Die Anzahl der Meßwerte zu dem ersten und zu dem zweiten Zeitpunkt kann jedoch gleich sein. Ausgehend von der Annahme, daß beispielsweise der zweite Zeitpunkt dem ersten Zeitpunkt folgt, wird eine erste Gruppe der Meßwerte zu einem ersten Zeitpunkt zunächst gemessen. Darauffolgend wird eine zweite Gruppe der Meßwerte zu dem zweiten Zeitpunkt gemessen, wie es in 1 angedeutet ist. Basierend auf den Messwerten sowie einer optionalen Zustandsinformation, die eine Information über einen momentanen Zustand, beispielsweise Parken oder Bewegung, oder eine Information über einen Zustandswechsel umfasst, beispielsweise Wechsel vom Fahrzustand in einen Parkzustand, wird das Reifendeformation anzeigende Signal erzeugt. Die Messwertfolgen sind dabei nicht per Definition abgegrenzt, sondern ergeben sich erst durch das nachträgliche Treffen der Zustandsentscheidung. Der erste Zeitpunkt kann beispielsweise in dem ersten Zustand sein. Der zweite Zeitpunkt kann in dem zweiten Zustand sein. Bei dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand kann es sich ferner um zwei unterschiedliche Fahrzeugbewegungszustände handeln.
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Ausgehend von den von dem Reifendrucksensor 101 gelieferten Reifendruckmeßwerten, ist die Signalverarbeitungseinrichtung 103 ausgebildet, um auf der Basis der Historie der Drucksignale oder zusätzlicher gemessener oder von außen bereitgestellter Informationen (Zustandsinformation) zu entscheiden ob und wann von einem ersten Zustand (z. B. Bewegung) in einen Zweiten Zustand (z. B. Parken) übergegangen wurde. Weiterhin wird auf Basis der Reifendruckmesswerte und der Entscheidung über den Zustandswechsel ein die Reifendeformation anzeigendes Signal erzeugt, das an dem Ausgang 107 ausgegeben wird. An dem Eingang 105 werden dabei der Signalverarbeitungseinrichtung 103 optional Zusatzinformationen zur Herleitung oder Absicherung des Zustandswechsels in Form von z. B. einem Informationssignal geliefert. Dieses Informationssignal kann z. B. von einer weiteren Einrichtung erzeugt werden, in die in dem erfindungsgemäßen Reifendrucksensor 101 angeordnet ist. Diese Einrichtung zum Erzeugen des Informationssignals, das den Zustand anzeigt, kann beispielsweise auf der Basis einer Detektion der Fliehkräfte in einem beweglichen Fahrzeugreifen basieren. Die Informationssignale können aber auch von außen zugeführt werden und beispielsweise Informationen über die Raddrehzahl die das ABS misst, die Lenkradstellung, die Fahrgeschwindigkeit, die Stellung des Zündschalters und das Öffnen einer Tür beinhalten.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Liefern einer Zustandsinformation, wobei die Zustandsinformation auf einen Parkzustand des Fahrzeugs hinweist. In diesem Fall ist die Signalverarbeitungseinrichtung (103) ausgebildet, um das Reifendeformation anzeigende Signal in Abhängigkeit von der Zustandsinformation zu liefern.
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Die Zustandsinformation kann ferner eine Information über einen ersten Zustand und eine Information über einen zweiten Zustand des Fahrzeugs umfassen, wobei es sich bei den Zuständen um die bereits erwähnte Zustände handeln kann. Darüber hinaus kann die Zustandsinformation eine Information über einen Zustandswechsel umfassen, z. B. über einem Wechsel vom Fahrzustand in den Parkzustand.
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Die in 1 dargestellte Vorrichtung zum Erkennen einer Reifendruckdeformation kann beispielsweise insgesamt in einem Radreifen angeordnet sein. Hierbei ist der Reifendrucksensor 101 sowie die Signalverarbeitungseinrichtung 107 auf einem Signal-verarbeitenden mikroelektronischen Baustein integriert, und in dem Fahrzeugreifen angeordnet. Alternativ kann der Reifendrucksensor 101 die Druckmeßwerte in Form von Sendesignalen an eine entfernt angeordnete Signalverarbeitungseinrichtung senden. Hierzu kann der Reifendrucksensor 101 einen Funksender aufweisen, der die Reifendruckmeßwerte (Druckmeßwerte) in ein hochfrequentes Signal überführt, und das hochfrequente Signal beispielsweise über eine Schleifen- oder eine Streifenantenne an die entfernte Signalverarbeitungseinrichtung 103 aussendet. Die Signalverarbeitungseinrichtung 103 verfügt über einen Funkempfänger, der die Funksignale empfängt und die Druckmeßwerte detektiert. In diesem Fall kann die Signalverarbeitungseinrichtung 103 beispielsweise ein Bestandteil einer zentral angeordneten Steuerungseinrichtung sein. Weiterhin können sich sowohl im Reifen als auch in der über Funk verbundenen Zentraleinheit Teile der Signalverarbeitung befinden, wenn dies beispielsweise die zu übertragende Datenmenge reduziert.
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Der Reifendrucksensor kann beispielsweise in nur einem Reifen, beispielsweise in einem Vorderreifen, angeordnet sein.
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Bevorzugt wird jedoch jeder Reifen mit einem Reifendrucksensor ausgestattet, so daß alle vier Radreifen auf eine Deformation hin überprüft werden können. Sind die jeweiligen Reifendrucksensoren zusammen mit einer jeweiligen Signalverarbeitungseinrichtung in einem Chip integriert, so werden die die Reifendeformation anzeigenden Signale, die einem jeweiligen Reifen zugeordnet sind, beispielsweise an eine dem jeweiligen Reifendrucksensor zugeordnete Steuerungseinheit (Auswerteeinheit), die in dem jeweiligen Reifen oder in einem Fahrzeuginneren integriert ist, ausgesendet, und von derselben weiter verarbeitet. Alternativ kann jedoch, wie es bereits oben stehend erwähnt worden ist, jeder Reifen über einen Reifendrucksensor verfügen, der die Signale zu einer zentral angeordneten Signalverarbeitungseinrichtung, die in dem Fahrzeug integriert sein kann, aussendet. In diesem Falle werden die von den vier Reifendrucksensoren gelieferten Druckmeßwerte von nur einer zentralen Signalverarbeitungseinrichtung verarbeitet. Die Signalverarbeitungseinrichtung 103 liefert neben einem die Reifendeformation anzeigenden Signal optional auch eine Information darüber, welchem Reifen dieses Signal nun zugeordnet werden kann.
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Abhängig von dem Aufbau der Vorrichtung zum Erkennen einer Reifendeformation, kann der Druck in den Reifen in Zeitabständen gemessen werden, die beispielsweise kürzer sind als der Zeitraum, der zu einer Erkennung einer falschen Parkposition angestrebt wird. Eine Übertragung der Meßdaten erfolgt dann in adaptiv einstellbaren Zeitabständen. Alternativ werden die Zeitabstände nicht adaptiv kontrolliert. Bevorzugt sind die Zeitabstände kürzer als eine Zeit, die maximal bis zu einer Meldung der ungünstigen Parkposition vergehen darf. Wenn das Fahrzeug geparkt wird, und wenn der Reifen sich in einem deformierten Zustand befindet, kommt es zu einer Druckmeldung, die beispielsweise von einem Mittelwert der vergangenen Meßwerte (beispielsweise der Druckmeßwerte, die bei Bewegung des Fahrzeugs erfaßt worden sind) abweicht und nicht wieder zu diesem Mittelwert zurückkehrt. Wenn diese permanente Abweichung von dem bisherigen Mittelwert in Verbindung mit Merkmalen auftritt, die das Parken des Fahrzeugs kennzeichnen (beispielsweise Ruhezustand), wird ein Warnsignal (die Reifendeformation anzeigendes Signal) ausgegeben, um die Parkstellung der Räder zu überprüfen.
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In 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Struktur einer erfindungsgemäßen Signalverarbeitungseinrichtung.
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Die in 2 dargestellte Signalverarbeitungseinrichtung weist eine Einrichtung 201 zum Bestimmen eines Reifendruckmittelwertes auf, die über einen ersten Eingang 203, einen zweiten Eingang 205 sowie einen Ausgang 207 verfügt. Der Ausgang 207 der Einrichtung 201 zum Bestimmen des Reifendruckmittelwert ist mit einer Einrichtung 209 zum Erfassen eines Unterschieds gekoppelt. Die Einrichtung 209 zum Erfassen des Unterschieds hat ferner einen Eingang 211 sowie, optional, einen weiteren Eingang 213. Ein Ausgang der Einrichtung 209 zum Erfassen der Unterschieds ist mit einer Einrichtung 215 zum Liefern des die Reifendeformation anzeigenden Signals gekoppelt. Die Einrichtung 215 weist einen Eingang 217 sowie einen Ausgang 219 auf.
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Die Eingänge 205, 211 sowie 217 der Einrichtung 201 zum Bestimmen des Reifendruckmittelwertes, der Einrichtung 209 zum Erfassen des Unterschieds sowie der Einrichtung 215 zum Liefern des die Reifendeformation anzeigenden Signals miteinander gekoppelt und mit einem Anschluß versehen, an den ein Signal anlegbar ist, das beispielsweise den Zustand anzeigt. An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Verbindung der Eingänge 205, 211 sowie 217 lediglich zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Konzepts miteinander verbunden sind, so daß jede der Einrichtungen 201, 219 und 215 Informationen über den Zustand bekommt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Information über den Zustand beispielsweise der jeweiligen Einrichtung nur dann zur Verfügung gestellt, wenn diese Information von der jeweiligen Einrichtung benötigt wird. Alternativ können auch jeder der Hierarchieebenen dieser Signalverarbeitung unterschiedliche Informationen zur Verfügung gestellt werden. So kann beispielsweise die Einrichtung zum bestimmen eines Reifendruckmittelwertes die Information über einen Sprung im Druckverlauf detektieren und an die Einrichtung zum Erfassen eines Unterschieds weitergeben. Diese Kann zusätzlich die Information über die Zentrifugalkraft oder die Raddrehzahl von aussen erhalten um zu entscheiden ob der Drucksprung einer relevanten und statischen Deformation entspricht. Die Einrichtung zum liefern des Deformationssignals kann dann zusätzlich Informationen über die Zündschalterstellung oder das Öffnen einer Tür oder auch die Dauer des Deformationszustands mit einbeziehen um zu entscheiden ob eine Warnmeldung ausgegeben werden soll.
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Im folgenden wird die Funktionalität der in 2 dargestellten Signalverarbeitungsstruktur erläutert.
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Die Einrichtung 201 zum Bestimmen des Reifendruckmittelwertes weist den Eingang 203 auf, an den die Reifendruckmeßwerte, die beispielsweise von einem Reifendrucksensor der Form 101, anlegbar sind. Handelt es sich bei den Reifendruckmeßwerten um Reifendruckmeßwerte, die in dem ersten Zustand, beispielsweise bei Bewegung, erfaßt worden sind, so ist die Einrichtung 201 zum Bestimmen des Reifendruckmittelwertes ausgebildet, den Reifendruckmittelwert zu bestimmen und eine auf den bestimmten Reifendruckmittelwert basierende Größe an dem Ausgang 207 zur Verfügung zu stellen.
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Zur Bestimmung des Mittelwertes kann die Einrichtung 201 zum Bestimmen beispielsweise eine Anzahl der Reifendruckmeßwerte addieren und das Ergebnis dieser Addition durch die Anzahl teilen oder eine Tiefpaßfilterung, z. B. eine digitale Tiefpaßfilterung, mit Hilfe eines digitalen FIR-Filters mit gleichen Koeffizienten vornehmen.
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Bei der auf dem Reifenmittelwert basierenden Größe kann es sich jedoch auch um ein Quadrat des Reifendruckmittelwertes handeln.
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Auf der Basis der an dem Ausgang 207 ausgebbaren Größe sowie einer weiteren Größe, die auf den Reifendruck in dem weiteren Zustand (beispielsweise Stillstand oder Motor abgestellt) basiert, wird von der in 2 dargestellten Signalverarbeitungseinrichtung das die Reifendeformation anzeigende Signal erzeugt.
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Hierzu erfaßt die Einrichtung 209 den Unterschied zwischen der Größe und der weiteren Größe. Das Ergebnis dieses erfaßten Unterschieds wird in Form eines Signals, das auf den Unterschied hinweist, der Einrichtung 215 zum Liefern des die Reifendeformation anzeigenden Signals zur Verfügung gestellt. In Abhängigkeit von dem ersten und von dem zweiten Zustand und den Zusatzinformationen liefert die Einrichtung 215 über den Ausgang 219 das die Reifendeformation anzeigende Signal.
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Die Reifendruckmeßwerte, die der Einrichtung 201 geliefert werden, werden vorzugsweise mit Hilfe eines IIR-Tiefpaßfilters (IIR = infinite impulse response) gefiltert. So kann bei der Bestimmung der Reifendruckmittelwerte eine Hardware geringer Komplexität verwendet werden. Darüber hinaus können die Reifendruckmittelwerte bestimmt werden, ohne daß eine Anzahl der Meßwerte, z. B. 100, festgelegt sein muß.
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Die Meßrate, mit der der Reifendrucksensor aufeinanderfolgende Meßwerte erfaßt, kann beispielsweise unabhängig von dem Zustand gleich sein. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Meßrate jedoch in Abhängigkeit von dem Zustand unterschiedlich sein, so daß der Reifendrucksensor, in Abhängigkeit von dem Zustand, die Meßrate ändert. So können die Meßzeiten im Fahrzustand anders sein als im Ruhezustand, wobei beispielsweise im Fahrzustand eine höhere Meßrate als im Ruhezustand herrscht. Bei einem Übergang zwischen Fahren und Parken existiert bevorzugt eine Wartezeit, innerhalb derer die höhere Meßrate des Fahrzustand beibehalten wird.
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Die Einrichtung 209 bestimmt auf der Basis der von der Einrichtung 201 über den Ausgang 207 gelieferten Größe sowie der an dem Eingang 213 anliegenden weiteren Größe den Unterschied durch z. B. ein Bestimmen einer Druckdifferenz. Dabei wird eine Druckdifferenz zwischen der Größe, die auf den Reifendruckmittelwert in dem ersten Zustand hinweist und Reifendruckmeßwerten, die in dem zweiten Zustand gewonnen worden sind, bestimmt. Der Unterschied kann beispielsweise in Form von einem Signal ausgegeben werden, das den Unterschied direkt charakterisiert. Alternativ kann jedoch ein Differenzbetrag oder ein Differenzquadrat an die Einrichtung 215 zum Liefern des die Reifendeformation anzeigenden Signals ausgegeben werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 201 zum Bestimmen ferner ausgebildet, um eine auf dem Reifendruckmittelwert in dem zweiten Zustand, beispielsweise im Ruhezustand, basierende Größe als die weitere Größe zu bestimmen. In diesem Fall kann die Einrichtung 209 zum Erfassen des Unterschieds z. B. über den Eingang 213 die weitere Größe, z. B. direkt den Reifendruckmittelwert in dem zweiten Zustand, empfangen. Alternativ hierzu weist die Einrichtung 209 zum Erfassen des Unterschieds nur einen einzigen Eingang 207 auf, über den sowohl die Größe als auch die weitere Größe, wie sie oben stehend definiert worden sind, empfangbar sind.
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Zum Bestimmen des Reifendruckmittelwertes in dem zweiten Bewegungszustand ermittelt die Einrichtung 201 beispielsweise den Mittelwert in dem zweiten Zustand aus der Mehrzahl der Reifendruckmeßwerte, die in dem zweiten Zustand erfaßt worden sind, wobei ein Zeitpunkt eines Zustandswechsels nicht notwendigerweise bekannt sein muß.
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Um eventuelle Schwankungen der Mittelwerte zu eliminieren, kann die Einrichtung 201 zum Bestimmen ferner ausgebildet sein, um den ermittelten Reifendruckmittelwert in dem zweiten Zustand tiefpaßzufiltern, beispielsweise mit Hilfe eines analogen oder digitalen Tiefpaßfilters. Der tiefpaßgefilterte Reifendruckmittelwert in dem zweiten Zustand wird dann beispielsweise als die weitere Größe geliefert. Alternativ kann die Einrichtung 201 zum Bestimmen der Reifendruckmittelwerte die in dem ersten und/oder in dem zweiten Zustand erfaßten Mittelwerte als die Größe und/oder als die weitere Größe zu liefern.
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Wie es bereits erwähnt worden ist, ist der Reifendruck in dem zweiten Zustand (beispielsweise in dem Fahrzeugruhezustand), aufgrund einer Reifendeformation größer als der Reifendruckmittelwert in dem ersten Zustand, d. h. in dem Zustand, in dem sich das Fahrzeug bewegt. Die erfindungsgemäße Einrichtung 215 zum Liefern des die Reifendeformation anzeigenden Signals ausgebildet sein, um den von der Einrichtung 213 erfaßten Unterschied zu bewerten, um aufgrund dieser Bewertung ein die Reifendeformation anzeigendes Signal zu liefern, wenn eine Reifendeformation vorliegt. Beispielsweise ist die Einrichtung 215 zum Liefern des die Reifendeformation anzeigenden Signals ausgebildet, um das letztgenannte Signal in dem zweiten Zustand zu liefern, wenn der Unterschied zwischen der Größe und der weiteren Größe einen vorbestimmten Wert, beispielsweise 10 mbar überschreitet.
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Befindet sich das Fahrzeug beispielsweise in dem ersten Fahrzeugzustand, so wird der Reifendruckmittelwert bevorzugt aus einer großen Anzahl der Reifendruckmeßwerte, beispielsweise größer als 100, bestimmt, um den so gewonnenen Reifendruckmittelwert als einen momentanen Referenzwert für das nachfolgende Bestimmen des Unterschieds zwischen den Reifendrücken heranzuziehen. Um eine Reifendeformation anzuzeigen, wird, beispielsweise in dem Parkzustand, der Reifendruckmittelwert aus einer geringeren Anzahl der Werte bestimmt, um schnell eine Deformation anzuzeigen.
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In dem in 3 gezeigten Diagramm sind Meßdaten (Druckmeßwerte) für verschiedene Fahrzeugbewegungszustände. Die Meßdaten wurden bei 2 Minuten Parken, bei einem anschließenden 20-maligen Einparken auf einer Gehwegkante, bei 2 Minuten Parken in korrekter Parkposition, bei einem erneuten Einparken und anschließenden 2-minütigem Parken mit dem Rad auf der Kante und bei einem 1-minütigen korrekten Parken am Ende aufgenommen. Dabei wurde der Druck in 0,5 Sekunden Abstand gemessen. Die Druckmeßwerte werden von der Kurve 301 wiedergegeben. Die Kurve 303 zeigt den auf der Basis der Druckmeßwerte ermittelten Verlauf der Kurzzeitmittelwerte, die mit einem Filter gefiltert worden sind. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde dabei ein IIR (IIR = infinite impulse response) Filter zweiter Ordnung verwendet, der im z-Bereich die untenstehend angegebene Übertragungsfunktion aufweist.
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Dabei bezeichnet a eine Konstante, die eine Grenzfrequenz des Filters bestimmt. z–1 stellt dabei eine Zeitverzögerung um einen festen Zeitabstand zwischen zwei Abtastzeitpunkten, z. B. den Zeitabstand zwischen zwei gesendeten Werten, dar.
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Wenn das Fahrzeug mit einem deformierten Reifen geparkt wird, tritt eine statistische Druckabweichung von dem vorangegangenen Verlauf in form eines Sprungs auf der sowohl in den Druckwerten selbst als auch in den tiefpassgefilterten Mittelwerten erkennbar ist und die Dauer dieser Abweichung ist abhängig von der Einstellung der Grenzfrequenz durch den Filterkoeffizienten ab.
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Durch eine Auswertung der Druckwerte kann ein Sprung im Druckverlauf erkannt werden, der nicht wieder auf den vorherigen (alten) Mittelwert zurückgeht. Infolge des Sprungs folgt der Mittelwert dem Drucksprung, so daß der gefilterte Kurzzeitmittelwert nun einen höheren Wert erreicht. Tritt dieser Zustand ein wenn das Fahrzeug abgestellt wird, so kann der Fahrer gewarnt werden, um zu veranlassen, das Fahrzeug korrekt zu parken und um so einer Reifenschädigung vorzubeugen. Ein Erkennen dieses Zeitpunkts für diese Warnung kann beispielsweise eine Reifendruckzentraleinheit vornehmen. Diese Zentraleinheit empfängt bevorzugt die Werte der in dem jeweiligen Rad angeordneten einzelnen Reifendrucksensoren sowie andere Informationen, die auf den Zustand hinweisen, wie z. B. ausgeschaltete Zündung oder Ruhezustand (Geschwindigkeit = 0).
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Das bereits erwähnte dynamische Wakeup-System kann in diesem Zusammenhang mit Vorteil verwendet werden, um beispielsweise, wenn sich der Druck längere Zeit über dem Kurzzeitmittelwert bewegt, die Werte automatisch im kürzer möglichen Zeitabstand zu übertragen, bis sich der Kurzzeitmittelwert wieder an die aktuellen Werte angenähert hat. Dies ermöglicht eine schnelle und detaillierte Verfolgung und Erkennung des Drucksprungs, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist.
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Alternativ kann eine Erkennung eines kritischen Druckverlaufs durch eine Filterung und Verfolgung von Differenz und Mittelwert zur Erkennung des Sprungs im Druckverlauf, wie es oben beschrieben ist, auch direkt in dem jeweiligen Reifendrucksensor erfolgen. In diesem Fall wird beispielsweise durch ein Warnsignal (Warnflag) bei der Übertragung eines Meßwerts signalisiert werden, daß eine Reifendruckdeformation stattgefunden hat. Insbesondere bei Systemen mit festen Sendeabständen, die kein dynamisches Wakeup aufweisen, kann bei einem Setzen des Warnflags auch eine zusätzliche Übertragung ausgelöst werden, um die Zeit bis zu einer Übermittlung der Warnung zu verkürzen. Der Vergleich mit den Informationen, die nicht von dem Druck abhängen (z. B. ausgeschaltete Zündung oder Ruhezustand) sollte jedoch bevorzugt weiterhin extern erfolgt werden.
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Abhängig von den Gegebenheiten kann das erfindungsgemäße Verfahren in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementation kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder einer CD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, daß das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Im allgemeinen besteht die Erfindung somit auch in einem Computer-Programm-Produkt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computer-Programm-Produkt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt, kann die Erfindung somit als ein Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens realisiert werden, wenn das Computer-Programm auf einem Computer abläuft.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Reifendrucksensor
- 103
- Signalverarbeitungseinrichtung
- 105
- Eingang
- 107
- Ausgang
- 201
- Einrichtung zum Bestimmen eines Reifendruckmittelwertes
- 203
- Eingang
- 205
- Eingang
- 207
- Ausgang
- 213
- Eingang
- 209
- Einrichtung zum Erfassen eines Unterschieds
- 211
- Eingang
- 213
- Eingang
- 215
- Einrichtung zum Liefern des die Reifendeformation anzeigenden Signals
- 217
- Eingang
- 219
- Ausgang
- 301
- Verlauf der Druckmeßwerte
- 303
- Verlauf der gefilterten Kurzzeitmittelwerte
