DE19958850A1 - Verfahren zur Reifendrucküberwachung und Reifendrucküberwachungssystem - Google Patents

Abstract

In einem Verfahren zur Reifendrucküberwachung in einem Fahrzeug, bei dem bezugnehmend auf Daten eines Fahrzeugrades, die vom Durchmesser des Rades abhängen, mittels einer Verarbeitung der Daten Informationen zum Reifendruck an einem Rad ermittelt werden, erfolgt die Verarbeitung der Daten in einer auch für andere Zwecke verwendeten ersten Vorrichtung. Unabhängig hiervon werden mehrere oder alle der zu verarbeitenden Daten einer oder mehreren anderen Verarbeitungskomponenten oder einem Bus entnommen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reifendrucküberwa­ chung und ein Reifendrucküberwachungssystem gemäß den Ober­ begriffen der unabhängigen Ansprüche.

Die Überwachung des Reifendrucks in einem Fahrzeug ist eine vergleichsweise komplexe Aufgabe, da zum einen vergleichs­ weise viele Sensorsignale auszuwerten und zu berücksichti­ gen sind und zum anderen auch viele, teilweise schwierig zu erkennende oder nur allmählich wirksam werdende Störgrößen erkannt werden müssen. Prinzipiell beruht die Reifendruck­ erkennung auf dem Vergleich von Radradien miteinander, wo­ bei die Radradien mittelbar aus den jeweiligen sensorisch gemessenen Radgeschwindigkeiten ermittelt werden können. Es gilt hier der Zusammenhang w = v/r, wobei w die sensorisch erfaßbare Drehgeschwindigkeit ist, v die Fahrzeuggeschwin­ digkeit (bzw. die Geschwindigkeit der Radnabe) und r der wirksame Radius des Rades. Der Radradius hängt vom Reifen­ druck ab. Fällt der Druck ab, wird der dynamische Radradius sinken (siehe Fig. 4, Rad 82 rechts), so daß sich bei glei­ cher Bahngeschwindigkeit wie an einem ordnungsgemäßen Rad (Rad 81 in Fig. 4 links) eine höhere Winkelgeschwindigkeit ergibt. Ein Vergleich mit absoluten Schwellwerten ist nicht möglich, da Störgrößen wie Kurvengeometrien, andere Radien von Ersatzrädern, Einfluß von Schlupf, auch zu lang dauern­ den Veränderungen führen können, die nicht von einem Druck­ verlust beeinflußt sind.

Zur Wahrnehmung dieser komplexen Aufgaben sind Systeme be­ kannt, bei denen eine eigene Hardware vorgesehen ist, um die genannten Verarbeitungen digital vornehmen zu können. Dies ist aufwendig und teuer, da eigene Komponenten vorge­ sehen, untergebracht, abgesichert, temperiert und gegen üm­ welteinflüsse geschützt sowie in das übrige System inte­ griert werden müssen. Ein weiterer Nachteil im Stand der Technik ist es, daß in vielerlei Komponenten Verarbeitungs­ schritte oder Berechnungen von Signalen, Größen oder Zwi­ schengrößen doppelt bzw. parallel vorgenommen werden so daß unnötiger Aufwand getrieben und letztendlich bezahlt wird. Dies gilt beispielsweise für die Filterung von Signalen, beispielsweise Radsensorsignale, Fahrzeugbeschleunigungs­ signale, oder für die Berechnung von Fahrdynamikgrößen wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Längs- und/oder Querbeschleuni­ gung, usw.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reifendrucküberwachungs­ verfahren sowie ein Reifendrucküberwachungssystem anzuge­ ben, die einfach und kostengünstig umgesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen An­ sprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Es wird vorgeschlagen, die Verarbeitung der Daten zur Rei­ fendrucküberwachung in einer Vorrichtung vorzunehmen, die auch für andere Zwecke im Fahrzeug verwendet wird.

Zusätzlich hierzu oder unabhängig davon ist es außerdem möglich, Daten, die zur Reifendrucküberwachung heranzuzie­ hen sind, einer oder mehreren anderen Verarbeitungskompo­ nenten und/oder einem Bus zu entnehmen. Soweit hier von mehreren Verarbeitungskomponenten die Rede ist, können hierunter mehrere unterschiedliche Hardware-Komponenten oder auch mehrere unterschiedliche Tasks (Software-Kompo­ nenten) verstanden werden, die auf ein und derselben Hard­ ware laufen. Dies gilt beispielsweise für Zwischengrößen (z. B. die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, die rechnerisch ermittelte Fahrzeugbeschleunigung) und/oder für vorverar­ beitete oder gefilterte Sensorsignale (z. B. gefilterte oder abstrahierte Radsensorsignale).

Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden nachfolgend einzel­ ne Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, es zeigen:

Fig. 1 ein Reifendrucküberwachungssystem gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Verfahren zur Reifendrucküberwachung,

Fig. 3 eine Verarbeitungskomponente, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung physikalischer Hintergründe der Reifendruck­ überwachung.

Fig. 1 zeigt ein Reifendrucküberwachungssystem. Es weist einen Bus 70 auf, an den mehrere Vorrichtungen 10, 20, 30, 40, 50, 60 angeschlossen bzw. anschließbar sind. Beispiels­ weise kann 10 eine Vorrichtung zur Bremsen-, Antriebs­ schlupf- und Getrieberegelung sein mit daran angeschlosse­ nen Sensoren und Stellgliedern 11 bis 13 (z. B. Radsensoren, Ventile, Pumpen, . . .), 20 eine Vorrichtung für das Motorma­ nagement mit daran angeschlossenen Sensoren und Stellglie­ dern 21 bis 24 (z. B. Drosselklappensensor, Luftmengensen­ sor, Drosselklappenstellglied, Benzineinspritzung, Abgas­ rückführung, . . .), 30 eine Vorrichtung für die fahrzeugin­ terne und gegebenenfalls auch fahrzeugexterne Kommunikation mit daran angeschlossenen Komponenten wie Hinweis- und Alarmgeber 31, akustischen Ausgabeeinrichtungen 32, einer Anzeige 33 im weitesten Sinn (Bildschirm, Instrumente, . . .), einer Eingabeeinrichtung 34 (einzelne Knöpfe, Tasten, Tastatur) und einer Antenne 35, 40 ein Ortsbestimmungs- bzw. Navigationssystem mit angeschlossenen Sensoren 41, 42 (z. B. Kompaß), 50 eine vergleichsweise einfache Signalauf­ bereitung für die mehr oder minder direkte Einspeisung des Signals eines Sensors 51 auf den Bus 70.

Die Vorrichtungen 10, 20, 30, 40 können unterschiedliche Hardwareaufbauten sein. Häufig sind diese mit den ihnen übertragenen Aufgaben nicht ausgelastet, so daß es für die­ se Vorrichtungen möglich wäre, weitere Aufgaben zu überneh­ men. Dies kann dadurch geschehen, daß sie auch die Verar­ beitungen der Daten zum Zwecke der Reifendrucküberwachung übernehmen. Beispielsweise kann die Verarbeitung der Daten zur Reifendrucküberwachung im Ortsbestimmungssystem 40 er­ folgen. Dort ist dann neben der für den Primärzweck dieser Vorrichtung notwendigen Software auch ein Programm zur Vor­ nahme der Datenverarbeitungen für die Reifendrucküberwa­ chung gespeichert, das bei Bedarf in der Vorrichtung 40 ausgeführt wird. Zur Steuerung des Zugriffs auf die Vor­ richtungsresourcen durch einerseits das Primärzweckprogramm und andererseits die Reifendrucküberwachung können geeigne­ te Steuerungsmechanismen (z. B. zeitenweise Zuordnung, Prio­ ritätsregelung) vorgesehen sein.

Vorzugsweise wird das zur Datenverarbeitung zum Zwecke der Reifendrucküberwachung benötigte Programm einer ersten Vor­ richtung 40 ausgehend von einer ebenfalls im Fahrzeug vor­ gesehenen zweiten Vorrichtung 60 eingeschrieben, woraufhin es dann in der ersten Vorrichtung 40 bei Bedarf ausgeführt werden kann. Die zweite Vorrichtung 60 kann dann ein einfa­ cher Chip sein, der lediglich mit grundlegenden Eingabe- und Ausgabefunktionen (zur Übertragung der in ihm enthalte­ nen Daten) versehen sein muß. Die komplexeren Verarbeitun­ gen können dann anderweitig bzw. andernorts erledigt wer­ den. Damit ist eine einfache Nachrüstbarkeit möglich. Für die zweite Vorrichtung 60 kann ein Sockel vorgesehen sein, der dann, wenn die Reifendrucküberwachung gewünscht ist bzw. vorgesehen sein soll, mit einem entsprechenden Bau­ stein belegt wird. Das Einschreiben des Programms für die Reifendrucküberwachung in die erste Vorrichtung 40, ausge­ hend von der zweiten Vorrichtung 60, kann dann beispiels­ weise bei jedem Fahrzeugstart erfolgen, insbesondere dann, wenn das Programm in der ersten Vorrichtung 40 in einem flüchtigen Speicher gehalten wird.

Wenn mehrere erste Vorrichtungen zur Verfügung stehen (in Fig. 1 z. B. 10, 20, 30, 40), kann die geeignetste zur Durchführung der Reifendrucküberwachung ausgewählt werden, woraufhin dann das Einschreiben des Programms in der ausge­ wählten Vorrichtung erfolgt. Fig. 2 zeigt diese Vorgehens­ weise schematisch. Im Auswahlschritt 91 wird die geeignet­ ste Vorrichtung für die Vornahme der Reifendrucküberwachung ausgewählt. Auswahlkriterien können sein: Anderweitige Be­ lastung der ins Auge gefaßten Vorrichtung, erwarteter Bus­ verkehr, Hardwarekennwerte der Vorrichtung, Sicherheits­ überlegungen, usw. Wenn eine der Vorrichtungen ausgewählt ist, wird in sie das Programm zur Reifendrucküberwachung eingeschrieben (Schritt 92). Es wird hierzu aus der Vor­ richtung 60 ausgelesen und über den Bus 70 in die ausge­ wählte Vorrichtung eingeschrieben. Das Einschreiben kann in einen flüchtigen oder in einen nichtflüchtigen Speicher er­ folgen. Später bzw. bei Bedarf wird das Programm selbst dann ordnungsgemäß ausgeführt (Schritt 93).

Die erwähnten Vorgänge können gesteuert durch ein zentral oder dezentral vorgesehenes Betriebssystem gesteuert wer­ den. Ein mögliches Betriebssystem hierfür ist OSEK. Unter ihm kann zum einen das Einschreiben des Programms in der ersten Vorrichtung erfolgen. Darüber hinaus können die sich dann gegebenenfalls mittelbar ergebenden Kommunikations­ funktionen (Zuführung und Abführung von Daten zur ersten Vorrichtung) ebenfalls von diesem Betriebssystem gesteuert werden.

Zur Vornahme der verschiedenen Ein- und Ausgabevorgänge weisen die einzelnen Vorrichtungen 10, 20, 30, 40, 60 Schnittstellen 19, 29, 39, 49, 69 auf, die den Datenverkehr mitsteuern.

Je nach Komplexität des Systems im Fahrzeug kann ein Bussy­ stem oder auch eine beliebige andere Verbindung der unter­ schiedlichen Vorrichtungen vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung von Verarbeitungen zur Reifendrucküberwachung. Sie kann, muß aber nicht wie oben beschrieben für den externen Emp­ fang eines Programms ausgelegt sein. Sie weist einen inter­ nen Bus 47 auf, an den eine Schnittstelle 49, ein Festwert­ speicher 46 (ROM), eine Zentraleinheit 45 und ein Schreib/Lese-Speicher 44 (RAM) angeschlossen sind. Weiter­ hin können Signalwandler 43 für Signale von Sensoren 41, 42 an den Bus 47 angeschlossen sein. Im RAM 44 oder im ROM 46 kann ein Programm für die Reifendrucküberwachung gespei­ chert sein. Beispielsweise kann es wie oben von einer zwei­ ten Vorrichtung 60 vorab in das RAM 44 eingeschrieben wor­ den sein.

Viele der für die Reifendrucküberwachung benötigten Signale werden der Vorrichtung 40 selbst nicht unmittelbar zur Ver­ fügung stehen. Anstatt diese selbst zu ermitteln oder zu erzeugen, können diese, soweit vorhanden, von extern über die Schnittstelle 49 und den Bus 47 empfangen und dann wei­ terverwendet werden. Dadurch wird es überflüssig, bestimmte Daten mehrmals zu ermitteln bzw. bestimmte Vorgänge mehr­ mals auszuführen.

Soweit in der Vorrichtung 40 mehrere Aufgaben ausgeführt werden (z. B. Fahrzeugortsbestimmungssystem und Reifendruck­ überwachung) und hierzu verschiedene Verarbeitungskomponen­ ten im Sinne von Tasks oder Programmen verwendet werden, kann der Datenaustausch auch innerhalb der Vorrichtung 40 zwischen diesen Komponenten erfolgen. Es ergeben sich dann sinngemäß die gleichen Vorteile.

Die erfindungsgemäße Reifendrucküberwachung kann nicht nur Daten zu ihrer Datenverarbeitung empfangen, sondern diese auch selbst zur Verwendung in anderen Komponenten bzw. Vor­ richtungen ausgeben und hierfür entsprechende Einrichtungen aufweisen. So kann sie beispielsweise Radradien, die von ihr ermittelt wurden, anderen Vorrichtungen bzw. Komponen­ ten zur Verfügung stellen. Beispielsweise können die Radra­ dien in einer Vorrichtung (beispielsweise in der Bremsenre­ gelung 10) dazu verwendet werden, die Fahrzeugreferenzge­ schwindigkeit genauer zu bestimmen. Ein anderes Beispiel ist die Übertragung von Informationen an den Ein- und Aus­ gabebaustein 30, so daß geeignete Ausgaben betreffend die Reifendrücke an den Fahrer erzeugt werden können.

Die Verbindung zwischen den einzelnen Vorrichtungen kann so gestaltet sein, daß bestimmte Signale wiederholt bzw. zy­ klisch nach einem bekannten Muster auf der gemeinsamen Ver bindung bzw. insbesondere auf dem Bus 70 liegen und dann bezugnehmend auf das bekannte Muster von diesem Bus bzw. von der Verbindung abgegriffen werden können. Der Bus 70 kann ein CAN-Bus sein.

Anstelle des Navigationssystems kann auch die Bremsenrege­ lung 10 zur Durchführung der Reifendrucküberwachung heran­ gezogen werden. Insbesondere kann die Verknüpfung mit einem Antiblockiersystem, einem Antriebsschlupfregelsystem oder einem elektronischen Stabilitätsprogramm erfolgen.

Claims (12)

1. Verfahren zur Reifendrucküberwachung in einem Fahrzeug, bei dem bezugnehmend auf Daten eines Fahrzeugrades, die vom Durchmesser des Rades abhängen, mittels einer Ver­ arbeitung der Daten Informationen zum Reifendruck an einem Rad ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der Daten in einer auch für andere Zwecke verwendeten ersten Vorrichtung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der Datenverarbeitung ein Programm zur Ver­ arbeitung der Daten von einer zweiten im Fahrzeug vor­ handenen Vorrichtung in die erste Vorrichtung einge­ schrieben und später dort ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß bei mehreren zur Verfügung stehenden ersten Vorrichtungen die geeignetste ausgesucht wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem digitalen System unter Steuerung eines Betriebssystems ausgeführt wird.

5. Verfahren zur Reifendrucküberwachung in einem Fahrzeug, bei dem bezugnehmend auf Daten eines Fahrzeugrades, die vom Durchmesser des Rades abhängen, mittels einer Ver­ arbeitung der Daten Informationen zum Reifendruck an einem Rad ermittelt werden, insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere oder alle der zu verarbeitenden Daten einer oder mehreren anderen Verarbeitungskomponenten oder ei­ nem Bus entnommen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einem Bus vorverarbeitete Sensordaten entnommen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß weiterzuverarbeitende Daten einer anderen Ver­ arbeitungskomponente entnommen werden.

8. Reifendrucküberwachungssystem in einem Fahrzeug, bei dem bezugnehmend auf Daten eines Fahrzeugrades, die vom Durchmesser des Rades abhängen, mittels einer ersten vorrichtung (10, 20, 30, 40) zur Verarbeitung der Daten Informationen zum Reifendruck an einem Rad ermittelt werden, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung auch zur Durchführung von Verar­ beitungen für andere Zwecke ausgelegt ist und verwendet wird.

9. System nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine im Fahrzeug vorhandene zweite Vorrichtung (60), die mit der ersten Vorrichtung (10, 20, 30, 40) verbunden ist und von der vor Beginn der Datenverarbeitung ein Pro­ gramm zur Verarbeitung der Daten in die erste Vorrich­ tung (10, 20, 30, 40) eingeschrieben wird, wo es später ausgeführt wird.

10. System nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ei­ ne Steuerung, die zumindest den Einschreibvorgang steu­ ert.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung dann, wenn mehrere erste Vorrichtungen zur Verfügung stehen, eine Auswahl vornimmt.

12. Reifendrucküberwachungssystem in einem Fahrzeug, bei dem bezugnehmend auf Daten eines Fahrzeugrades, die vom Durchmesser des Rades abhängen, mittels einer ersten Vorrichtung zur Verarbeitung der Daten Informationen zum Reifendruck an einem Rad ermittelt werden, insbe­ sondere nach einem der Ansprüche 8 bis 11 und insbeson­ dere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung (10, 20, 30, 40) eine Empfangs­ einrichtung (19, 29, 39, 49) zum Empfangen von Daten von einer anderen Verarbeitungskomponente oder von ei­ nem Bus aufweist.