DE3879384T2 - Verfahren zur auswertung von druck- und temperaturmessung in einer reifendruckueberwachungseinrichtung. - Google Patents

Verfahren zur auswertung von druck- und temperaturmessung in einer reifendruckueberwachungseinrichtung.

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DE3879384T2 DE8888118219T DE3879384T DE3879384T2 DE 3879384 T2 DE3879384 T2 DE 3879384T2 DE 8888118219 T DE8888118219 T DE 8888118219T DE 3879384 T DE3879384 T DE 3879384T DE 3879384 T2 DE3879384 T2 DE 3879384T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft Systeme zur Überwachung von Luftreifen. Sie betrifft insbesondere die Auswertung von an Luftreifen durchgeführten Messungen im Hinblick auf die Auslösung eines oder mehrerer Alarme.
  • Die Patentanmeldung WO 87/00127 beschreibt eine Codiervorrichtung, die sich zur Übertragung des Drucks und der Temperatur eines Luftreifens vom Rad zum Fahrzeug eignet. Wenn bei einem Fahrzeug eine Messung der Temperatur eines Reifens im Hinblick auf seine dauernde Überwachung durchgeführt wird, ist es schwierig, die genaue Temperatur der Luft zu messen, mit welcher der Reifen aufgepumpt ist. Diese Temperatur wird aber zu einer sehr genauen Überwachung des Reifens benötigt. Es ist möglich, eine Korrektur des Reifendrucks in Abhängigkeit von der Temperatur vorzunehmen. Man kann aber auch das Verhältnis der durch den absoluten Druck dividierten absoluten Temperatur überwachen, da dieses Verhältnis in erster Näherung der Molzahl proportional ist, die konstant bleiben muß, solange nicht ein Verlust an dem Fluid auftritt, mit dem der Reifen aufgepumpt ist.
  • Der Temperaturdetektor unterliegt dem störenden Einfluß der Temperatur der Felge, auf welcher der Reifen montiert ist. Bei praktisch allen Fahrzeugen umgibt diese Felge die Bremsorgane. Bei intensiver Betätigung geben diese Bremsorgane eine bedeutende Wärmemenge ab. Daraus resultiert ein Meßfehler, da die gemessene Temperatur höher ist als die tatsächliche Temperatur der Luft im Reifeninneren. Unabhängig von Bremsmanövern befindet sich die Felge die meiste Zeit auf einer Temperatur, die niedriger ist als die Innentemperatur des Reifens, wodurch wiederum eine zu niedrigere Temperatur erfaßt wird.
  • Andere Ursachen stören ebenfalls die Abschätzung der Luftmenge (Molzahl) in Luftreifen. So erleiden die äußeren Reifen bei Kurvenfahrt eine Stauchung und dementsprechend eine Volumenverringerung und damit eine Druckerhöhung, während das Umgekehrte bei den Reifen auf der entgegengesetzten Seite der Fall ist. Auch hierdurch können entsprechend Fehler durch zu hoch oder zu niedrig berechnete Molzahl auftreten.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Störungsursachen zu berücksichtigen, ohne zusätzliche Detektoren vorzusehen. Es handelt sich entsprechend darum, in geeigneter und rascher Weise entscheiden zu können, ob sich ein Reifen oder allgemeiner eine sich drehende Einheit in einem anomalen Zustand befindet.
  • Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zur Signalauswertung in einem System zur Überwachung der Luftreifen eines Fahrzeugs, wobei das System mindestens einen Meßwert für den Druck sowie für die Temperatur liefert und die Meßwerte für jeden der Luftreifen erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß, auf der Basis der etwa zum gleichen Zeitpunkt erhaltenen Meßwerte des Drucks und der Temperatur in jedem der Reifen,
  • - für jeden Reifen ein Schätzwert der Molzahl durch Vornahme der Rechenoperation "absoluter Druck geteilt durch die absolute Temperatur" berechnet wird, und
  • - dieser für einen Reifen berechnete Schätzwert mit mindestens dem gleichen, für einen anderen Reifen des Fahrzeugs berechneten Schätzwert mittels Rechenoperationen verglichen wird, die unter Summationen, Differenzbildungen, Verhältnisbildungen, Produktionsbildungen und Kombinationen dieser Rechenoperationen ausgewählt sind, und ein Alarm gegeben wird, wenn das Ergebnis dieses Vergleichs von einem experimentell bestimmten Wert abweicht.
  • Im folgenden wird detaillierter beschrieben, auf welche Weise die Erfindung bei einem Tourenwagen realisiert werden kann, wobei die dabei gemachten Angaben nicht als einschränkend gewertet werden dürfen.
  • An jedem Rad werden Detektoren für den Druck und die Temperatur des Reifens sowie diejenigen Elemente vorgesehen, die erforderlich sind, um einen Meßwert dieser Parameter zu gewinnen (und nicht nur einen Grenzwert zu erfassen), sowie die Elemente, die zur Übertragung der Meßwerte zum Fahrzeug erforderlich sind. Hierfür können sämtliche geeigneten Vorrichtungen herangezogen werden, beispielsweise die Vorrichtung gemäß der Patentanmeldung WO 87/00127.
  • Am Fahrzeug wird ein Decoder vorgesehen, der an den angewandten Codetyp angepaßt ist, um so über Meßwerte des absoluten Drucks P und der absoluten Temperatur T für jeden Reifen zu verfügen. Die Schätzwerte P/T werden für jedes Rad dauernd berechnet. Der Pannenindikator N stellt einen Bruch dieser beiden Summen dar. Bei einem Fahrzeug mit vier Reifen, wie beispielsweise einem Tourenwagen, wird N vorzugsweise wie folgt berechnet:
  • worin die Indices folgende Bedeutungen haben:
  • AVG bedeutet, daß der Schätzwert P/T zum Reifen links vorn gehört,
  • AVG bedeutet, daß der Schätzwert P/T zum Reifen rechts vorn gehört,
  • ARG bedeutet, daß der Schätzwert P/T zum Reifen links hinten gehört, und
  • ARD bedeutet, daß der Schätzwert P/T zum Reifen rechts hinten gehört.
  • Auf diese Weise wird ein Pannenindikator "über Kreuz" durch Analogie mit der Art konstruiert, wie der Vergleich zwischen den vier Schätzwerten zur Überwachung der Gesamtheit eines Tourenfahrzeugs durchgeführt wird.
  • Es ist in gleicher Weise auch möglich, einen Pannenindikator "parallel" zu konstruieren, wobei in diesem Fall im Zähler des Bruchs die Summe der auf die Reifen einer Seite bezogenen Verhältnisse und im Nenner die Summe der auf die Reifen der anderen Seite bezogenen Verhältnisse stehen. Es ist ferner auch möglich, Indikatoren zu konstruieren, indem zwei Reifen lediglich für eine Achse oder für eine Seite des Fahrzeugs verglichen werden, wobei ein Verhältnis oder eine Differenz der Schätzwerte errechnet wird.
  • Für Fahrzeuge mit mehr als zwei Achsen können beispielsweise Summen berechnet werden, die so viele Terme aufweisen, wie Achsen vorhanden sind. Man berechnet auch in diesem Fall einen Indikator "parallel", indem man für jeden Wechsel der Achse auf derselben Seite bleibt, um jede Summe aufzubauen, oder einen Indikator "über Kreuz", indem zur Erzeugung jeder Summe bei jedem Wechsel der Achse die Seite gewechselt wird.
  • Für ein Fahrzeug mit zwei Achsen werden die besten Ergebnisse mit einem Indikator "über Kreuz" erhalten. Der Indikator ist, neben einer guten Unempfindlichkeit gegenüber durch die Bremsen freigesetzten Wärmenmengen, an wenigsten anfällig gegen Störungen, die durch andere Parameter hervorgerufen sind (beispielsweise Lastübertragung, statische Belastung, Wirkung der Zentrifugalkraft auf die Detektoren).
  • Mit Hilfe eines Mikroprozessors können so in Echtzeit die Schätzwerte P/T für sämtliche Reifen erhalten werden; anschließend wird der Indikator N "über Kreuz" berechnet. Der über eine Zeitperiode t&sub1; von größenordnungsmäßig zwei Sekunden gefilterte Wert dieses Indikators erlaubt die Unterdrükkung sämtlicher sehr kurzzeitiger Fluktuationen, deren Frequenz kleiner ist als ein Wert, der im wesentlichen der Raddrehzahl entspricht. Dieser Indikator erlaubt so die sehr rasche Feststellung, daß bei einem der Reifen ein anomaler Zustand vorliegt. Sehr rasch bedeutet eine sehr kurze Zeit nach dem effektiven Auftreten der Anomalie, beispielsweise der Reifenpanne. Dies geschieht mit dem einzigen Nachteil, daß die Identifizierung des defekten Reifens unmöglich wird. Die Überwachung erfolgt allerdings ohne Nachteil bezüglich der Schnelligkeit und mit dem Vorteil der Genauigkeit der an den Reifen vorgenommenen Messungen. Die Eignung eines Überwachungssystems für Reifen zur schnellen Überwachung ist für Hochleistungsfahrzeuge von fundamentaler Bedeutung. Mit einem derartigen Indikator kann die Alarmschwelle auf einen Wert abgesenkt werden, der es erlaubt, den Vorteil der Genauigkeit der Detektoren sowie der Codier- und Decodierschaltungen beizubehalten. So kann beispielsweise ein Alarm ausgelöst werden, wenn N-1 ≥ 2 % ist. Der Wert dieser Alarmschwelle muß experimentell bestimmt werden, wobei insbesondere der Typ des erzeugten Indikators und der Fahrzeugtyp berücksichtigt werden. Bei individueller Überwachung der Reifen muß die Alarmschwelle auf über 10 % gesetzt werden, wobei das Risiko falschen Alarms resultiert, insbesondere bei den vorderen Reifen, aufgrund des überwiegenden Einflusses der Bremsen sowie der Tatsache, daß in diesem Fall die ungünstigste Hypothese der Verwendung des Fahrzeugs zur Wahl der Alarmschwelle berücksichtigt werden muß.
  • Das beschriebene Verfahren zur Signalauswertung kann in sehr nützlicher Weise, erforderlichenfalls selbst nach einem längeren Zeitintervall, so vervollständigt werden, daß damit eine Idendifizierung des betreffenden Reifens und die Aktivierung eines zweiten Alarms möglich werden.
  • Man berechnet beispielsweise das Verhältnis N wie oben (während des Zeitintervalls t&sub1; gefilterer Wert) und berechnet dann die während des Zeitintervalls t&sub2; gefilterten Werte folgender Verhältnisse:
  • Anschließend
  • - wird ein Alarm bezüglich des Reifens vorn links ausgelöst, wenn N-1 > x und/oder NV-1 > y und/oder wenn NG-1 > z sind, wobei y und z experimentell bestimmte Prozentwerte sind,
  • - wird ein Alarm bezüglich des Reifens vorn rechts ausgelöst, wenn N-1 > x und/oder wenn NV-1 > y und/oder wenn ND-1 > z sind,
  • - wird ein Alarm bezüglich des Reifens hinten links ausgelöst, wenn N-1 > x und/oder wenn NR-1 > y und/oder wenn NG-1 > z sind, und
  • - wird ein Alarm bezüglich des Reifens hinten rechts ausgelöst, wenn N-1 > x und/oder wenn NR-1 > y und/oder wenn ND-1 > z sind.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Schätzwert P/T individuell für jedes Rad überwacht und ein Alarm bei Überschreiten des Schwellenwertsausgelöst werden, wobei der Schwellenwert nicht mehr fest ist, sondern dauernd in Abhängigkeit vom Wert eines nach dem oben erläuterten Prinzip aufgebauten Indikators berechnet wird. Es ist auch möglich, in Abhängigkeit vom Wert eines Indikators den Schwellenwert eines anderen Indikators anzupassen. Zur Erläuterung sei festgestellt, daß, bei einem Tourenwagen, der Indikator "Achse parallel" (Verhältnis der Summen der Schätzwerte der Räder für eine Achse) die Bremsenbetätigung sehr gut berücksichtigt. Man kann entsprechend die Alarmschwellenwerte für die vorderen Reifen nur dann festsetzen, wenn der Einfluß der Bremsen stark ist, oder zumindest diesem Umstand in irgend einer anderen Weise Rechnung tragen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Signalauswertung in einem System zur Überwachung der Luftreifen eines Fahrzeugs, wobei das System mindestens einen Meßwert für den Druck sowie für die Temperatur liefert und die Meßwerte für jeden der Luftreifen erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß, auf der Basis der etwa zum gleichen Zeitpunkt erhaltenen Meßwerte des Drucks und der Temperatur in jedem der Reifen,
- für jeden Reifen ein Schätzwert der Molzahl durch Vornahme der Rechenoperation "absoluter Druck geteilt durch die absolute Temperatur" berechnet wird und
- dieser für einen Reifen berechnete Schätzwert mit mindestens dem gleichen, für einen anderen Reifen des Fahrzeugs berechneten Schätzwert mittels Rechenoperationen verglichen wird, die unter Summationen, Differenzbildungen, Verhältnisbildungen, Produktbildungen und Kombinationen dieser Rechenoperationen ausgewählt sind, und ein Alarm gegeben wird, wenn das Ergebnis dieses Vergleichs von einem experimentell bestimmten Wert abweicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich wie folgt durchgeführt wird:
- Berechnen der Summe S&sub1; des genannten Verhältnisses für einen Reifen einer ersten Achse und mindestens dieses Verhältnisses für einen Reifen einer anderen Achse,
- Berechnen der Summe S&sub2; des genannten Verhältnisses für den anderen Reifen der ersten Achse und mindestens dieses Verhältnisses für einen Reifen einer andere Achse, wobei diese Summen S&sub1; und S&sub2; die gleiche Anzahl Terme aufweisen,
- Berechnen von N = S&sub1;/S&sub2; und
- Auslösen eines Alarms, wenn N-1 größer ist als ein experimentell bestimmter Prozentwert x.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich wie folgt durchgeführt wird:
- Berechnen von N
wobei
P den absoluten Druck und
T die absolute Temperatur bedeuten, und die Indices die Herkunft der herangezogenen Werte angeben,
wobei
. AVG den Reifen vorn links,
. AVG den Reifen vorn rechts,
. ARG den Reifen hinten links und
. ARD den Reifen hinten rechts bezeichnen,
und
- Auslösen eines Alarms, wenn N-1 größer ist als ein experimentell bestimmter Prozentwert x.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der während des Zeitintervalls tl gefilterte Wert des Verhältnisses N verwendet wird, gekennzeichnet durch
- Berechnen des während des Zeitintervalls t&sub2; mit t&sub2; > t&sub1; gefilterten Wertes folgender Indikatoren:
- Auslösen eines Alarms bezüglich des Reifens vorn links, wenn N-1 > x und/oder wenn NV-1 > y und/oder wenn NG-1 > z sind, wobei y und z experimentell bestimmte Prozentwerte sind,
- Auslösen eines Alarms bezüglich des Reifens vorn rechts, wenn N-1 > x und/oder wenn NV-1 > y und/oder wenn ND-1 > z sind,
- Auslösen eines Alarms bezüglich des Reifens hinten links, wenn N-1 > x und/oder wenn NR-1 > y und/oder wenn NG-1 > z sind, und
- Auslösen eines Alarms bezüglich des Reifens hinten rechts, wenn N-1 > x und/oder wenn NR-1 > y und/oder wenn ND-1 > z sind.
DE8888118219T 1987-11-09 1988-11-02 Verfahren zur auswertung von druck- und temperaturmessung in einer reifendruckueberwachungseinrichtung. Expired - Lifetime DE3879384T2 (de)

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