EP1487649A1 - System zur berwachung der reifenzustands - Google Patents

System zur berwachung der reifenzustands

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Publication number
EP1487649A1
EP1487649A1 EP03744309A EP03744309A EP1487649A1 EP 1487649 A1 EP1487649 A1 EP 1487649A1 EP 03744309 A EP03744309 A EP 03744309A EP 03744309 A EP03744309 A EP 03744309A EP 1487649 A1 EP1487649 A1 EP 1487649A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
monitoring
wheels
torques
drive torques
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03744309A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Polzin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10303492A external-priority patent/DE10303492A1/de
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1487649A1 publication Critical patent/EP1487649A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/06—Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle
    • B60C23/061—Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle by monitoring wheel speed

Definitions

  • the invention relates to a system for monitoring the tire condition according to the preamble of claim 1.
  • DE 36 30 116 A and DE 32 36 520 C describe a device for displaying the condition of the tires of a vehicle, in which the differences in the rotational speeds of individual wheels under certain operating conditions (unbraked, unaccelerated straight-ahead driving) are determined. In particular, it is proposed to normalize these rotational speeds to the respective vehicle speed.
  • DE 41 13 278 A describes a tire tolerance adjustment in which ratios of the rotational speeds of wheels on each because one side of the vehicle is formed and correction values for comparison are derived from it.
  • the object of the present invention is to optimize the tire condition detection.
  • the invention is based on a method or a device for monitoring the tire condition on the driven wheels of a motor vehicle.
  • the rotary movements of the driven wheels are recorded and quantities which are dependent on the recorded rotary movements are generated.
  • the quantities generated are linked to one another. Monitoring then takes place depending on the link result.
  • the essence of the invention is that the drive torque acting on the drive wheels continues to be included in the monitoring.
  • the background of the invention is that, in the case of different types of tires, the rolling circumference changes so much differently as a function of the drive torque that a change in the rolling circumference caused by pressure loss can be compensated for and therefore not recognized. For the same reason, mispricing of pressure drops can also occur. If, according to the invention, the influence of the drive torque is now taken into account in the tire pressure loss detection, pressure loss can also be detected reliably and without error detections in such cases.
  • a signal which represents the tire condition is generated as a function of the link result and as a function of the drive torque acting on the drive wheels.
  • display means are provided which indicate the tire condition in response to the signal from the evaluation means.
  • at least two linkage results are recorded with at least two different drive torques and the change in the linkage results in relation to these drive torques is included in the monitoring.
  • At least two linkage results are recorded for at least two different drive torques and the change in the linkage results in relation to these drive torques is included in the generation of the signal for display.
  • the change in the linking results with respect to the drive torques is compared with at least one threshold value. Monitoring then takes place as a function of the comparison result and / or the signal is generated as a function of the comparison result.
  • the monitoring according to the invention is not used during all operating states.
  • the drive torque acting on the drive wheels can only be included in the monitoring when lower drive torques are present, in particular when drive torques are below a threshold value. It is particularly provided that
  • the drive torque acting on the drive wheels is included in the monitoring and - in the presence of higher drive torques, in particular in the presence of drive torques above a threshold value, the monitoring is independent of that acting on the drive wheels Driving torque happens.
  • the monitoring in an all-wheel drive vehicle can advantageously be driven.
  • the wheel speeds numbers of non-driven wheels are taken into account in the monitoring.
  • An operation of the all-wheel-drive vehicle is conceivable, for example, in which an additional axle drive is only activated when required.
  • the recorded wheel speeds are linked to different linking results. For example, redundant monitoring can be carried out if one linking result provides an axle-wise and another linking result a diagonal linking of the wheel speeds.
  • the control of the differential lock present in the vehicle can be included in the monitoring.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the system according to the invention.
  • FIGS. 2, 3, 4 and 5 represent dependencies of a wheel speed difference on the drive torque.
  • FIG. 6 describes the exemplary embodiment using a flow chart.
  • the wheel speeds Vij are fed to the ABS and / or ASR and / or ESP module 20, the module 20 being designed as a known anti-lock braking system and / or traction control system and / or driving stabilization system, by means of which variables from the wheel speeds are known in a known manner (For example, wheel slip and / or wheel deceleration) are formed in order to bring the tendency to lock and / or the wheel to spin and / or for example a yaw behavior of the vehicle to a desired level.
  • a known anti-lock braking system and / or traction control system and / or driving stabilization system by means of which variables from the wheel speeds are known in a known manner (For example, wheel slip and / or wheel deceleration) are formed in order to bring the tendency to lock and / or the wheel to spin and / or for example a yaw behavior of the vehicle to a desired level.
  • the wheel speed signals Vij can be supplied to units 30 for tire tolerance adjustment. Correction values for correcting the
  • Wheel speed signals determined. This happens because different tire diameters of the wheels can simulate different slip sizes and thus deteriorate the ABS and / or ASR and / or ESP regulation.
  • the wheel speeds are compared with one another in a known manner in certain operating states (no slippage, for example, unbraked, unaccelerated driving straight ahead) and from the
  • Deviations derived the correction values can then be stored in a memory 50.
  • Essential for the present invention is the unit 40 for recognizing the tire status, to which the wheel speeds Vij are also supplied. If a tire defect, for example a loss of tire pressure, is determined, a signal device SO is activated by the signal S from the unit 40. In the simplest case, this display device 80 can be a warning lamp which merely indicates whether a tire defect has been detected or not. In this case the signal S only has to take two values. In addition, the display device 80 can be designed such that it is indicated which tire has the defect.
  • the unit 40 is supplied by the motor control 90 with the wheel torque Mrad currently acting on the drive wheels.
  • This wheel torque can be caused, for example, by that present in modern engine control devices
  • Engine output torque taking into account the gear ratio and, if necessary, under Considering a converter and other units located in the driveline between the engine and the wheels.
  • Known tire pressure monitoring systems are generally not connected or networked in the vehicle to other systems that control or regulate driving functions. In such systems mentioned at the outset, only the wheel speed sensors are used. A tire pressure loss is recognized if the wheel with a pressure loss deviates for a long time
  • Differences in the wheel speeds are generally integrated in the evaluation algorithm, the differences usually being formed axially. As soon as one of the differences exceeds a predefinable or parameterizable threshold, a pressure loss is recognized. This can be seen in FIG. 2.
  • V vl _ vr (Vvl - Vvr) / V Fz
  • Vp z plotted as a function of the wheel torque Mrad acting on the drive wheels.
  • the front wheels are driven.
  • Vj> V r should be, i.e. a pressure loss in the front left tire. If there is a pressure loss in the front right tire, this results in comparison with the Figures 2, 3, 4 and 5 mirror images.
  • the tires on the drive axle of the vehicle are of the same type. This means that the wheel torque-dependent deformation of the tires also takes place in the same way. The dependency shown in FIG. 2 is thus reached.
  • the area 2B are the values that correspond to the nominal tire pressure.
  • the values which indicate a pressure loss are in the regions 2A.
  • Values indicate a loss of tire pressure, labeled 3A, while the values in the area 3C represent the nominal pressure area.
  • EEPROM electronic erasable programmable read only memory
  • the pressure loss detection thresholds (to the areas 2A, 5C in FIGS. 2 and 5) are provided with a safety distance above the target state. If a greater difference in the wheel speeds then occurs in the detection phase, which is indicated by the distance ⁇ V v
  • the "bands" in Figures 2, 3, 4 and 5 represent envelopes of measured values.
  • the previous evaluation algorithm shown on the basis of FIG. 2 can also be used reliably for the drive axle.
  • detection with the previous algorithm, in which a fixed detection threshold is used, is not possible.
  • Figures 3, 4 and 5 differ significantly from the area 2A ( Figure 2, similar tires).
  • the rolling circumference is independent of air pressure. This means that with drive torques Mrad in this area 3B, a pressure loss cannot be detected in the conventional manner described.
  • Detection thresholds can be combined with the detection according to the invention (FIG. 4, detection by gradient evaluation). In the area of smaller wheel torques, the detection threshold is quickly exceeded in the event of pressure loss. The previous detection (area 5C) is effective here.
  • pressure loss can then be recognized from the gradient calculation 5B (detection via the described new method). With the additional drive torque information, a pressure loss can thus be reliably detected even with driven wheels.
  • FIG. 6 shows an example of a sequence of the embodiment according to FIG. 5.
  • step 52 the difference ⁇ V v ⁇ _ vr is calculated from the wheel speeds Vvl, Vvr of the driven wheels according to the formula described above.
  • the current wheel torque Mrad is also read in.
  • step 53 the wheel torque Mrad is compared with a first threshold value SW1.
  • step 56 the signal S is generated which indicates a loss of tire pressure.
  • the amount of the difference exceeds ⁇ V vj . If the value is not SW3, there is no detectable loss of air pressure and the process goes directly to the final step 58.
  • the gradient ST ⁇ V is formed in step 54.
  • the gradient ST ⁇ V represents the change in the ⁇ V v j_ vr dependent on the wheel torque. In the simplest case, two difference values ⁇ V v] are used for this. vr , which have been recorded at different wheel torques, are subtracted from each other and divided by the difference of the respective wheel torques. The slope of straight line 5B shown in FIG. 5 is thus obtained.
  • the magnitude of the gradient ST ⁇ V is compared with a threshold value SW2.
  • step 56 the signal S is generated which indicates a loss of tire pressure. If the magnitude of the gradient ST ⁇ V does not exceed the value SW2, there is no loss of air pressure and the process proceeds directly to the final step 58.
  • vij in accordance with the detected wheel speed signals
  • tire condition variables Two different linking results are determined for tire condition variables, which are determined on the basis of the axle speed ( ⁇ v A ) as well as on the diagonal ( ⁇ v D ) based on the wheel speed variables V R , v V , VV R , and V VL standardized to the vehicle speed v car .
  • These two tire condition variables are initially calibrated at nominal pressure and serve as reference setpoints for the following monitoring. Then the actual state (current wheel speed difference) is compared with the target state. As soon as setpoints and actual values differ by a parameterizable amount, pressure loss is recognized and, if necessary, communicated to the driver acoustically and / or optically.
  • the drive torque distribution on the wheels can be included in the monitoring as a further variable.
  • coupling the wheels with each other both axially and longitudinally by means of a differential lock as is the case, for example, with all-wheel drive vehicles
  • this information can be used to determine the drive torque distribution. Based on this drive torque distribution, theoretical values of individual wheel speeds and thus the tire condition variables ⁇ v Alt eor ud ⁇ v D
  • the tire condition variables .DELTA.v A and .DELTA.v D which are based on the real wheel speeds, can then be compared with the theoretical values .DELTA.V A ⁇ theor and .DELTA.v D , t eor . As soon as a difference between the two different data sets exceeds a parameterizable threshold value, a pressure loss in a tire is recognized.

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren beziehungsweise einer Vorrichtung zur Ü­berwachung des Reifenzustands an den angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs. Zur Überwachung werden die Drehbewegungen der angetriebenen Räder erfasst und Grössen, die von den erfassten Drehbewegungen abhängig sind, erzeugt. Weiterhin werden die er­zeugten Grössen miteinander verknüpft. Die Überwachung geschieht dann abhängig von dem Verknüpfungsergebnis. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass in Überwachung weiterhin das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment eingeht. Der Hintergrund der Erfindung besteht darin, dass bei verschiedenartigen Reifen sich der Abrollumfang in Abhängigkeit vom Antriebsmoment so stark unterschiedlich verändert, dass eine druck­verlustbedingte Abrollumfangsänderung kompensiert werden kann und damit nicht er­kannt wird. Wird nun Erfindungsgemäss der Antriebsmomenteneinfluss bei der Reifen­druckverlusterkennung berüicksichtigt, so kann auch in solchen Fällen Druckverlust si­cher und ohne Fehlerkennungen, erkannt werden.

Description

System zur Überwachung des Reifenzustands
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem System zur Überwachung des Reifenzustands nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind System zur Reifenzustandserkennung in vielerlei Variationen bekannt. Neben Systemen, die den Reifendruck direkt sensieren, ist es bekannt, die durch Luftverlust oder erhöhten Abrieb bedingten Änderungen des Reifendurchmessers derart zu sensieren, dass die Drehgeschwindigkeiten der Räder ausgewertet werden.
So wird in der DE 36 30 116 A und in der DE 32 36 520 C eine Einrichtung zum Anzeigen des Zustandes von Reifen eines Fahrzeugs beschrieben, bei dem die Differenzen der Drehgeschwindigkeiten einzelner Räder bei bestimmten Betriebszuständen (ungebremste, unbeschleunigte Geradeausfahrt) ermittelt werden. Insbesondere wird vorgeschlagen, diese Drehgeschwindigkeiten auf die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit zu normieren.
Ebenso ist es aus der EP 0 291 217 B 1 bekannt. Differenzen von Drehgeschwindigkeiten einzelner Räder zur Reifenzustandserkennung zu verwenden.
In der DE 41 13 278 A wird ein Reifentoleranzabgleich beschrieben, bei dem zum Ab- gleich der Raddrehzahlen Verhältnisse der Drehgeschwindigkeiten von Rädern auf je- weils einer Fahrzeugseite gebildet und daraus Korrekturwerte zum Abgleich abgeleitet werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Reifenzustandserkennung zu optimieren.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren beziehungsweise einer Vorrichtung zur Ü- berwachung des Reifenzustands an den angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs. Zur Überwachung werden die Drehbewegungen der angetriebenen Räder erfasst und Größen, die von den erfaßten Drehbewegungen abhängig sind, erzeugt. Weiterhin werden die er- zeugten Größen miteinander verknüpft. Die Überwachung geschieht dann abhängig von dem Verknüpfungsergebnis. Der Kem der Erfindung besteht darin, dass in die Überwachung weiterhin das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment eingeht.
Der Hintergrund der Erfindung besteht darin, dass bei verschiedenartigen Reifen sich der Ab- rollumfang in Abhängigkeit vom Antriebsmoment so stark unterschiedlich verändert, dass eine druckverlustbedingte Abrollumfangsänderung kompensiert werden kann und damit nicht erkannt wird. Aus dem selben Grund kann es auch zu einer Fehlerkennung von Druckverlusten kommen. Wird nun erfindungsgemäß der Antriebsmomenteneinfluß bei der Reifendruckverlusterkennung berücksichtigt, so kann auch in solchen Fällen Druckverlust sicher und ohne Fehlerkennungen, erkannt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass abhängig von dem Verknüpfungsergebnis und abhängig von dem auf die Antriebsräder wirkenden Antriebsmoment ein Signal, das den Reifenzustand repräsentiert, erzeugt wird. Bei dieser Ausgestaltung sind Anzeigemittel vorgesehen, die auf das Signal der Auswertemittel hin den Reifenzustand anzeigen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Verknüpfungsergebnisse bei wenigstens zwei unterschiedlichen Antriebsmomenten erfasst werden und die Änderung der Verknüpfungsergebnisse in Bezug auf diese Antriebsmomente in die Überwachung eingeht.
Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Verknüp- fungsergebnisse bei wenigstens zwei unterschiedlichen Antriebsmomenten erfasst werden und die Änderung der Verknüpfungsergebnisse in Bezug auf diese Antriebsmomente in die Erzeugung des Signals zur Anzeige eingeht.
Bei den beiden letztgenannten Ausführungsformen wird die Änderung der Verknüpfungsergebnisse in Bezug auf die Antriebsmomente mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen. Die Überwachung geschieht dann abhängig von dem Vergleichsergebnis und/oder die Erzeugung des Signals geschieht abhängig von dem Vergleichsergebnis.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Überwachung nicht während aller Betriebszustände benutzt wird. So kann beispielsweise nur bei Vorliegen geringerer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten unterhalb eines Schwellenwertes, das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment in die Ü- berwachung eingehen. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass
- bei Vorliegen geringerer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten unterhalb eines Schwellenwertes, das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment in die Überwachung eingeht und - bei Vorliegen höherer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten oberhalb eines Schwellenwertes, die Überwachung unabhängig von dem auf die Antriebsräder wirkenden Antriebsmoment geschieht.
Vorteilhafterweise kann die Überwachung bei einem Allradfahrzeug angetrieben werden. Dabei können neben den Raddrehzahlen der angetriebenen Rädern auch die Raddreh- zahlen der nichtangetriebenen Räder in der Überwachung berücksichtigt werden. Denkbar ist hierbei beispielsweise ein Betrieb des Allradfahrzeugs, bei dem nur bei Bedarf eine weiterer Achsantrieb hinzugeschalten wird. Weiterhin ist vorgesehen, dass die erfassten Raddrehzahlen zu unterschiedlichen Verknüpfungsergebnissen verknüpft werden. So kann beispielsweise eine redundante Überwachung durchgeführt werden, wenn ein Verknüpfungsergebnis eine achsweise und ein anderes Verknüpfungsergebnis eine diagonale Verknüpfung der Raddrehzahlen vorsieht. Darüber hinaus kann in die Überwachung die Ansteuerung der im Fahrzeug vorhandenen Differentialsperre eingehen. So ist denkbar, dass die Kopplung der Radgeschwindigkeiten durch eine Quersperre, d.h. achsweisen Sperrung und/oder durch eine Längssperre zwischen den Achsen zu einer Zwangskopplung der Raddrehzahlen führt und Auswirkungen auf die Überwachung nach sich zieht. Durch eine Berücksichtigung der Differentialsperre bei der Überwachung kann die Feststellung eines Druckverlustes verbessert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt dazu ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems. Die Figuren 2, 3, 4 und 5 stellen Abhängigkeiten einer Raddrehzahldifferenz vom Antriebsmoment dar. Die Figur 6 beschreiben das Ausführungsbeispiel anhand eines Ablaufdiagramms.
Ausführungsbeispiele
Die Figur 1 zeigt mit den Bezugszeichen 10, 11, 12 und 13 Drehzahlsensoren, die die Drehgeschwindigkeiten Vij (Vvl, Vvr, Vhl und Vhr) von (nicht gezeigten) vier Rädern eines Kraftfahrzeugs sensieren. Der Index i bedeutet dabei die Zuordnung zur vorderen (i=v) oder hinteren (i=h) Fahrzeugachse und der Index j die Zuordnung zur rechten (j=r) oder linken (j=l) Fahrzeugseite. Die Raddrehzahlen Vij werden dem ABS- und/oder ASR- und/oder ESP-Modul 20 zugeführt, wobei das Modul 20 als bekanntes Antiblockiersystem und/oder Antriebsschlupf- regelsystem und/oder Fahrstabilisierungssystem ausgestaltet ist, mittels dem aus den Raddrehzahlen in bekannter Weise Größen (bspw. Radschlupf und/oder Radverzögerung) gebildet werden, um die Blockierneigung und/oder die Durchdrehneigung der Räder und/oder beispielsweise ein Gierverhalten des Fahrzeugs auf ein gewünschtes Maß zu bringen.
Weiterhin können die Raddrehzahlsignale Vij Einheiten 30 zum Reifentoleranzabgleich zugeleitet werden. Hier werden in bekannter Weise Korrekturwerte zur Korrektur der
Raddrehzahlsignale ermittelt. Dies geschieht deshalb, weil unterschiedliche Reifendurchmesser der Räder unterschiedliche Schlupfgrößen vortäuschen können und damit die ABS- und/oder ASR- und/oder ESP-Regelung verschlechtem können. Hierzu werden in bekannter Weise in bestimmten Betriebszuständen (kein Schlupf bspw. ungebremste, unbeschleunigte Geradeausfahrt) die Raddrehzahlen miteinander verglichen und aus den
Abweichungen die Korrekturwerte abgeleitet. Die Korrekturwerte können dann in einen Speicher 50 abgelegt werden.
Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist die Einheit 40 zur Erkennung des Reifenzu- Stands, der ebenfalls die Raddrehzahlen Vij zugeführt werden. Wird ein Reifendefekt, beispielsweise ein Reifendruckverlust, festgestellt, so wird durch das Signal S von der Einheit 40 eine Anzeigevorrichtung SO aktiviert. Diese Anzeigevorrichtung 80 kann im einfachsten Fall eine Wamlampe sein, die lediglich anzeigt, ob ein Reifendefekt erkannt wurde oder nicht. In diesem Fall muß das Signal S nur zwei Werte einnehmen. Darüber hinaus kann die Anzeigevorrichtung 80 derart ausgelegt sein, dass angezeigt wird, welcher Reifen den Defekt aufweist.
Wesentlich für die Erfindung ist, dass der Einheit 40 von der Motorsteuerung 90 das aktuell an den Antriebsrädern wirkende Radmoment Mrad zugeführt wird. Dieses Radmo- ment kann beispielsweise durch das in modernen Motorsteuerungsgeräten vorliegende
Motorausgangsmoment unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung und ggf. unter Berücksichtigung eines Wandlers und anderer im Antriebsstrang zwischen dem Motor und den Rädern befindlichen Einheiten berechnet werden.
Zur Verdeutlichen der Erfindung wird im Folgenden zunächst auf konventionelle Über- wachungssysteme eingegangen.
Bekannte Reifendruckkontrollsysteme sind im Fahrzeug mit anderen Systemen, die Fahrfunktionen steuern beziehungsweise regeln, in der Regel nicht verbunden bzw. vernetzt. Bei solchen eingangs erwähnten Systemen werden nur die Raddrezahl Sensoren verwendet. Ein Reifen- druckverlust wird erkannt, wenn das Rad mit Druckverlust über längere Zeit eine abweichende
Radgeschwindigkeit zeigt. Bei solchen Fahrzeugen mit Reifendruckkontrolle wird dem Fahrer ein Druckverlust angezeigt. Je schneller und je zuverlässiger ein Druckverlust angezeigt wird, um so unwahrscheinlicher sind kritische Fahrzustände oder thermische Beschädigungen des Reifens.
Im Auswertealgorithmus werden in der Regel Differenzen der Radgeschwindigkeiten aufintegriert, wobei die Differenzen meist achsweise gebildet werden. Sobald eine der Differenzen eine vorgebbare beziehungsweise parametrierbare Schwelle überschreitet, wird ein Druckverlust erkannt. Dies ist in der Figur 2 zu sehen.
In den Figuren 2, 3, 4 und 5 ist die Differenz
ΔVvl_vr = (Vvl - Vvr)/VFz
der Raddrehzahlen der angetriebenen Räder, bezogen auf die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
Vpz, in Abhängigkeit von dem auf die Antriebsräder wirkenden Radmoment Mrad aufgetragen. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um angetriebene Vorderräder.
Bei den folgenden Betrachtungen soll Vj > Vr sein, also ein Druckverlust im vorderen linken Reifen. Ist ein Druckverlust im vorderen rechten Reifen, so ergeben sich im Vergleich mit den Figuren 2, 3, 4 und 5 spiegelbildliche Verhältnisse.
Bei dem in der Figur 2 gezeigten Beispiel sind die Reifen an der Antriebsachse des Fahrzeugs gleichartig. Dies bedeute, dass die radmomentenabhängige Verformung der Reifen auch gleich- artig geschieht. Man gelangt somit zu der in der Figur 2 gezeigten Abhängigkeit. In dem Bereich 2B sind die Werte, die dem Nominalreifendruck entsprechen. In den Bereichen 2A liegen die Werte, die einen Druckverlust indizieren.
Bei verschiedenartigen Reifen verändert sich jedoch der Abrollumfang in Abhängigkeit vom Antriebsmoment so stark, dass eine druckverlustbedingte Abrollumfangsänderung kompensiert wird. Wenn der Antriebsmomenteneinfluß bei der Reifendruckverlusterkennung berücksichtigt " werden kann, kann auch in solchen Fällen Druckverlust sicher, ohne Fehlerkennungen, erkannt werden.
In der Figur 3 ist diese Antriebsmomentenabhängigkeit zu sehen. Hier ist der Bereich, dessen
Werte einen Reifendruckverlust indizieren, mit 3A gekennzeichnet, während die Werte im Bereich 3C den Nominaldruckbereich repräsentieren.
Bei nichtangetriebenen Rädern wird das Abrollverhalten bei Nominaldruck erfaßt und in einem EEPROM-Speicher (electronic erasable programmable read only memory) als Sollzustand abgespeichert (Bereiche 2B, 3C, 4B und 5D in den Figuren 2, 3, 4 und 5).
Die Druckverlusterkennungsschwellen (zu den Bereichen 2A, 5C in den Figuren 2 und 5) werden, mit einem Sicherheitsabstand versehen, oberhalb des Sollzustandes festgelegt. Wenn dann in der Erkennungsphase ein größerer Unterschied in den Radgeschwindigkeiten auftritt, was sich durch einen Über- beziehungsweise Unterschreiten des Weites ΔVv|_vr zeigt, so wird auf Druckverlust erkannt (Soll-Istvergleich). Dabei werden nur Fahrzustände ohne Brems- oder Vortπebs-Re gelein griffe, d.h. ohne starke Radbeschleunigungen usw. betrachtet (Figur 2). Die "Bänder" in den Figuren 2, 3, 4 und 5 stellen Einhüllende von Mess werten dar.
Wenn die Antriebsräder eine vergleichbare Abrollumfangscharakteristik aufweisen, wie die nicht angetriebenen Räder, kann der bisherige, anhand der Figur 2 gezeigte Auswertealgorith- mus auch für die Antriebsachse zuverlässig verwendet werden. Bei einer Abrollumfangscharakteristik wie sie in den Figuren 3, 4 und 5 zu sehen ist, ist eine Erkennung mit dem bisherigen Algorithmus, bei dem mit einer festen Erkennungsschwelle gearbeitet wird, nicht möglich.
In den Figuren 3, 4 und 5 erkennt man, dass bei unterschiedlichen Reifenarten die Werte der Drehzahldifferenzen ΔVvμvr, die einen Druckverlust indizieren (Bereiche 3A, 4A. 5A in den
Figuren 3, 4 und 5), sich markant von dem Bereich 2A (Figur 2, gleichartige Reifen) unterscheiden. Insbesondere in dem Bereich 3B ist der Abrollumfang luftdruckunabhängig. Dies bedeutet, dass bei Antriebsmomenten Mrad in diesen Bereich 3B nach der beschriebenen konventionellen Art und Weise ein Druckverlust nicht erkannt werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Erkennung für angetriebene Räder wird nun der Gradient der Ab- rollumfänge beziehungsweise der Gradient STΔV der Differenz ΔVvj_vr bezogen auf das Radmoment ausgewertet. Dies ist in der Figur 4 zu sehen.
Sobald dieser Gradient STΔV einen Grenzwert (Grenzwert = Steigung_zulässig) überschreitet, wird auf Druckverlust an einem Antriebsrad erkannt. Die Messwerte, die den Streubereich der Abrollumf änge ergeben, werden, wie beim bisherigen Erkennungsalgorithmus (Figur 2) auch, zyklisch erfaßt und statistisch ausgewertet.
Alternativ kann nun auch, wie in der Figur 5 gezeigt, die bisherige Erkennung (Figur 2, feste
Erkennungsschwellen) mit der erfindungsgemäßen Erkennung (Figur 4, Erkennung durch Gradientenauswertung) kombiniert werden. Im Bereich kleinerer Radmomente wird bei Druckverlust die Erkennungsschwelle rasch überschritten. Hier wirkt die bisherige Erkennung (Bereich 5C).
Im Bereich größerer Radmomente kann dann aus der Steigungsberechnung 5B auf Druckverlust erkannt werden (Erkennung über die beschriebene neue Methode). Mit der zusätzlichen Antriebsmomenteninformation kann somit auch bei angetriebenen Rädern ein Druckverlust sicher erkannt werden.
Die Figur 6 zeigt beispielhaft einen Ablauf des Ausführungsform gemäß Figur 5.
Nach dem Startschritt 51 wird im Schritt 52 aus den Raddrehzahlen Vvl, Vvr der angetriebenen Räder die Differenz ΔVvι_vr gemäß oben beschriebener Formel berechnet. Weiterhin wird das aktuelle Radmoment Mrad eingelesen. Im Schritt 53 wird das Radmoment Mrad mit einem ersten Schwellenwert SW1 verglichen.
Liegen nur geringe Radmomente (kleiner/gleich SW1) vor, so wird aus den oben genannten Gründen die konventionelle Erkennung durch einen Vergleich 57 mit einer festen Schwelle SW3 getätigt. Überschreitet der Betrag der Differenz ΔVvμvr den Wert SW3 (Bereich 5C in Figur 5), so wird zu dem Schritt 56 übergegangen, in dem das Signal S erzeugt wird, das einen Reifendruckverlust anzeigt. Überschreitet der Betrag der Differenz ΔVvj.vr den Wert SW3 nicht, so liegt kein detektierbarer Luftdruckverlust vor und es wird direkt zum Endschritt 58 gegangen.
Liegen höhere Radmomente (größer SW1) vor, so wird im Schritt 54 der Gradient STΔV gebildet. Der Gradient STΔV gibt die radmomentenabhängige Änderung der ΔVvj_vr wieder. Im einfachsten Fall werden hierzu zwei Differenzwerte ΔVv].vr, die bei unterschiedlichen Radmomenten erfasst worden sind, voneinander abgezogen und durch die Differenz der jeweiligen Radmomente dividiert. Man erhält so die Steigung der in der Figur 5 gezeigten Gerade 5B. Im Schritt 55 wird der Betrag des Gradienten STΔV mit einem Schwellenwert SW2 verglichen.
Überschreitet der Betrag des Gradienten STΔV den Wert SW2, so wird zu dem Schritt 56 übergegangen, in dem das Signal S erzeugt wird, das einen Reifendruckverlust anzeigt. Überschreitet der Betrag des Gradienten STΔV den Wert SW2 nicht, so liegt kein Luftdruckverlust vor und es wird direkt zum Endschritt 58 gegangen.
Nach dem Endschritt 58 wird der in der Figur 6 gezeigte Ablauf erneut durchlaufen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden aus den erfassten Raddrehzahlsignalen vij gemäß
Δ D " {(VVL + VHR )- (V VR + VH )}/ V car
zwei unterschiedliche Verknüpfungsergebnisse Reifenzustandsgrößen ermittelt, die so- wohl auf achsweiser (ΔvA) als auch auf diagonaler (ΔvD) Basis der Raddrehzahlgrößen VR , vV , VVR , und VVL normiert auf die Fahrzeuggeschwindigkeit vcar bestimmt werden. Diese beiden Reifenzustandsgrößen werden zunächst bei Nominaldruck kalibriert und dienen bei der folgenden Überwachung als Referenz-Sollwerte. Anschließend wird der Istzustand (aktuelle Radgeschwindigkeitsdifferenz) mit dem Sollzustand verglichen. So- bald Soll- und Istwerte um einen parametrisierbaren Betrag differieren, wird auf Druckverlust erkannt und gegebenenfalls dem Fahrer akustisch und/oder optisch mitgeteilt. Bei einer differenzierteren Überwachung der Reifenzustände kann als weitere Größe die Antriebsmomentenverteilung an den Rädern in die Überwachung mit einfließen. Besteht darüber hinaus die Möglichkeit durch eine Differentialsperre sowohl achsweise als auch längs die Räder miteinander zu koppeln, wie es beispielsweise bei Allradfahrzeugen der
Fall ist, so kann diese Information dazu genutzt werden, die Antriebsmomentenverteilung zu ermitteln. Anhand dieser Antriebsmomentenverteilung können theoretische Werte der einzelnen Radgeschwindigkeiten und damit die Reifenzustandsgrößen ΔvAlt eor u d ΔvD|t eor gewonnen werden. In einem weiteren Schritt können anschließend die Reifenzustandsgrößen ΔvA und ΔvD ,die auf den realen Radgeschwindigkeiten basieren, mit den theoretischen Werten ΔvAιtheor und ΔvD,t eor verglichen werden. Sobald ein Differenzbetrag zwischen den beiden unterschiedlichen Datensätzen einen parametrisierbaren Schwellenwert übersteigt, wird somit ein Druckverlust in einem Reifen erkannt. Alle Vergleichrechungen der Geschwindigkeiten erfolgen dabei nur in Fahrsituationen, die keine Verfälschung der Ergebnisse verursachen, d.h. nur bei Geradeausfahrt, ohne nennenswerte Beschleunigung/Verzögerung, ohne Regeleingriffe wie ABS, ASR, ESP, ... Mit der Kopplung von ΔvA und ΔvD gepaart mit einer Antriebsmomenteninformation kann auch bei angetriebenen, gesperrten Rädern ein Dmckverlust sicher erkannt werden.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Überwachung des Reifenzustands an den angetriebenen Rädern eines
Kraftfahrzeugs, wobei
- Mittel (10, 11, 12, 13) zur Erfassung der Drehbewegungen der angetriebenen Räder und Erzeugung von Größen (Nij), die von den erfaßten Drehbewegungen abhängig sind, - Auswertemittel (40), mittels der die erzeugten Größen (Nij) miteinander verknüpft werden und mittels der die Überwachung abhängig von dem Verknüpfungsergebnis
(ΔVvj_vr) geschieht, vorgesehen sind, dadurch gekeimzeichnet, dass - die Auswertemittel (40) derart ausgestaltet sind, dass in Überwachung weiterhin das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment (Mrad) eingeht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Auswertemittel (40) derart ausgestaltet sind, dass abhängig von dem λ^erknüp- fungsergebnis (ΔVvj.vr) und abhängig von dem auf die Antriebsräder wirkenden Antriebsmoment (Mrad) ein Signal (S). das den Reifenzustand repräsentiert, erzeugt wird und
- Anzeigemittel (80) vorgesehen sind, die auf das Signal (S) der Auswertemittel (40) hin den Reifenzustand anzeigen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens zwei Verknüpfungsergebnisse (ΔVvι_vr) bei wenigstens zwei unterschiedlichen Antriebsmomenten (Mrad) erfasst werden und die Änderung der Verknüpfungsergebnisse in Bezug auf diese Antriebsmomente in die Überwachung eingeht, und/oder
- wenigstens zwei Verknüpfungsergebnisse (ΔVvj_vr) bei wenigstens zwei unterschiedlichen Antriebsmomenten erfasst werden und die Änderung der Verknüpfungsergebnisse in Bezug auf diese Antriebsmomente in die Erzeugung des Signals (S) eingeht.
4. Vorrichtung nach Anspmch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Ver- knüpfungsergebnisse in Bezug auf diese Antriebsmomente mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen wird und
- die Überwachung abhängig von dem Vergleichsergebnis geschieht und/oder - die Erzeugung des Signals (S) abhängig von dem Vergleichsergebnis geschieht.
5. Vorrichtung nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur bei Vorliegen geringerer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten unterhalb eines Schwellenwertes (SWl), das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment in die Überwachung eingeht.
6. Vorrichtung nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- bei Vorliegen geringerer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten unterhalb eines Schwellenwertes (SWl), das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment in die Überwachung eingeht und
- bei Vorliegen höherer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten oberhalb eines Schwellenwertes (SW 1), die Überwachung unabhängig von dem auf die Antriebsräder wirkenden Antriebsmoment geschieht.
7. Verfahren nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung an einem Allradfahrzeug vorgesehen ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass
- neben den erfassten Größen (Nij) an den angetriebenen Rädem auch Bewegungsgrό- ßen der nicht angetriebenen Räde , die die Drehbewegung der nichtangetriebenen Räder repräsentieren, miteinander verknüpft werden, und/oder
- in die Überwachung wenigstens zwei unterschiedliche Verknüpfungsergebnisse eingehen , und/oder
- die Überwachung in Abhängigkeit von der Feststellung einer Quersperre und/oder einer Längssperre hinsichtlich der Antriebsmomentenverteilung auf die Räder durchge- führt wird.
8. Verfahren zur Überwachung des Reifenzustands an den angetriebenen Rädem eines Kraftfahrzeugs, wobei
- die Drehbewegungen der angetriebenen Räder erfasst werden und Größen (Nij), die von den erfaßten Drehbewegungen abhängig sind, erzeugt werden,
- die erzeugten Größen (Nij) miteinander verknüpft werden und die Überwachung abhängig von dem Verknüpfungsergebnis
(ΔVvι.vr) geschieht, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass
- in Überwachung weiterhin das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment (Mrad) eingeht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - abhängig von dem Verknüpfungsergebnis (ΔVvj_vr) und abhängig von dem auf die
Antriebsräder wirkenden Antriebsmoment (Mrad) ein Signal (S), das den Reifenzustand repräsentiert, erzeugt wird und
- auf das Signal (S) hin der Reifenzustand dem Fahrer anzeigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens zwei Verknüpfungsergebnisse (ΔVv]_vr) bei wenigstens zwei unterschiedlichen Antriebsmomenten (Mrad) erfasst werden und die Änderung der Verknüpfungsergebnisse in Bezug auf diese Antriebsmomente in die Überwachung eingeht, und/oder
- wenigstens zwei Verknüpfungsergebnisse (ΔVv|.vr) bei wenigstens zwei unterschiedlichen Antriebsmomenten erfasst werden und die Änderung der Verknüpfungsergebnisse in Bezug auf diese Antriebsmomente in die Erzeugung des Signals (S) eingeht.
11. Verfahren nach Anspmch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nur bei Vorliegen geringerer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten unterhalb eines Schwellenwertes, das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment in die Überwachung eingeht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass - bei Vorliegen geringerer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten unterhalb eines Schwellenwertes, das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment in die Überwachung eingeht und
- bei Vorliegen höherer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten oberhalb eines Schwellenwertes, das die Überwachung unabhängig von dem auf die Antriebsräder wirkenden Antriebsmoment geschieht.
12. Verfahren nach Anspmch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung an einem Allradfahrzeug vorgesehen ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass
- neben den erfassten Größen (Nij) an den angetriebenen Rädem auch Bewegungsgrößen der nicht angetriebenen Rädem, die die Drehbewegung der nichtangetriebenen Räder repräsentieren, miteinander verknüpft werden, und/oder
- in die Überwachung wenigstens zwei unterschiedliche Verknüpfungsergebnisse eingehen , und/oder
- die Überwachung in Abhängigkeit von der Feststellung einer Quersperre und/oder einer Längssperre hinsichtlich der Antriebsmomentenverteilung auf die Räder durchge- führt wird.
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