EP1732772A1 - Verfahren zur erkennung der reifenempfindlichkeit - Google Patents

Verfahren zur erkennung der reifenempfindlichkeit

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Publication number
EP1732772A1
EP1732772A1 EP05731705A EP05731705A EP1732772A1 EP 1732772 A1 EP1732772 A1 EP 1732772A1 EP 05731705 A EP05731705 A EP 05731705A EP 05731705 A EP05731705 A EP 05731705A EP 1732772 A1 EP1732772 A1 EP 1732772A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tire
sensitivity
wheel
determined
vehicle
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Withdrawn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
EP05731705A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Griesser
Andreas Köbe
Frank Edling
Vladimir Koukes
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.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
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
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1732772A1 publication Critical patent/EP1732772A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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 method for detecting tire sensitivity according to claim 1 and a computer program product according to claim 11.
  • a reliable monitoring of the tire air pressure on all wheels of a motor vehicle or a motorcycle is of great importance for the safety of the vehicle.
  • a so-called indirectly measuring tire pressure monitoring system eg DDS: Deflation Detection System
  • DE 100 58 140 AI which detects an air pressure loss on the wheels on the basis of wheel speed information, such as the rolling circumferences.
  • the object of the present invention is to provide a method for detecting tire sensitivity.
  • the dependence of the dynamic rolling radius ⁇ R c i yn as a function of the air pressure loss ⁇ p differs widely between different tire sets.
  • DDS Deflation Detection System
  • the change in the dynamic rolling circumference ⁇ R d y n is used as an indicator of a tire pressure loss. If a fixed warning threshold is used for a specific change in the dynamic rolling radius for an indirectly measuring tire pressure system, a warning is given regarding an air pressure loss for different tire types at different tire pressure levels.
  • the dependence, hereinafter referred to as tire sensitivity, of the dynamic rolling radius ⁇ R-iy n as a function of the air pressure loss ⁇ p for this type of tire must be known.
  • the method according to the invention determines the tire sensitivity of a type of tire currently mounted on a vehicle.
  • the physical effect is measured using wheel speed sensors to determine tire sensitivity.
  • tire sensitivity There are two effects that determine tire sensitivity:
  • Tire contact area growth the greater the relative growth of the tire contact area in longitudinal The direction of a tire depends on the loss of air pressure, the greater the sensitivity of the tire.
  • Wheel torque dependency the "softer" a tire is (e.g. the rubber compound is softer with winter tires than with summer tires), the more the tire sensitivity decreases depending on the wheel torque.
  • effect 1.1 By evaluating effect 1.1, a basic warning threshold is set depending on the sensitivity of the tire. Effect 1.2 is evaluated in order to achieve a more accurate detection of soft tires, which reduces a warning threshold at high wheel drive torques.
  • the tire sensitivity is determined depending on the growth of the tire contact patch (effect 1.1). If the air pressure of a tire drops, the tire footprint and thus the dynamic rolling circumference change depending on the tire sensitivity. The change in the dynamic rolling circumference is recognized by the indirectly measuring tire pressure monitoring system and a warning is given regarding an air pressure loss.
  • Another variable that causes the tire contact area to grow is the tire load tire.
  • a force signal from an active chassis system can be used as an indicator of the tire load. If there is no such signal, the tire load must be estimated. For this, the current cross acceleration a ⁇ at , which is present, for example, as an input signal to an electronic stability program (ESP), is used to estimate the change in tire load.
  • ESP electronic stability program
  • the tire load F Re ifen is estimated from the lateral acceleration a ⁇ at with the help of a vehicle model.
  • the tire load on tires leads to a change in the dynamic rolling circumference. This can be determined by means of the speed measured with wheel speed sensors. This relationship (change in tire load - change in dynamic rolling circumference) is used to determine tire sensitivity.
  • a lateral acceleration a ⁇ at the vehicle for example, caused by a cornering, in which the bend-outward wheels are more heavily loaded than the inside wheels, whereby said tire load FR eifen the outer wheels increases while the tire load F Relfen decreases the 'inside wheels.
  • the influence of the lateral acceleration a ⁇ at is determined by comparing the wheel speeds ⁇ on an axis. For this purpose, the distribution of the tire load for the left (F Re ien-ii- ⁇ s) and for the right (F Re ifen-right) wheel is calculated from the lateral acceleration a ⁇ at using a vehicle model 1 (see FIG. 1).
  • an indirectly measuring tire pressure monitoring system measures and evaluates the wheel speed diche or dependent sizes, such as. B. the cycle times to detect an air pressure loss. If there is a change in the wheel speeds due to a lateral acceleration, this is also reflected in the evaluation of an indirectly measuring tire pressure monitoring system (represented by reference number 4).
  • a certain number of pulses from the encoder wheel a wheel speed sensor detects, as input variables, the variation of these periods (delta T rec --ts and ⁇ Tii + NCP) are determined for the respective wheel. If a quotient ( ⁇ T right / ⁇ T ⁇ inks ) from the changes in times (- ⁇ T reC hts and + ⁇ Tunks) is determined and this is plotted against the lateral acceleration a ⁇ at , regression lines 7, 8 result as shown in FIG. 3 , The slope of this regression line 7, 8 describes the tire sensitivity of the tires on the axis under consideration. If you perform the above calculation for all axles, or for all wheels arranged on the axles, you get an individual tire sensitivity of the wheels on the axle under consideration.
  • ⁇ T rech ts / ⁇ Tii n ks is not only influenced by the tire load, but the cornering radius itself is the largest influencing factor that must be compensated for.
  • FIG. 2 which a ratio 5 (.DELTA.T / ⁇ Tii nk right) is formed in, Figure 2 differs from the flowchart in Figure 1 in that from the changes of the times.
  • I nk delta T computationally t s and + .DELTA.T. 1 a compensation step 6 with the influence of the curve radius or with the Yaw rate is compensated.
  • One embodiment of the compensation step is to subtract the compensation value K from the quotient 5.
  • K is calculated as follows, where ⁇ is the yaw rate, S is the track width and v rej - the speed of the vehicle.
  • the constant c fom is used to correctly scale the compensation value.
  • the regression line 7 shows the typical behavior (large slope) of a sensitive tire
  • the regression line 8 shows the typical behavior (lower slope) of an insensitive tire. It is recommended to use this procedure depending on the wheel torque, e.g. B. in wheel torque intervals to apply.
  • sample side the wheels on a vehicle side
  • example diag the diagonally arranged wheels
  • the axis reference (SAMPLE AXLE) depends on the slip. The following applies to vehicles with front-wheel drive:
  • SAMPLE AXLE SAMPLE AXLE 0 - k * ⁇ (2)
  • SAMPLE AXLE SAMPLE AXLE 0 + k * ⁇ (3)
  • SAMPLE AXLE 0 initial value of the SAMPLE AXLE value when the wheel torque is almost "0"; k: coefficient of proportionality; X: slip
  • the slip is proportional to the wheel torque Tq:
  • SAMPLE AXLE SAMPLE AXLE 0 - k 2 * Tq (5) and for rear-wheel drive vehicles:
  • SAMPLE AXLE SAMPLE AXLE 0 + k 2 * Tq (6)
  • the coefficient of proportionality k 2 is the slope of the line dependency (equation (4) or (5)). This slope is proportional to the adhesion coefficient:
  • SAMPLE AXLE SAMPLE AXLE 0 - k 3 * ⁇ * Tq (8)
  • SAMPLE AXLE SAMPLE AXLE 0 + k 3 * ⁇ * Tq (9)
  • the adhesion coefficient ⁇ depends on the rigidity of the tire on the road surface.
  • the coefficient of adhesion is greater, the lower the tire rigidity. This means that the slope of the straight line (equation (7) or (8)) is larger for softer tires than for stiff tires.
  • the influence of the road properties is usually much less than the influence of the tire rigidity.
  • the learning is only ended when the regression line has a high correlation coefficient.
  • the learned values k 2 and SAMPLE AXLEo are saved. It is recommended that this learning process taking into account the vehicle speed, e.g. B. in speed intervals to perform.
  • the information about the tire rigidity can also be made available to other vehicle systems (e.g. ABS or ESP) in order to improve control algorithms.
  • the tire properties are determined directly from tire information or tire data that are stored in the tire.
  • the tire information is stored, for example, in a transponder which is arranged in or on the tire. This tire information is transmitted to a control unit in the vehicle.
  • the tire information can e.g. B. during the manufacture of the tire or during assembly of the tire in a workshop in the transponder. It is also possible for the driver to specify the tire information or to select it from a list of tire types stored in the control unit.
  • the tire information can also be derived from other vehicle components used, such as engine and brake data.
  • the transponder technology it will be possible in future to store the tire data encrypted in the tire during production.
  • the transponder in the tire can be activated from the vehicle so that it transmits its information and this can in turn be received by the vehicle and forwarded to a control unit.
  • the control unit which includes an indirect measuring tire pressure monitoring system (DDS) , The control unit assigns a list of Tires and tire sensitivities from which the desired warning thresholds can be read out.
  • DDS indirect measuring tire pressure monitoring system
  • Another method could be to write the tire data to the control unit at the end of production. Every time the tire is changed in the workshop, the tire information must be updated, for example using diagnostic test tools.
  • a third approach for the market of technically experienced drivers is to let the driver enter the tire data himself using a device on the dashboard.
  • a fourth method is to derive the maximum tire size from the data of the brake discs and / or the engine data in the vehicle. Many manufacturers do not offer the largest tire sizes for vehicles with a low engine output. The system can therefore be adapted to narrow tires if the engine governor provides relevant information. If the brake disc information is stored in the control unit, the minimum rim size is known because the rim must be larger than the brake disc. By combining this information into a list of the manufacturer about the tire / engine combinations, it is possible to estimate the range of possible tires mounted on the vehicle in order to set the warning thresholds.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Erkennung der Reifenempfindlichkeit beschrieben, welches die Schritte: Ermitteln der Reifenlast FReifen des Fahrzeugs, Ermitteln von Raddrehzahlinformationen der Räder, Bestimmen der Reifenempfindlichkeit aus der Veränderung der Raddrehzahlinformationen abhängig von der Veränderung der Reifenlast FReifen umfasst. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung des Verfahrens in einem Reifendrucküberwachungssystem sowie ein Computerprogrammprodukt.

Description

Verfahren zur Erkennung der Reifeneπtpfindlichkeit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Reifenempfindlichkeit gemäß Anspruch 1 sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 11.
Eine zuverlässige Überwacϊiung des Reifenluftdrucks an allen Rädern eines Kraftfahrzeugs oder eines Kraftrades ist für die Sicherheit des Fahrzeuges von großer Bedeutung. Aus der DE 100 58 140 AI ist ein sogenanntes indirekt messendes Rei- fendrucküberwachungssystein (z. B. DDS: Deflation Detection System) bekannt, welches auf Basis von Raddrehzahlinformationen, wie beispielsweise den Abrollumfängen, einen Luftdruckverlust an den Rädern erkennt .
Es hat sich gezeigt, dass die Reifenempfindlichkeit, d. h. die Veränderung des AbrolJLumfanges des Reifens aufgrund eines Reifendruckverlustes, bei verschiedenen Reifentypen unterschiedlich ausfällt. Hierdurch kann es zu Fehlwarnungen oder zum Ausbleiben von Warnungen des indirekt messenden ReifendrucküberwachungsSystems kommen .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Erkennung der Reifenempfindlichkeit bereitzustellen .
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein erstes Flussdiagramm,
Fig. 2 ein zweites Flussdiagramm, und Fig. 3 die Querbeschleunigung alat über einem Zeitquotienten
Die Abhängigkeit des dynamischen Abrollradius ΔRciyn als Funktion des Luftdruckverlusts Δp differiert im großen Umfang zwischen verschiedenen Reifensätzen. Bei indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystemen (DDS: Deflation Detection System) wird die Veränderung des dynamischen Abrollumfangs ΔRdyn als Indikator für einen Reifendruckverlust benutzt. Wird eine feste Warnschwelle für eine bestimmte Veränderung des dynamischen Abrollradius für ein indirekt messendes Rei- fendrucksystem verwendet, so erfolgt eine Warnung hinsichtlich eines Luftdruckverlusts für unterschiedliche Reifentypen bei unterschiedlichen Reifendruckniveaus .
Um die Warnschwellen an den aktuell am Fahrzeug montierten Reifentyp anzupassen, uss die Abhängigkeit, im weiteren Reifenempfindlichkeit genannt, des dynamischen Abrollradius ΔR-iyn als Funktion des Luftdruckverlusts Δp für diesen Reifentyp bekannt sein. Das erfindungsgemäße Verfahren bestimmt hierzu die Reifenempfindlichkeit eines aktuell an einem Fahrzeug montierten Reifentyps .
Es werden zwei Methoden (Methode 1 und Methode 2) für die Bestimmung der Reifenempfindlichkeit vorgeschlagen.
Bei Methode 1 wird zur Bestimmung der Reifenempfindlichkeit der physikalische Effekt mittels Radgeschwindigkeitssensoren gemessen. Es gibt zwei Effekte, welche die Reifenempfindlichkeit bedingen:
Effekt 1.1: Wachstum der ReifenaufStandsfläche: je größer das relative Wachstum der Reifenaufstandsfläche in longitu- dinaler Richtung eines Reifens abhängig von dem Luftdruckverlust ist, desto größer ist die Reifenempfindlichkeit.
Effekt 1.2: Radmomentabhängigkeit: je „weicher" ein Reifen ist (z. B. ist die Gummimischung bei Winterreifen weicher als bei Sommerreifen) , desto mehr nimmt die Reifenempfindlichkeit abhängig vom Radmoment ab. Beispiel: Ein Winterreifen weist bei niedrigen Radmomenten fast dieselbe Reifenempfindlichkeit auf wie ein Sommerreifen, aber er ist sehr viel unempfindlicher bei höheren Radmomenten.
Durch die Auswertung des Effekts 1.1 wird eine Grundwarnschwelle abhängig von der Reifenempfindlichkeit gesetzt. Um eine genauere Erkennung von weichen Reifen zu erzielen wird der Effekt 1.2 ausgewertet, wodurch eine Warnschwelle bei hohen Radantriebsmomenten reduziert wird.
Zunächst wird die Reifenempfindlichkeit abhängig von dem Wachstum der Reifenaufstandsflache (Effekt 1.1) bestimmt. Sinkt der Luftdruck eines Reifens, so verändert sich abhängig von der Reifenempfindlichkeit die ReifenaufStandsfläche und damit auch der dynamische Abrollumfang. Die Veränderung des dynamischen Abrollumfangs wird durch das indirekt messende ReifendrucküberwachungsSystem erkannt, und es wird eine Warnung hinsichtlich eines Luftdruckverlustes gegeben.
Eine andere Variable, welche ein Wachstum der Reifenauf- standsflache verursacht ist die Reifenlast Feifen- Je größer die Reifenlast FReifen ist, desto größer wird die Reifenauf- standsflache. Als ein Indikator für die Reifenlast kann ein Kraftsignal eines aktiven Fahrwerksystems benutzt werden. Wenn ein solches Signal nicht vorhanden ist, muss die Reifenlast geschätzt werden. Hierzu wird die aktuelle Querbe- schleunigung aιat, welche beispielsweise als Eingangssignal eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) vorhanden ist, zum Abschätzen der Veränderung der Reifenlast verwendet.
Aus der Querbeschleunigung aιat wird mit Hilfe eines Fahrzeugmodells die Reifenlast FReifen abgeschätzt. Die Reifenlast Reifen führt am Reifen zu einer Änderung des dynamischen Ab- rollumfangs. Dieser kann mittels der mit Raddrehzahlsensoren gemessenen Geschwindigkeit bestimmt werden. Dieser Zusammenhang (Reifenlaständerung - Änderung des dynamischen Abroll- umfangs) wird zum Bestimmen der Reifenempfindlichkeit verwendet .
Eine Querbeschleunigung aιat des Fahrzeugs wird beispielsweise durch eine Kurvenfahrt hervorgerufen, bei welcher die kurvenäußeren Räder stärker belastet werden als die kurveninneren Räder, wodurch die Reifenlast FReifen der kurvenäußeren Räder zunimmt, während die Reifenlast FRelfen der 'kurveninneren Räder abnimmt. Durch einen Vergleich der Radgeschwindigkeiten ω an einer Achse wird der Einfluss der Querbeschleunigung aιat bestimmt. Hierzu wird aus der Querbeschleunigung aχat mit Hilfe eines Fahrzeugmodells 1 (Siehe Fig. 1) die Verteilung der Reifenlast jeweils für das jeweils linke (FReien-ii-ιs) und für das rechte (FReifen-rechts) Rad berechnet. Durch die Veränderung bzw. die Verlagerung der Reifenlasten (FReifen-iinks und Feifen-echs) bei einer Kurvenfahrt verändert sich auch der dynamische Abrollumfang der kurveninneren und der kurvenäußeren Räder (-ΔRdyn und +ΔRdyrι, dargestellt durch das Bezugszeichen 2) , wodurch sich auch eine Veränderung der Radgeschwindigkeiten (+Δω und -Δω) der jeweiligen Räder (dargestellt durch Bezugszeichen 3) ergibt. Ein indirekt messendes Reifendrucküberwachungssystem misst und wertet die Radgeschwin- digkeiten oder davon abhängige Größen, wie z. B. die Radumlaufzeiten, zur Erkennung eines Luftdruckverlustes aus . Erfolgt also eine Veränderung der Radgeschwindigkeiten aufgrund einer Querbeschleunigung, so spiegelt sich dies auch in der Auswertung eines indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystems wieder (dargestellt durch Bezugszeichen 4) . Werden beispielsweise von dem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem Zeiten, z. B. eine bestimmte Anzahl von Pulsen vom Impulsgeberrades eines Raddrehzahlsensors, als Eingangsgrößen ermittelt, so werden die Veränderung dieser Zeiten (-ΔTrec--ts und +ΔTiinks) für das jeweilige Rad bestimmt. Wenn ein Quotient (ΔTrechts/ΔTιinks) aus den Veränderungen der Zeiten (-ΔTreChts und +ΔTunks) bestimmt wird, und dieser über der Querbeschleunigung aιat aufgetragen wird, so ergeben sich Regressionsgeraden 7, 8 wie in Fig. 3 dargestellt. Die Steigung dieser Regressionsgeraden 7, 8 beschreibt die Reifenempfindlichkeit der Reifen an der betrachteten Achse. Führt man die obige Berechnung für alle Achsen, bzw. für alle an den Achsen angeordneten Räder, durch, so erhält man hierdurch eine individuelle Reifenempfindlichkeit der Räder an der jeweils betrachteten Achse.
Während einer Kurvenfahrt wird ΔTrechts/ΔTiinks nicht nur durch die Reifenlast beeinflusst, sondern der Kurvenradius an sich ist der größte Einflussfaktor der kompensiert werden muss.
Es ist möglich, den Kurvenradius aus der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu errechnen. Das Flussdiagramm hierzu ist in Fig. 2 abgebildet. Fig. 2 unterscheidet sich von dem Flussdiagramm in Fig. 1 dadurch, dass aus den Veränderungen der Zeiten (-ΔTrechts und +ΔT1;i.nks) ein Quotient 5 (ΔTrechts/ΔTiinks) gebildet wird, welcher in einem Kompensationsschritt 6 mit dem Einfluss des Kurvenradius bzw. mit der Gierrate kompensiert wird. Eine Aus führungs form des Kompensationsschrittes ist das Abziehen des Kompensationswertes K vom Quotienten 5. K wird wie folgt berechnet, wobei ψ die Gierrate, S die Spurweite und vrej- die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist .
K ■ *- = k Kkσmp -^ Vref
Die Konstante cfom, dient zum korrekten skalieren des Kompensationswertes .
Hieraus ergibt sich die Steigung der Regressionsgeraden 7, 8 wie in Fig. 3 dargestellt. Hierbei zeigt die Regressionsgerade 7 das typische Verhalten (große Steigung) eines empfindlichen Reifens, wohingegen die Regressionsgerade 8 das typische Verhalten (geringere Steigung) eines unempfindlichen Reifens darstellt. Es empfiehlt sich, diese Verfahren abhängig vom Radmoment, z. B. in Radmomentenintervallen, anzuwenden.
Messungen haben gezeigt, dass das obenstehende Verfahren nur angewendet werden kann, wenn bekannt ist, ob auf dem Fahrzeug ein Sommer- oder ein Winterreifen montiert ist, da ein unempfindlicher Winterreifen eine nahezu gleiche Steigung der Regressionsgeraden aufweist kann wie ein empfindlicher Sommerreifen. Nichtsdestotrotz kann dieses Verfahren angewandt werden, bis es möglich, ist die Reifensteifigkeit abhängig von den Radmomenten (Effekt 1.2) zu bestimmen.
Wenn anstatt der Räder an einer Achse alternativ die Räder an einer Fahrzeugseite („sample side") als Funktion der Querbeschleunigung betrachtet werden, erhält man hierdurch eine durchschnittliche Reifenempfindlichkeit aller Räder. Wenn die Kräfte der diagonalen Radpositionen sehr unterschiedlich aufgebaut sind, dann ist es auch möglich die diagonal angeordneten Räder („sample diag ) für die Auswertung zu benutzen.
Im folgenden soll beispielsweise angenommen werden, dass die Änderung der Kraft an der Vorderachse abhängig von der Quer- bescϊileunigung aiat den Wert Null annimmt, und nur an der Hinterachse eine Veränderung der Kraft vorliegt. Dann haben die -Abtastzeiten ΔTi, ΔT2 der Vorderachse keine Auswirkung auf die Berechnung und sample diag = (T1+T3) / (T2+T4) - 1 kann genauso benutzt werden wie ΔTrechts/ΔTunks • Diese Annahme führt zu einer Lösung, wenn die Kraftverlagerungen sehr unterschiedlich sind, beispielsweise bei einem schweren Frontmotor und niedriger Heckbeladung.
Solange die Kraft an allen Radpositionen in einem großen Umfang abhängig von der Querbeschleunigung aiat variiert, ist die -bevorzugte Annahme :
ΔTrechts/ΔTιinks = f (aχa )
Wenn ein anderer messbarer physikalischer Effekt abseits des Luftdruckverlusts gefunden wird, welcher die Reifenauf- standsfläche vergrößert, und der dynamische Abrollradius kann zur selben Zeit ermittelt werden, dann kann die Funktion ΔRdyn = f (Effekt) auch zur Ermittlung der Reifenempfindlichkeit benutzt werden.
Im Folgenden wird die Auswertung der Radmomentabhängigkeit der Reifenempfindlichkeit (Effekt 1.2) genauer betrachtet. Wie weiter oben bereits gesagt, weisen die weichen Reifen eine Verringerung der Reifenempfindlichkeit abhängig vom Radmoment auf .
Beim indirekt messenden ReifendrucküberwachungsSystem (DDS) ist es möglich, die Steigung der gelernten Achsreferenzen (SAMPLE AXLE) über dem Radmoment zur Ermittlung der Reifensteifigkeit heranzuziehen.
SAMPLE AXLE = (Tι+T2) / (T3+T4) - 1 (1)
Die Achsreferenz (SAMPLE AXLE) ist abhängig vom Schlupf. Für Fahrzeuge mit Vorderradantrieb gilt:
SAMPLE AXLE = SAMPLE AXLE0 - k * λ (2)
Für Fahrzeuge mit Hinterradantrieb gilt :
SAMPLE AXLE = SAMPLE AXLE0 + k * λ (3)
mit SAMPLE AXLE0: Anfangswert des Wertes SAMPLE AXLE, wenn das Radmoment nahezu „0" ist; k: Proportionalitätskoeffizient; X: Schlupf
Der Schlupf ist proportional zum Radmoment Tq:
λ = ki * Tq, (4)
kx : Proportionalitätskoeffizient zwischen Radschlupf λ und Radmoment Tq.
Daher gilt für frontgetriebene Fahrzeuge :
SAMPLE AXLE = SAMPLE AXLE0 - k2 * Tq (5) und für heckgetriebene Fahrzeuge:
SAMPLE AXLE = SAMPLE AXLE0 + k2 * Tq (6)
mit k2 = k * kx
Der P- oportionalitätskoeffizient k2 ist die Steigung der Geradenabhängigkeit (Gleichung (4 ) oder (5) ) . Diese Steigung ist proportional zum Kraftschlussbeiwert :
k2 = μ * k3 (7 )
Aus Gleichung (4) bis (7) folgt:
für f-trontgetriebene Fahrzeuge:
SAMPLE AXLE = SAMPLE AXLE0 - k3 * μ *Tq (8)
und für heckgetriebene Fahrzeuge:
SAMPLE AXLE = SAMPLE AXLE0 + k3 * μ *Tq (9)
Der Kraftschlussbeiwert μ ist abhängig von der Steifigkeit des Reifens auf der Fahrbahnoberfläche. Der Kraftschlussbeiwert ist umso größer, umso geringer die Reifensteifigkeit ist. Das bedeutet, dass die Geradensteigung (Gleichung (7) oder (8) ) bei weicheren Reifen größer als bei steifen Reifen ist. Der Einfluss der Straßeneigenschaften ist üblicherweise sehr viel geringer als der Einfluss der Reifensteifigkeit.
Wie sich herausgestellt hat, weisen sogenannte Breitreifen eine größere Steifigkeit als schmale Reifen, und Sommerrei- fen eine größere Steifigkeit als Winterreifen auf. Es hat sich ebenfalls gezeigt, dass eine wirksame Veränderung des Reifenabrollumfangs auf Grund eines Luftdruckverlusts umso größer ist, je steifer die Reifen sind. Diese Veränderung ist für Breitreifen größer als für schmale Reifen. Für Sommerreifen ist sie größer als für Winterreifen. Diese Erkenntnisse werden zum Einstellen der Erkennungsschwellen des indirekt messenden ReifendrucküberwachungsSystems (DDS) und zur Ermittlung der Reifeneigenschaften benutzt.
Hierzu wird zuerst die Achsreferenz „SAMPLE AXLEΛ eingelernt .
Für das Lernen werden Wertepaare aus den Werten „SAMPLE AXLE" und den Radmomenten Tq gebildet. Mit der Methode der kleinsten Quadrate wird eine Regressionsgerade (Gleichung
(5) oder (6) ) berechnet. Das Lernen wird erst beendet, wenn die Regressionsgerade einen hohen Korrelationskoeffizienten aufweist. Die gelernten Werte k2 und SAMPLE AXLEo werden gespeichert. Es empfiehlt sich, diesen Lernvorgang unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit, z. B. in Ge- sc-nwindigkeitsintervallen, durchzuführen.
Anschließend werden die Warnschwellen des indirekt messenden ReifendrucküberwachungsSystems (DDS) angepasst. Je größer die Steigung | k21 der Regressionsgerade (Gleichung (5) oder
(6) ) ist, desto geringer ist die Veränderung des tatsächlichen Reifenumfangs bei einem Luftdruckverlust. Wenn die Steigung groß ist, werden die Warnschwellen verringert. Eine besonders geringe Reifenempfindlichkeit an der angetriebenen Achse wird für hohe Radmomente vorrausgesetzt . Wenn die Steigung gering ist, dann werden die Warnschwellen für hohe Radmomente weniger stark verringert. Die Informationen über die Reifensteifigkeit können zur Verbesserung von Regelalgorithmen auch anderen Fahrzeugsystemen (z. B. ABS oder ESP) zur Verfügung gestellt werden.
Bei Methode 2 werden die Reifeneigenschaften direkt aus Reifeninformationen bzw. Reifendaten, welche im Reifen gespeichert sind, ermittelt. Hierbei sind die Reifeninformationen beispielsweise in einem Transponder, welcher im oder am Reifen angeordnet ist, abgelegt. Diese Reifeninformationen werden an ein Steuergerät im Fahrzeug übertragen. Die Reifeninformationen können z. B. während der Fertigung des Reifens oder bei der Montage des Reifens in einer Werkstatt in den Transponder geschrieben worden sein. Es ist auch möglich, dass der Fahrer die Reifeninformationen vorgibt oder aus einer im Steuergerät hinterlegten Liste von Reifentypen auswählt. Ferner können die Reifeninformationen auch aus anderen verwendeten Fahrzeugkomponenten wie Motor- und Bremsdaten hergeleitet werden.
Mit dieser „Transponder Technologie" wird es in Zukunft möglich sein, die Reifendaten während der Produktion verschlüsselt in dem Reifen abzulegen. Mittels Aktivierungs- und Empfangsantennen am Fahrzeug kann der Transponder im Reifen vom Fahrzeug aus aktiviert werden, so dass er seine Information sendet und diese wiederum vom Fahrzeug empfangen und an eine Kontrolleinheit weitergeleitet werden kann.
Mit der aufkommenden Transponder Technologie wird es möglich sein, gespeicherten Parameter im Reifen, beispielsweise die Reifensteifigkeit oder die Reifengröße (z. B. Continental Sport Contact 225/45R18) , an eine Kontrolleinheit, welche ein indirektes messendes Reifendrucküberwachungssystem (DDS) umfasst, zu senden. Die Kontrolleinheit weist eine Liste von Reifen und Reifenempfindlichkeiten auf, aus welcher die gewünschten Warnschwellen ausgelesen werden können.
Eine andere Methode könnte es sein, die Reifendaten am Ende der Fertigung in die Kontrolleinheit zu schreiben. Jedes Mal, wenn der Reifen in der Werkstatt gewechselt wird, müssen die Reifeninformationen aktualisiert werden, beispielsweise mittels Diagnosetestwerkzeugen.
Ein dritter Ansatz für den Markt der technisch versierten Fahrer (z. B. Hochleistungssportwagen wie BMW M-Serie) ist, den Fahrer die Reifendaten mittels einer Einrichtung im Armaturenbrett selbst eingeben zu lassen.
Eine vierte Methode ist, die Herleitung der maximalen Reifengröße von den Daten der Bremsscheiben und/oder den Motordaten in dem Fahrzeug. Viele Hersteller bieten die größten Reifengrößen nicht für Fahrzeuge mit einer geringen Motorleistung an. Daher kann das System auf schmale Reifen ange- passt werden, wenn der Motorregler eine diesbezügliche Information ausgibt. Wenn die BremsScheibeninformation in der Kontrolleinheit gespeichert ist, dann ist die minimale Felgengröße bekannt, da die Felge größer als die Bremsscheibe sein muss. Durch Kombination dieser Informationen zu einer Liste des Herstellers über die Reifen-Motor-Kombinationen ist es möglich, den Bereich der möglichen an dem Fahrzeug montierten Reifen abzuschätzen um die Warnschwellen zu setzen.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Erkennung der Reifenempfindlichkeit, gekennzeichnet durch die Schritte: Ermitteln der Reifenlast FReifen des Fahrzeugs, Ermitteln von Raddrehzahlinformationen der Räder, Bestimmen der Reifenempfindlichkeit aus der Veränderung der Raddrehzahlinformationen abhängig von der Veränderung der Reifenlast FReien-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenlast FRei eιι aus einer Reifenlastsensorik oder aus einer anderen Fahrwerkssensorik, wie sie z. B. für aktive Fahrwerke zur Verfügung steht, ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenlast FReien aus der Querbeschleunigung aiat des Fahrzeugs ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbeschleunigung a^ mittels eines Querbeschleuni- gungssensors gemessen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Raddrehzahlinformationen (Radumlaufzeit, Radgeschwindigkeit, Radabrollumfang, etc.) der Räder mittels Raddrehzahlsensoren ermittelt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Reifenempfindlichkeit unter Berücksichtigung bzw. Kompensation des Kurvenradius durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch β, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenradius durch Auswertung der Gierrate und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Reifenempfindlichkeit unter Berücksichtigung der Radmomente bestimmt wird.
9. Verwendung des Verfahrens zur Erkennung der Reifenempfindlichkeit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem AntiblockierSystem (ABS) und/oder einem elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) .
10. Verwendung des Verfahrens zur Erkennung der Reifenempfindlichkeit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem.
11. Computerprogrammprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Algorithmus definiert, welcher ein Verfahren gemäß Anspruch 1 umfasst.
EP05731705A 2004-04-07 2005-04-01 Verfahren zur erkennung der reifenempfindlichkeit Withdrawn EP1732772A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE102004017582 2004-04-07
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