DE10058097A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines Reifendruckverlusts durch Auswertung von Referenzgrößen und dessen Verwendung - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Erkennung eines Reifendruckverlusts in Kraftfahrzeugen durch Bildung mindestens einer Referenzgröße (Ref) aus Raddrehzahlinformationen (r¶dyn¶) und Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Referenzgröße, wobei auf einen Druckverlust erkannt wird, wenn eine Korrelation zwischen dem Gradienten des Radmoments und dem Gradienten der Referenzgröße festgestellt wird. DOLLAR A Ferner ist eine Vorrichtung zum Regeln der Bremskraft und/oder der Fahrdynamik und zur Durchführung des genannten Verfahrens beschrieben. Das Verfahren und die Vorrichtung können in einem Allrad-Fahrzeug verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff von An­ spruch 12, sowie die Verwendung des Verfahrens oder der Vor­ richtung in einem Allrad-Fahrzeug.

In Kraftfahrzeuge, die mit einem elektronischen System zur Bremsdruckregelung oder zur Regelung der Fahrdynamik (ABS, ASR, ESP etc.) ausgestattet sind, wird die Winkelgeschwin­ digkeit der Fahrzeugräder durch Raddrehzahlsensoren aufge­ nommen. Es ist bekanntermaßen möglich, einen aufgetretenen Druckverlust in einem Reifen durch eine genaue Analyse der Radgeschwindigkeitsdaten festzustellen, da sich bei gleich­ bleibender Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Reifendruckver­ lust die Winkelgeschwindigkeit des defekten Rades geringfü­ gig erhöht.

Um eine Druckverlusterkennung mit erhöhter Genauigkeit zu realisieren, ist in der Deutschen Patentanmeldung 199 61 681 (P 9610) sowie in der Deutschen Patentanmeldung 199 28 138 (P 9654) ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem zusätz­ liche physikalische Fahrzeugdaten, wie Gierrate, Beschleuni­ gung, Bremsenbetätigung, Motormoment usw. in den Erkennung­ salgorithmus zur Druckverlusterkennung einbezogen werden. Diese Fahrzeugdaten dienen zur Unterscheidung zwischen einem dynamischen Fahrmanöver, wie Kurvenfahrt, Abbremsen oder Be­ schleunigen und einer undynamischen Fahrt, wie etwa eine Ge­ radeausfahrt ohne Längsbeschleunigung.

Wird der Einfluß einer Fahrdynamikgröße auf die Winkelge­ schwindigkeit berücksichtigt, kann eine Druckverlusterken­ nung auch während dynamischer Fahrmanöver durchgeführt wer­ den.

Das in den deutschen Patentanmeldungen angegebene Verfahren benötigt jedoch Mikroprozessoren mit einer hohen Arbeitsge­ schwindigkeit und einem großen Arbeitsspeicher. Zudem müssen einer große Zahl von Raddaten in unterschiedlichen Fahrsi­ tuationen ausgewertet werden, bevor die eigentliche Druck­ verlusterkennung aktiviert werden kann.

In der DE 197 21 480 A1 ist ebenfalls ein in ein elektroni­ sches Antiblockiersystem integrierbares Druckverlusterken­ nungsverfahren beschrieben, bei dem nach Auslösen eines Re­ set-Schalters, der ausgelöst wird, wenn der Nenndruck der Räder eingestellt ist, zunächst eine Lernphase durchlaufen wird, in der ein Mikrorechner unter Berücksichtigung der Fahrsituation aus den Winkelgeschwindigkeit der Räder zu­ nächst Referenzwerte aus dem Quotienten von unterschiedli­ chen Summen von Radpaaren bildet. Die Funktion, nach der die Referenzwerte gebildet werden, bewirkt eine Verstärkung der gesuchten Signaländerung. Aus dem zeitlichen Verlauf der Re­ ferenzwerte wird in der Lernphase jeweils ein zulässiger Be­ reich für die Referenzwerte ermittelt. Im Anschluß an die Lernphase beginnt eine Vergleichsphase, in der überprüft wird, ob die aktuell bestimmten Referenzwerte innerhalb des gelernten zulässigen Bereichs liegen.

Das beschriebene Verfahren berücksichtigt die aktuelle Fahr­ situation, indem während der Lernphase und während der Ver­ gleichsphase Referenzwerte während dynamischer Fahrsituatio­ nen ausgeschlossen werden.

Nachteilhafterweise kann es jedoch bei dem bekannten Verfah­ ren vorkommen, daß nicht mit ausreichender Häufigkeit geeig­ nete undynamische Fahrsituation vorliegen. Die Lernphase als auch die Vergleichsphase kann hierdurch größer sein, als dies seitens der Kraftfahrzeugnutzer toleriert wird.

Es besteht daher noch immer der Bedarf nach einem Verfahren zur Erkennung eines Reifendruckverlusts, welches die erwähn­ ten Nachteile nicht aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 1.

Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren der Erfindung ein Reifendruckverlusts in Kraftfahrzeugen durch Bildung minde­ stens einer Referenzgröße (Ref) aus Radrehzahlinformationen und Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Referenzgröße un­ tersucht.

Bevorzugt wird gemäß dem Verfahren - beispielsweise neben einer weiteren zweiten Methode B - nach einer ersten Methode A auf einen Druckverlust erkannt, wenn festgestellt wird, daß eine zeitliche Veränderung der Referenzgröße bei einer vorgegebenen Mindeständerung des Radmoments (M_r) an einem oder mehreren Rädern auftritt.

Das Erkennungsverfahren gemäß der Erfindung beruht auf der Tatsache, daß das Maß der Änderung der Raddrehzahl aufgrund eines Reifendruckverlusts vom Radmoment abhängt. Im allge­ meinen ist der Betrag, um den sich die Winkelgeschwindigkeit bei einem Druckverlust ändert, bei einem momentenfreien Rad am größten. Bei steigendem Radmoment sinkt der besagte Be­ trag ab. Wird nun gemäß der Erfindung die Änderung des Rad­ moments beobachtet, z. B. in dem ein Sprung im Verlauf des Radmoments beobachtet wird, ist es möglich, aus einer gleichzeitigen Änderung der Raddrehzahl und damit auch der Referenzgröße auf einen Druckverlust erheblich sicherer zu schließen, als dies bei bekannten Verfahren der Fall ist. Das Erkennungsverfahren gemäß der Erfindung nutzt somit aus, daß störende Einflüsse, wie Kurvenfahrt und dergl., auf die Raddrehzahl, die nach bekannten Verfahren aus dem Signal herausgefiltert werden müßten, durch das Radmoment im we­ sentlichen nicht beeinflußt werden.

Die Raddrehzahlinformationen sind beispielsweise Geschwin­ digkeits-Daten von sensorisch bestimmten Radgeschwindigkei­ ten oder Daten, die Radgeschwindigkeiten auf Basis von Zeit­ intervallen angeben. Vorzugsweise handelt es sich bei den Raddrehzahlinformationen um Daten von aktuell ermittelten Radradien (dynamischer Radradius r_dyn), die ermittelt werden können nach der Formel r_dyn = v/ω, wobei v die Fahrzeugge­ schwindigkeit ist.

Bei dem herangezogenen Radmoment handelt es sich bevorzugt um das Radmoment, welches von einem Antrieb über das Getrie­ be unter Berücksichtigung der auftretenden Verluste und des Übersetzungsverhältnis (Getriebe, Differential) auf die Rä­ der aufgeprägt wird. Zur Vereinfachung kann angenommen wer­ den, daß sich das Antriebsmoment insbesondere gleichmäßig auf alle angetriebenen Räder des Fahrzeugs verteilt.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren muß überprüft werden, ob bei einer aufgetretenen Momentenänderung eine Änderung der Referenzgröße durch die Momentenänderung verursacht wur­ de oder ob diese durch andere Effekte hervorgerufen wurden, wie beispielsweise durch Fahrbahnunebenheiten, Kurvenfahrt oder dergleichen. Hierzu wird vorzugsweise zunächst für die Referenzgröße ein Sollwertbereich vorgegeben und dann über­ prüft, ob die Referenzgröße nach der festgestellten Mindest­ ständerung des Radmoments von einem Gebiet außerhalb des Sollwertbereichs in ein Gebiet innerhalb des Sollwertbe­ reichs eintritt oder die Referenzgröße von dem inneren Ge­ biet in das äußere Gebiet austritt. Das Verfahren spricht somit auf einen Bereichswechsel des Referenzwerts an. Der Sollwertbereich kann fest vorgegeben sein oder bevorzugt durch ein zuvor durchzuführendes Lernverfahren festgelegt sein, indem in undynamischen Fahrsituationen nach dem Auf­ füllen der Reifen auf den gewünschten Nenndruck Referenzwer­ te aufgenommen werden und so der Normalzustand in Form eines Sollwertbereichs festgelegt und gespeichert wird. Ein hier­ für geeignetes Lernverfahren ist beispielsweise in der be­ reits zitierten DE 197 21 480 A1 angegeben.

Während der erfindungsgemäßen Druckverlusterkennung in der sogenannten Vergleichsphase kann es vorkommen, daß der Refe­ renzwert im Bereich einer Momentenänderung einen Bereichs­ wechsel wie oben beschrieben zeigt, jedoch dieser Bereichs­ wechsel sich aufgrund einer Fahrbahnunebenheit nicht für ei­ ne ausreichende Zahl an Meßpunkten bestätigt. Zur Absiche­ rung der Druckverlusterkennung ist es daher vorzugsweise vorgesehen, daß überprüft wird, ob nach Eintritt in den Sollwertbereich oder Verlassen des Sollwertbereichs die Re­ ferenzgröße für eine vorgegebene Mindestzeitspanne in dem neuen Bereich verbleibt.

Dies kann insbesondere durch Zählen der einzelnen Meßwerte erfolgen, die sich nach dem Bereichswechsel in dem neuen Be­ reich befinden. Eine Warnmeldung wird entsprechend der hier beschriebenen Verfahrensweise nur dann ausgegeben, wenn die Anzahl der gezählten Meßwerte einen vorgegebenen Mindestwert überschreitet.

Die festgestellte Mindeständerung des Radmoments wird bevor­ zugt mittels der Beziehung

|M_r (t₁) - M_r (t₀)| < S_r

überprüft, wobei S_r eine positive Konstante, t₁ und t₀ Zeit­ punkte, und t₁ < t₀ ist.

Das Radmoment läßt sich beispielsweise nach der Formel

berechnen, worin ω_r die Radwinkelgeschwindigkeit, ω_M die Mo­ torwinkelgeschwindigkeit, M_m das Motormoment und V die An­ triebsverluste angibt. Diese Größen können in Kraftfahrzeu­ gen mit einem elektronischen Bremssystem oder einem System zur Regelung der Fahrdynamik bereits von der Elektronik im Speicher durch parallel ablaufende Algorithmen bereitge­ stellt worden sein.

Bevorzugt werden zur Bestimmung des Radmoments Motormoment­ daten und Getriebedaten herangezogen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Rad­ moment aus dem aktuellen Radschlupf des jeweiligen Rades ab­ geleitet. Dies ist möglich, da der Radschlupf proportional zum Motormoment ist. Wird nun ausgehend von einer proportio­ nalen Abhängigkeit des Schlupfs vom Radmoment bei einem Mo­ ment von M = 0 der Radschlupf bestimmt, so ist es möglich, den weiteren Verlauf der Geraden mit der allgemeinen Formel Schlupf (M) = a.M + b zu berechnen, da b bei M = 0 bestimmt werden kann und sich die Steigung a abschätzen läßt. Der Fall M = 0 kann beispielsweise durch Überwachen des Kupp­ lungssignals über einen Fahrzeugdatenbus (CAN) abgefragt werden.

Die Referenzgröße wird aus den Raddrehzahlinformationen be­ vorzugt in der Weise gebildet, daß Änderungen einzelner Rä­ der im Vergleich zu den übrigen Rädern möglichst deutlich erkennbar sind. Besonders bevorzugt ist die Referenzgröße eine Verhältnisgröße aus Summen und/oder Quotienten von Rad­ drehzahlinformationen von Radpaaren.

Vorzugsweise wird gemäß dem Verfahren der Erfindung

• a) nach einer festgestellten negativen Mindeständerung des Radmoments (M_r(t₁) - M_r(t₀) < Schwelle) bis zu einer dar­ auffolgenden positiven Mindeständerung des Radmoments (M_r(t₁) - M_r(t₀) < Schwelle) eine Variable aufintegriert, wenn zusätzlich ein Druckverlust durch Eintreten der Re­ ferenzgröße in den Sollwertbereich oder Verlassen der Re­ ferenzgröße in den Außenbereich festgestellt wurde oder, wenn kein Druckverlust durch den besagten Bereichswechsel festgestellt wurde, die Variable nicht verändert oder abintegriert, und
• b) nach einer festgestellten positiven Mindeständerung des Radmoments bis zu einer darauffolgenden negativen Minde­ ständerung eine Variable aufintegriert wird, wenn zusätz­ lich ein Bereichswechsel des Referenzwertes aufgetreten ist oder, wenn kein Bereichswechsel auftritt, die Varia­ ble nicht verändert oder abintegriert, insbesondere abin­ tegriert, wird.

Durch diese Verfahrensweise ist es möglich, kurzzeitige Mo­ mentensprünge, die dicht hintereinander auftreten, für die Druckverlusterkennung auszuwerten.

Das Aufintegrieren bzw. Abintegrieren kann bei einer Varia­ ble z. B. in der Weise erfolgen, daß ein Zähler bei jeder durchlaufenen Programmschleife um einen festen Betrag erhöht wird oder erniedrigt wird. Wird ein Zähler verwendet, kann der Zähler zur Unterbindung eines Überlaufs vorzugsweise nach oben und unten durch einen Maximalwert begrenzt.

Besonders bevorzugt wird die Variable oder der Zähler unter den vorstehend unter Punkt a) und b) angegebenen Bedingungen abintegriert oder insbesondere auf einen Anfangszustand von beispielsweiseauf den Wert 0 zurückgesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zu­ sätzlich zur der ersten vorstehend beschriebenen Methode A zur Erkennung eines Druckverlusts eine weitere Methode B durchgeführt, bei der mindestens eine Referenzgröße zur Un­ terdrückung von kurzzeitigen Raddrehzahlschwankungen gemit­ telt und/oder gefiltert wird (Ref^M) wird, darauffolgend über­ wacht wird, ob eine gemittelte und/oder gefilterte Referenz­ größe innerhalb eines vorgegebenen Sollwertbereichs liegt, und ein Druckverlust festgestellt wird, wenn eine gemittelte und/oder gefilterte Referenzgröße den Sollwertbereich ver­ lassen hat.

Der Sollwertbereich kann wie bereits weiter oben beschrieben während eines Lernverfahrens ermittelt sein. Zweckmäßiger­ weise wird als Sollwertbereich für die Methode B der Soll­ wertbereich der Methode A verwendet.

Methode B benötigt in der Vergleichsphase zur Erkennung ei­ nes Druckverlusts nicht zuletzt wegen der länger andauernden Filterung oder Mittelung der Referenzwerte erheblich mehr Zeit als Methode A. Eine Druckverlusterkennung nach Methode A ist bei geeigneten Fahrbedingungen erheblich schneller ab­ geschlossen als bei Methode B.

Methode B wird bevorzugt ausschließlich in einer anhaltend undynamischen bzw. in Bezug auf die Reifen nahezu kräfte­ freien Fahrsituation durchgeführt, insbesondere wenn die von der Fahrzeugelektronik bereitgestellten Fahrdynamikgrößen wie Motormoment M, Gierrate , Längsbeschleunigung L, und Querbeschleunigung Q, dies anzeigen. Die Referenzgröße ist besonders bevorzugt während dieses Tests zeitlich gemittelt und/oder gefiltert.

Vorzugsweise ist die Zeitspanne, über die die Referenzgröße gemittelt und/oder gefiltert wird, bei Methode B größer, als bei Methode A. Die bei Methode A in einer bevorzugten Aus­ führungsform durchgeführte Aufintegration einer Variablen stellt für sich betrachtet bereits eine Mittelung mit sehr kurzer Zeitspanne dar. Zur Absicherung eines durch Referenz­ werte angezeigten Druckverlusts müssen bei Methode B bei dem bevorzugten Verfahren weniger nachfolgende Referenzwerte be­ rücksichtigt werden, als bei Methode A.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Regeln der Bremskraft und/oder der Fahrdynamik und zur Erkennung eines Druckverlusts von Reifen in einem Kraftfahrzeug, welche sich dadurch auszeichnet, daß ein Mikrorechner, der mit Raddreh­ zahlsensoren und gegebenenfalls zusätzlichen Fahrdynamiksen­ soren verbunden ist, das vorstehend beschriebene Verfahren gemeinsam mit einem an sich bekannten Verfahren zur Regelung der Bremskraft und/oder Fahrdynamik abarbeitet.

Da das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen lediglich Einrichtungen benötigt, die ohnehin in einem üblicherweise eingesetzten ABS-, ASR- oder ESP-System vorhanden sind, läßt sich dieses auf vorteilhafte Weise in ein solches System ko­ stengünstig integrieren.

Bevorzugt ist die Vorrichtung so gestaltet, daß sie nach Er­ kennung eines Druckverlusts ein Signal, beispielsweise über eine Leitung oder aber über ein Datenregister, abgibt, wel­ ches die Information über den Druckverlust enthält.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des zuvor be­ schriebenen Verfahrens und der obigen Vorrichtung in einem Allrad-Fahrzeug.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Kraftfahrzeu­ grads während des Abrollens auf der Fahrbahn,

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Änderung des dynamischen Radius bei einem Druckverlust in Abhängigkeit vom Radmoment zeigt,

Fig. 3 ein weiteres Diagramm, welches den Verlauf einer gemittelten Referenzgröße bei gleichbleibendem Radmoment zeigt,

Fig. 4 ein weiteres Diagramm, welches den Verlauf einer ungemittelten Referenzgröße bei einer starken Än­ derung des Radmoments zeigt, und

Fig. 5 ein weiteres Diagramm, welches den Verlauf einer Referenzgröße bei mehreren aufeinanderfolgenden Sprüngen des Radmoments zeigt.

In Fig. 1 ist dargestellt, wie ein Fahrzeugreifen 3 auf der Fahrbahn 10 abrollt, wenn der Reifendruck bereits etwa um 0,5 bar unterhalb des vorgesehenen Betriebsdrucks für den Reifen von hier 2,2 bar abgesunken ist. Ein nicht kompri­ mierbarer Reifen würde idealerweise einen Radius r_i aufweisen und sich bei einer Fahrgeschwindigkeit v mit der Winkelge­ schwindigkeit ω = v/r drehen. Ein herkömmlicher Gummirei­ fen wird jedoch während des Rollens im Bereich der Fahrbahn­ oberfläche um so mehr gewalkt, je niedriger der Druck des Reifens ist. Hierdurch sinkt der dynamische Abrollumfang und der sogenannte dynamische Radius, der bestimmt wird nach dem Zusammenhang r_dyn = v/ω.

In Fig. 2 ist auf der Abszisse des dargestellten Diagramms die Differenz zwischen dem dynamischen Radius Δr_dyn (P₁) bei einem ersten Druck P₁ und Δr_dyn (P₂) bei einem zweiten Druck P₂ aufgetragen, wobei P₁ < P₂ ist. Wie dem Diagramm zu entnehmen ist, weisen herkömmliche Fahrzeugreifen in Δr_dyn eine Abhän­ gigkeit von dem an diesem Rad anliegenden Radmoment M_r auf. Mit steigendem Betrag des Radmoments fällt Δr_dyn ab.

Das an einem Rad anliegende Radmoment läßt sich aus inner­ halb der Fahrzeugelektronik (z. B. elektronisches System ei­ ner Bremsdruckregelung ABS oder Fahrdynamikregelung ESP) verfügbaren Größen wie Motordrehzahl, Getriebeübersetzung und Drehzahlquotienten berechnen. Es ist auch möglich, das Radmoment aus dem aktuellen Schlupfbedarf des Rades abzulei­ ten. Ferner kann ein Vergleich mit bereits vorhandenen Schlupfwerten bei der entsprechenden Geschwindigkeit vorge­ nommen werden.

Bevor die Erkennung eines Druckverlusts in der weiter unten beschriebenen Vergleichsphase durchgeführt werden kann, müs­ sen zunächst die Datenspeicher in einer Vorrichtung zur Er­ kennung eines Reifendruckverlusts (Mikroprozessorsystem) über einen nicht dargestellten Rücksetzschalter in einen Ausgangszustand zurückgesetzt werden. Dies wird in der Regel durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs nach Auffüllen der Rei­ fen 3 (Fig. 1) mit Luft auf den vorgesehenen vorgeschriebe­ nen Reifendruck bewerkstelligt. Danach beginnt die Lernphase der Druckverlusterkennung.

In der Lernphase - wie auch in der Vergleichsphase - werden die Winkelgeschwindigkeiten der Räder kontinuierlich mittels Radsensoren aufgenommen. Eine erhöhte Genauigkeit wird hier­ bei erzielt durch Verwendung der zeitlichen Größe T als Maß für die Radgeschwindigkeit. Auf diese Weise kann eine Syn­ chronisation auf eine Sensorflanke erfolgen. Dies bietet den Vorteil einer erhöhten Genauigkeit bei der Bestimmung der Radgeschwindigkeiten. Zur Weiterverarbeitung werden die Win­ kelgeschwindigkeiten eines Zeitintervalls von 2 Sekunden ge­ mittelt.

Während der Fahrt werden in Mindestabständen von 2 Sekunden in geeigneten Fahrsituationen Referenzwerte Ref_i aus den Rad­ signalen gebildet und Sollwerte S_i für die Vergleichsphase (Schritt 12, Fig. 2) in der Lernphase erzeugt.

Die Referenzwerte werden nach der Formel

Ref_i = (A + B)/(C + D)

aus aktuellen Werten von Raddrehzahldaten der Räder VL, VR, HL und HR berechnet. Würden alle Räder bei Idealbedingungen (Geradeausfahrt) die gleiche Winkelgeschwindigkeit haben, so betrüge der Wert des Referenzwertes Ref₁ = 1. Bei einem Druckverlust weicht der Referenzwert um einen bestimmten Be­ trag vom Wert 1 ab.

Durch die Vorrichtung wird ständig geprüft, ob die Fahrbe­ dingungen in einem zulässigen Bereich liegen. Wenn eine Fahrbedingung vorliegt, die ein Bilden von Referenzwerten als nicht sinnvoll erscheinen läßt, beispielsweise wenn die Längsbeschleunigung Q, die Querbeschleunigung L, die Gier­ rate oder die Radbeschleunigung bestimmte Schwellenwer­ te überschreiten, so werden keine Referenzwerte erzeugt bzw. gespeichert. Die Referenzwerte Ref(t) können zur Rauschun­ terdrückung gegebenenfalls zeitlich gefiltert oder gemittelt werden. Der zeitliche Verlauf des gemittelten Referenzwerts ^LRef^M ist in Fig. 3 dargestellt. Wenn festgestellt wird, daß der Wert von ^LRef^M mit einer vorgegebenen Mindestgüte, z. B. wenn die Standardabweichung kleiner ist, als ein vorgegebe­ ner Schwellenwert, ermittelt werden kann, wird der Mittel­ wert gespeichert. Der gelernte Durchschnittswert von Ref wird in der Variable ^LRef^M gespeichert. Die Lernphase ist dann beendet.

Nach Abschluß der Lernphase wird der Sollwertbereich 5 durch Bildung von oberen und unteren Grenzwerte G1 und G2 festge­ legt, indem ein Offsetwert 11, 12 zum ermittelten Mittelwert ^LRef^M hinzuaddiert bzw. subtrahiert wird (Fig. 3).

Nach Beendigung der Lernphase beginnt die Vergleichsphase.

Die Druckverlusterkennung kann durch das Verfahren nach Me­ thode A und das Verfahren nach Methode B ausgelöst werden.

Gemäß Methode B wird in der Vergleichsphase überprüft, ob neu ermittelte aktuelle Referenzwerte Ref^M innerhalb des Sollwertbereichs 5 liegen. Die aktuellen Referenzwerte in der Vergleichsphase sind während der Ausführung des Verfah­ rens nach der Methode B gefiltert, während des Verfahrens nach der Methode A werden ungefilterte Referenzwerte heran­ gezogen, wobei in Methode A gemäß dem weiter oben beschrie­ benen Verfahren die Raddaten bereits innerhalb eines Zeitin­ tervalls von 2 Sekunden gemittelt sind.

Tritt ein Referenzwert Ref^M, wie durch den Pfeil 9 in Fig. 3 hervorgehoben, aus dem Sollwertbereich 5 aus, wird auf einen Druckverlust erkannt, indem eine Warnlampe im Armaturenbrett angeschaltet wird.

Anhand von Fig. 4 wird die Druckverlusterkennung gemäß Me­ thode A (erfindungsgemäße Druckverlusterkennung) erläutert. Auf der Abszisse des dargestellten Diagramms ist neben dem zeitlichen Verlauf des ungemittelten Referenzwertes Ref der zeitliche Verlauf des Radmoments aufgetragen. Wird das Fahr­ zeug mit hoher Geschwindigkeit, z. B. 150 km/h, bewegt, stellt sich bei gleichbleibender Gaspedalstellung ein sta­ tionärer Zustand ein, in dem sich die Motorleistung und die Verlustleistung aufgrund des Luftwiderstands, des Rollwider­ stands und sonstiger Verluste, aufheben. In diesem Fahrzu­ stand ist das Motormoment M_r auf einem hohen Niveau im Be­ reich von t₀ und t₁ im wesentlichen konstant.

Nimmt nun der Fahrer den Fuß vom Gaspedal, ergibt sich durch die plötzliche Reduktion des Motormoments ein steiler Abfall 2 des Radmoments. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verrin­ gert sich während der hier betrachteten Zeitspanne nur rela­ tiv wenig.

Aufgrund der weiter oben erläuterten Abhängigkeit der Ände­ rung des dynamischen Radradius vom Radmoment tritt ein vor­ handener Druckverlust bei einem Wegfall des Radmoments stär­ ker hervor. Liegt ein Druckverlust an einem Rad vor, wird durch die Änderung des Radmoments eine deutlich erkennbare Erhöhung 1 bzw. Erniedrigung des Referenzwertes bewirkt. Steigt das Radmoment wieder an (Bezugszeichen 2'), entsteht eine Flanke 1' im Verlauf des Referenzwerts, die in der Re­ gel etwa der Höhe der Flanke 1 entspricht, so daß der Refe­ renzwert wieder im Sollwertbereich 5 zu liegen kommt.

Im Bereich zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ wird nun die Anzahl der Referenzwerte durch einen Zähler gezählt, die au­ ßerhalb des Sollwertbereichs liegen. Wird ein vorgegebener Mindestzählerstand überschritten, wird auf einen Druckver­ lust erkannt.

Es kann insbesondere bei einem hohen vorgegebenen Mindest­ zählerstand vorkommen, daß innerhalb der Zeitspanne zwischen t₁ und t₂ der vorgegebene Mindestzählerstand nicht erreicht wird, obwohl ein Druckverlust vorliegt. Um einen Druckver­ lust dennoch erkennen zu können ist erfindungsgemäß bevor­ zugt vorgesehen, wie in Fig. 5 dargestellt, auch weitere Än­ derungen des Radmoments (symbolisiert durch die Bereiche T₂ und T₃), die auf eine erste Änderung (symbolisiert durch Be­ reich T₁) folgen, auszuwerten.

Dies wird bewerkstelligt, indem der Zähler in den Bereichen T₁ und T₂ weitergezählt wird, wenn Referenzwerte außerhalb des Sollwertbereichs liegen. Liegen die Referenzwerte in diesen Bereichen innerhalb des Sollwertbereichs, kann der Zähler entweder konstant gehalten werden oder rückwärts ge­ zählt werden.

Bisher wurde nur der Fall beschrieben, wie die Druckverlu­ sterkennung bei einem Austritt des Referenzwerts 1 aus dem Sollwertbereich als Folge eines sinkenden Radmoments 2 durchgeführt wird. Entsprechend wird auch auf einen Druck­ verlust erkannt, wenn das Radmoment ansteigt und als Folge des Anstiegs der Referenzwert in den Sollwertbereich ein­ tritt (Bezugszeichen 1'). Auch in diesem Fall kann die Häu­ figkeit der Referenzwerte, für die dies der Fall ist, durch Heraufzählen eines Zählers aufintegriert werden. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, für beide beschriebenen Fälle den gleichen Zähler zu verwenden.

Um den Zählerstand nicht beliebig anwachsen zu lassen, wird die Anzahl der berücksichtigten Referenzwerte vorzugsweise auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt. Hierdurch wird bei einer Erhöhung des Zählerstands ohne einen tatsächlich vorhandenen Druckverlust eine irrtümliche Anzeige eines Druckverlusts wirksam verhindert.

Claims (13)

1. Verfahren zur Erkennung eines Reifendruckverlusts in Kraftfahrzeugen durch Bildung mindestens einer Referenz­ größe (Ref) aus Radrehzahlinformationen (r_dyn) und Aus­ wertung des zeitlichen Verlaufs der Referenzgröße (1, 1'), dadurch gekennzeichnet, daß gemäß einer ersten Methode A ein Druckverlust an einer Korrelation zwischen dem Gradienten des Radmoments und dem Gradienten der Re­ ferenzgröße erkannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Druckverlust erkannt wird, wenn festgestellt wird, daß eine zeitliche Veränderung der Referenzgröße bei einer vorgegebenen Mindeständerung (2, 2') des Radmo­ ments (M_r) an einem oder mehreren Rädern (3) auftritt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß für die Referenzgröße ein Sollwertbereich (G₁, C₂), festgelegt ist und die Referenzgröße als verändert gilt, wenn die Referenzgröße nach der festgestellten Mindeständerung des Radmoments von einem Gebiet außer­ halb des Sollwertbereichs (4, 6) in ein Gebiet innerhalb des Sollwertbereichs (5) eintritt oder die Referenzgröße von dem inneren Gebiet in das äußere Gebiet austritt.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erkannter Druckverlust durch eine weitere Maßnahme abgesichert wird, bei der überprüft wird, ob nach Eintritt in den Sollwertbereich (5) oder Verlassen des Sollwertbereichs die Referenzgrö­ ße für eine vorgegebene Mindestzeitspanne (T) in dem neuen Bereich verbleibt.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindeständerung des Rad­ moments mittels der Beziehung
|M_r (t₁) - M_r (t₀)| < S_r
überprüft wird, wobei S_r eine positive Konstante, t₁ und t₀ Zeitpunkte, und t₁ < t₀ ist.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzgröße eine Ver­ hältnisgröße aus Summen und/oder Quotienten von Raddreh­ zahlinformationen von Radpaaren ist.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) nach einer festgestellten negativen Mindeständerung des Radmoments bis zu einer darauffolgenden positiven Mindeständerung (7) des Radmoments eine Variable aufin­ tegriert wird, wenn zusätzlich ein Druckverlust durch Eintreten der Referenzgröße in den Sollwertbereich oder Verlassen der Referenzgröße in den Außenbereich festge­ stellt wurde oder, wenn kein Druckverlust durch den be­ sagten Bereichswechsel festgestellt wurde, die Variable nicht verändert oder abintegriert wird, und
• b) nach einer festgestellten positiven Mindeständerung (8) des Radmoments bis zu einer darauffolgenden negati­ ven Mindeständerung eine Variable aufintegriert wird, wenn zusätzlich ein Bereichswechsel des Referenzwertes aufgetreten ist oder, wenn kein Bereichswechsel auf­ tritt, die Variable nicht verändert oder abintegriert wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Radmoment bestimmt wird mittels Motormomentdaten und Getriebedaten.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Radmoment aus dem Rad­ schlupf des jeweiligen Rades abgeleitet wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur der ersten Methode A zur Erkennung eines Druckverlusts eine weitere Methode B durchgeführt wird, bei der mindestens eine Re­ ferenzgröße zur Unterdrückung von kurzzeitigen Raddreh­ zahlschwankungen gemittelt und/oder gefiltert wird (Ref^M), darauffolgend überwacht wird, ob eine gemittelte und/oder gefilterte Referenzgröße innerhalb eines vorge­ gebenen Sollwertbereichs (5) liegt, und ein Druckverlust festgestellt wird, wenn eine gemittelte und/oder gefil­ terte Referenzgröße den Sollwertbereich verlassen hat (9).

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne, über die die Referenzgröße gemittelt und/oder gefiltert wird, bei Methode B größer ist, als bei Methode A.

12. Vorrichtung zum Regeln der Bremskraft und/oder der Fahr­ dynamik und zur Erkennung eines Druckverlusts von Reifen in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrorechner, der mit Raddrehzahlsensoren und gegebenen­ falls zusätzlichen Fahrdynamiksensoren verbunden ist, ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9 und ein an sich bekanntes Verfahren zur Regelung der Bremskraft und/oder Fahrdynamik abarbeitet.

13. Verwendung des Verfahrens nach mindestens einem der An­ sprüche 1 bis 11 oder der Vorrichtung nach Anspruch 12 in einem Allrad-Fahrzeug.