DE102010006178B4 - Method for monitoring a tire pressure and tire pressure monitoring device - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (32) zum Überprüfen von Reifendrücken von Vorderrädern (Rad3, Rad4) und Hinterrädern (Rad1, Rad2) eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung aufweist:- eine Schnittstelleneinrichtung (34) zum Empfangen von Signalen von Sensoreinrichtungen (20) der Fahrzeugräder (14, Rad1, Rad2, Rad3, Rad4), welche direkt oder indirekt die Winkelgeschwindigkeiten (ω1, ω2, ω3, ω4) der Fahrzeugräder (14, Rad1, Rad2, Rad3, Rad4) erfassen,- eine Speichereinrichtung (38) zum Speichern eines Soll-Reifendurchmessers (rd0) eines Soll-Rads (Rad0) des Fahrzeugs in einem Referenzpunkt (m),- eine Winkelgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung (40) zum Bestimmen der Winkelgeschwindigkeiten (ω1, ω2, ω3, ω4) der Fahrzeugräder auf Basis der Messergebnisse der Sensoreinrichtungen der Fahrzeugräder, und- eine Auswerteeinrichtung (36) welche wenigstens eine Fehlergröße (err12, err13, err14, err23, err24, err34) auf Basis der Winkelgeschwindigkeiten (ω1, ω2, ω3, ω4) der Fahrzeugräder und des Soll-Reifendurchmessers (rd0) des Soll-Rads ermittelt,wobei die Auswerteeinrichtung (34) anhand der Fehlergröße bestimmt, ob wenigstens eines der Fahrzeugräder einen fehlerhaften Reifendruck aufweist,dadurch gekennzeichnet,dass die Auswerteeinrichtung (36) dazu eingerichtet ist, durch einen Vergleich von vier Fahrzeugrädern untereinander eine Abweichung der Winkelgeschwindigkeit (ω1, ω2, ω3, ω4) der Fahrzeugräder von einemErwartungswert, der auf dem Soll-Reifendurchmesser (rd0) des Soll-Rades basiert, zu ermitteln.Device (32) for checking tire pressures of front wheels (Rad3, Rad4) and rear wheels (Rad1, Rad2) of a vehicle, the device comprising: - an interface device (34) for receiving signals from sensor devices (20) of the vehicle wheels (14, 14; Rad1, Rad2, Rad3, Rad4) which directly or indirectly detect the angular velocities (ω1, ω2, ω3, ω4) of the vehicle wheels (14, Rad1, Rad2, Rad3, Rad4), - a memory device (38) for storing a setpoint Tire diameter (rd0) of a target wheel (Rad0) of the vehicle at a reference point (m), - an angular velocity determining means (40) for determining the angular velocities (ω1, ω2, ω3, ω4) of the vehicle wheels based on the measurement results of the sensor devices of the vehicle wheels, and - an evaluation device (36) having at least one error quantity (err12, err13, err14, err23, err24, err34) based on the angular velocities (ω1, ω2, ω3, ω4) of the vehicle wheels and the S Determined oll-tire diameter (rd0) of the target wheel, the evaluation device (34) determines based on the error size, if at least one of the vehicle wheels has a faulty tire pressure, characterized in that the evaluation device (36) is adapted to by a comparison of four vehicle wheels with each other to determine a deviation of the angular velocity (ω1, ω2, ω3, ω4) of the vehicle wheels from an expectation value based on the target tire diameter (rd0) of the target wheel.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Druckverlustes eines Reifens bei einem mit einer Reifendruckkontrolleinheit ausgestatteten Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner eine Reifendruckkontrolleinheit, ein Fahrzeug und ein Computerproduktprogramm.The invention relates to a method for detecting a pressure loss of a tire in a vehicle equipped with a tire pressure monitoring unit. The invention further relates to a tire pressure control unit, a vehicle and a computer product program.
Da die Fahrzeugsicherheit und Zuverlässigkeit zentrale Faktoren in der Automobiltechnik sind, muss allein schon aus sicherheitstechnischen Gründen der Reifendruck von Kraftfahrzeugen regelmäßig überprüft werden. Da dies häufig versäumt wird, weisen moderne Kraftfahrzeuge zunehmend Reifendruckkontrollsysteme auf, die den Reifendruck automatisch messen und eine kritische Abweichung des gemessenen Reifendrucks von einem Reifendrucksollwert frühzeitig erkennen sollen. Außerdem ist es zur Reduzierung von CO2-Emissionen wünschenswert, bei möglichst vielen Fahrzeugen den Reifendruck zu überwachen.Since vehicle safety and reliability are key factors in automotive technology, it is only for safety reasons that the tire pressure of motor vehicles has to be checked regularly. Since this is often neglected, modern motor vehicles increasingly have tire pressure monitoring systems which automatically measure the tire pressure and detect a critical deviation of the measured tire pressure from a tire pressure setpoint at an early stage. In addition, to reduce CO 2 emissions, it is desirable to monitor tire pressure on as many vehicles as possible.
Bei solchen Reifendruckkontrollsystemen wird im Allgemeinen unterschieden zwischen direkten und indirekten Systemen. Indirekte Systeme messen nicht den Reifendruck selbst, sondern nutzen eine vom Reifendruck abgeleitete Größe, z.B. die Drehzahl des Reifens, wie beispielsweise in der
Aus der US 2003 / 0 172 728 A1 sind ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und eine Vorrichtung zum Schätzen des Luftdrucks eines Reifens an einem Fahrzeug bekannt, umfassend die Schritte: Empfangen eines Fahrzeugstatussensorsignals als eine Eingabe; Schätzen erster Parameterwerte eines adaptiven Filters basierend auf einem vorbestimmten Modell des Fahrzeugstatus in Abhängigkeit von dem Fahrzeugstatussensorsignal; Berechnen, abhängig von den ersten Modellparameterwerten, eines ersten Reifendruckanzeigewerts, der von dem Luftdruck des Reifens abhängig ist und diesen kennzeichnet.From US 2003/0172 728 A1 a method, a computer program product and a device for estimating the air pressure of a tire on a vehicle are known, comprising the steps of: receiving a vehicle status sensor signal as an input; Estimating first parameter values of an adaptive filter based on a predetermined model of vehicle status in response to the vehicle status sensor signal; Calculating, based on the first model parameter values, a first tire pressure indication value that is dependent on and characterizes the tire air pressure.
Aus der
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Bei einer aus der
In der US 2006 / 0 267 750 A1 wird ein Steuersystem zum Steuern eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Verschiedene Reifenparameter, wie etwa ein Rollradius, eine vertikale Federrate und eine Reifendrehfederrate, können verwendet werden, um einen Reifenanomalitätszustand zu bestimmen. Das Fahrzeug wird als Reaktion auf den Reifenanomalitätszustand gesteuert.US 2006/0 267 750 A1 describes a control system for controlling a motor vehicle. Various tire parameters, such as a rolling radius, a vertical spring rate and a tire torsional spring rate, may be used to determine a tire abnormality condition. The vehicle is controlled in response to the tire abnormality condition.
In der US 2009 / 0 112 470 A1 wird eine Navigationsvorrichtung mit einer zentralen Verarbeitungseinheit, einem Bildgebungsmodul, einem GPS-Modul, einem Reifendrucküberwachungsmodul und einem Speichermodul bereitgestellt. Das Bildgebungsmodul erfasst ein Bildsignal. Die zentrale Verarbeitungseinheit steuert das Bildgebungsmodul, um das Bildsignal zum Erzeugen von Bilddaten zu erfassen, und speichert ferner die Bilddaten in dem Speichermodul. Die zentrale Verarbeitungseinheit führt die in dem Speichermodul gespeicherte elektronische Kartensoftware aus und empfängt die von dem GPS-Modul erzeugten Positionsdaten zum Erzeugen einer Routenführung. Die zentrale Verarbeitungseinheit empfängt das von dem Reifendrucküberwachungsmodul empfangene digitale Reifendrucksignal, um Reifendruckdaten zu erzeugen, und identifiziert ferner, ob die Reifendruckdaten einem Sicherheitswert entsprechen oder nicht.US 2009/0 112 470 A1 provides a navigation device with a central processing unit, an imaging module, a GPS module, a tire pressure monitoring module and a memory module. The imaging module captures an image signal. The central processing unit controls the imaging module to acquire the image signal for generating image data, and further stores the image data in the memory module. The central processing unit executes the electronic map software stored in the memory module and receives the position data generated by the GPS module to generate route guidance. The central processing unit receives that from the Tire pressure monitoring module received digital tire pressure signal to generate tire pressure data, and also identifies whether the tire pressure data corresponds to a safety value or not.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Reifendruckkontrolleinrichtung für das vorgenannte System bereitzustellen.The object of the invention is to provide an improved tire pressure monitoring device for the aforementioned system.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.This object is achieved by a device having the features of
Demgemäß wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung bereitgestellt zum Überprüfen von Reifendrücken von Vorderrädern und Hinterrädern eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung aufweist:
- - eine Schnittstellen-Empfangseinrichtung zum Empfangen von Signalen von Sensoreinrichtungen der Fahrzeugräder, welche direkt oder indirekt die Winkelgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder erfassen,
- - eine Speichereinrichtung zum Speichern eines Soll-Reifendurchmessers eines Soll-Rads des Fahrzeugs in einem Referenzpunkt, eines Längenabstands der Vorderräder von den Hinterräder und eines Breitenabstands der Vorderräder und/oder Hinterräder voneinander;
- - eine Winkelgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Winkelgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder auf Basis der Messergebnisse der Sensoreinrichtungen der Fahrzeugräder, und
- - eine Auswerteeinrichtung, welche wenigstens eine Fehlergröße auf Basis der Winkelgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder und des Soll-Reifendurchmessers des Soll-Rads berechnet, wobei die Auswerteeinrichtung anhand der Fehlergröße bestimmt, ob wenigstens eines der Fahrzeugräder einen fehlerhaften Reifendruck aufweist, wenn die Fehlergröße kleiner und/oder größer als Null ist, wobei die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, durch einen Vergleich von vier Fahrzeugrädern untereinander eine Abweichung der Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugräder von einem Erwartungswert, der auf dem Soll-Reifendurchmesser des Soll-Rades basiert, zu ermitteln.
- an interface receiving device for receiving signals from sensor devices of the vehicle wheels which directly or indirectly detect the angular speeds of the vehicle wheels,
- a memory means for storing a target tire diameter of a target wheel of the vehicle at a reference point, a longitudinal distance of the front wheels from the rear wheels and a width distance of the front wheels and / or rear wheels from each other;
- an angular velocity determining means for determining the angular velocities of the vehicle wheels on the basis of the measurement results of the sensor devices of the vehicle wheels, and
- an evaluation device which calculates at least one error variable on the basis of the angular velocities of the vehicle wheels and the nominal tire diameter of the reference wheel, the evaluation device determining on the basis of the error variable whether at least one of the vehicle wheels has an incorrect tire pressure, if the error variable is smaller and / or is greater than zero, wherein the evaluation device is adapted to determine by a comparison of four vehicle wheels with each other, a deviation of the angular velocity of the vehicle wheels of an expected value based on the target tire diameter of the target wheel.
Die Vorrichtung hat dabei den Vorteil, dass sie sehr einfach und zuverlässig einen fehlerhaften Reifendruck erfassen kann und dabei auf bereits vorhandene Sensoreinrichtungen im Fahrzeug zurückgreifen kann, deren Signale sie über die Empfangseinrichtung erfassen kann. So können beispielsweise Signale von Piezosensoren, in den Rädern vorhandene Radsensoren oder Signale eines ABS-Systems genutzt werden.The device has the advantage that it can very easily and reliably detect a faulty tire pressure and can rely on existing sensor devices in the vehicle, the signals of which they can detect via the receiving device. For example, signals from piezo sensors, wheel sensors in the wheels or signals from an ABS system can be used.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and the description with reference to the drawings.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Reifendrucküberwachungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; -
2 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Reifendrucküberwachungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; -
3a eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit vier zu überwachenden Rädern, wobei sich das Fahrzeug im Kreis um einen Mittelpunkt M bewegt wird; -
3b eine schematische Ansicht des Fahrzeugs gemäß3a , wobei als Referenzpunkt m der Mittelpunkt zwischen den beiden Achsen des Fahrzeugs gewählt ist, der aus dem Schnittpunkt der Achsenkreuzlinien gebildet wird; -
3c eine schematische Ansicht des Fahrzeugs gemäß3a , wobei als Referenzpunkt m der Schnittpunkt der Flächendiagonale des Fahrzeugs bestimmt wird; -
4 ein Ablaufdiagramm einer Reifendrucküberwachung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
5 ein Ablaufdiagramm einer Reifendrucküberwachung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
6 ein Beispiel eines Algorithmus zur Reifendrucküberwachung gemäß der Erfindung; -
7 ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung der Geschwindigkeitskomponenten Vx und Vy des Fahrzeugs; und -
8 eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zum Bestimmen, ob eines der Fahrzeugräder einen fehlerhaften Reifendruck aufweist.
-
1 a plan view of a vehicle with a tire pressure monitoring device according to a first embodiment of the invention; -
2 a plan view of a vehicle with a tire pressure monitoring device according to a second embodiment of the invention; -
3a a schematic view of a vehicle with four wheels to be monitored, wherein the vehicle is moved in a circle about a center M; -
3b a schematic view of the vehicle according to3a , wherein as reference point m, the center between the two axes of the vehicle is selected, which is formed from the intersection of the Achsenkreuzlinien; -
3c a schematic view of the vehicle according to3a , where as the reference point m, the intersection of the surface diagonal of the vehicle is determined; -
4 a flowchart of a tire pressure monitoring according to an embodiment of the invention; -
5 a flowchart of a tire pressure monitoring according to another embodiment of the invention; -
6 an example of a tire pressure monitoring algorithm according to the invention; -
7 a flow chart for determining the speed components Vx and Vy of the vehicle; and -
8th a device according to an embodiment of the invention for determining whether one of the vehicle wheels has a faulty tire pressure.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures, identical or functionally identical elements and devices have been provided with the same reference numerals, unless stated otherwise.
Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren und eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Reifendrucküberwachung beschrieben, wobei die Reifendrucküberwachung dabei z.B. in ein nachgerüstetes Navigationsgerät integriert werden kann. Hierdurch kann außerdem die Lokalisierungsqualität des Navigationssystems zusätzlich deutlich verbessert werden und zwar auch dann, wenn bis zu zwei Reifen einen Reifenunterdruck und/oder einen Reifenüberdruck aufweisen. In the following, a method according to the invention and a device according to the invention for tire pressure monitoring will be described, wherein the tire pressure monitoring can be integrated, for example, in a retrofitted navigation device. In addition, the localization quality of the navigation system can additionally be significantly improved, even if up to two tires have a tire vacuum and / or a tire overpressure.
Im Wesentlichen gibt es drei Systemansätze für die Reifendrucküberwachung:Essentially, there are three system approaches for tire pressure monitoring:
Bei dem ersten Ansatz erfolgt eine Messung des Reifendrucks durch in der Felge verbaute Sensoren, die ihr Messergebnis über Funk an ein im Fahrzeug verbautes Steuergerät senden. Das Steuergerät wertet die Ergebnisse aller Sensoren aus und stellt diese dar. Dabei kann das Steuergerät durch die zusätzlichen Sensoren jedoch nicht nachgerüstet werden.In the first approach, the tire pressure is measured by sensors installed in the rim, which transmit their measurement result via radio to a control unit installed in the vehicle. The control unit evaluates the results of all sensors and displays them. However, the control unit can not be retrofitted by the additional sensors.
Ein zweiter Ansatz ist darauf ausgerichtet, die Daten von Radsensoren auszuwerten, die typischerweise für ABS- Steuergeräte verwendet werden, um durch den Vergleich der Umdrehungs- oder Winkelgeschwindigkeiten der Räder an einer Achse oder durch den Kreuzvergleich auf einen Luftdruckverlust am sich schneller drehenden Rad schließen zu können. Das Verfahren weist jedoch u.U. keine sehr hohe Genauigkeit auf, einen defekten Reifen zuverlässig zu lokalisieren.A second approach is to evaluate the data from wheel sensors typically used for ABS controllers to conclude air pressure loss on the faster rotating wheel by comparing the rotational or angular speeds of the wheels on an axle or by cross comparison can. However, the method may u.U. No very high accuracy to reliably locate a defective tire.
Bei dem dritten Ansatz werden Piezosensoren eingesetzt. Diese liefern die Zentrifugalkraft und/oder die Amplitude der Sensorbeschleunigung, welche bei der Verringerung des Reifendurchmessers entsteht, wenn der Reifen auf der Fahrbahn aufsetzt und wieder abhebt. Anhand der Messwerte kann wiederum auf den Reifendruck geschlossen werden.In the third approach piezoelectric sensors are used. These provide the centrifugal force and / or the amplitude of the sensor acceleration, which results in the reduction of the tire diameter when the tire touches down on the road and lifts off again. On the basis of the measured values, it is again possible to deduce the tire pressure.
Für die Lokalisierung der Reifen gibt es des Weiteren im Wesentlichen die folgenden Methoden:For the localization of the tires, there are further essentially the following methods:
Gemäß der ersten Methode weist der Reifen einen codierten Sender auf, welcher bei der Montage des Reifens dem Reifendrucksystem mit der entsprechenden Position mitgeteilt werden muss. Dieser Vorgang ist bei jeder erneuten Montage der Reifen, beispielsweise beim Wechsel von Sommer- und Winterreifen, notwendig.According to the first method, the tire has a coded transmitter, which must be communicated to the tire pressure system with the appropriate position during assembly of the tire. This process is necessary every time the tires are reassembled, for example when changing between summer and winter tires.
Die zweite Methode beruht darauf, dass die Reifenelektroniken über eine positionsbezogene Schnittstelle, z.B. 125kHz Schnittstelle, einzeln angesprochen werden können. In den Radkästen sind die separaten Antennen verbaut und somit antwortet immer nur der angesprochene Reifen und liefert seinen aktuellen Messwert.The second method relies on the tire electronics being moved over a position-related interface, e.g. 125kHz interface, can be addressed individually. The separate antennas are installed in the wheel arches and thus only the addressed tire responds and delivers its current measured value.
Bei der dritten Methode erfolgt die Lokalisierung des jeweiligen Rads durch einen Kreuzvergleich der Drehzahlen der vier Räder untereinander. Dies ist aber nur möglich, wenn höchstens ein Reifen defekt ist.In the third method, the localization of the respective wheel takes place by a cross comparison of the speeds of the four wheels with each other. But this is only possible if at most one tire is defective.
In
Des Weiteren ist das Fahrzeug beispielsweise mit einer nachgerüsteten elektronischen Komponente mit Funkempfänger ausgestattet, vorzugsweise einem Navigationsgerät. Gemäß der Erfindung ist weiter eine Funkschnittstelle vorgesehen, über die Daten von Sensoreinrichtungen, wie Drehzahlsensoreinrichtungen, von dem Fahrzeug an den Funkempfänger übertragen werden können, wie in
Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Übertragung der Messergebnisse der Drehzahlsensoreinrichtungen
In
Bei beiden Fahrzeugen
Erfindungsgemäß werden in diesen Fällen beispielsweise eine Abweichung der Winkelgeschwindigkeit eines Rades durch Vergleich aller vier Räder untereinander („überbestimmtes System“) erkannt und daraus auf den Reifendurchmesser und auf den Reifendruck des Fahrzeugrads geschlossen. Anhand eines Vergleichs mit einer entsprechenden Soll-Größe wie einem Soll-Reifendurchmesser kann daraus geschlossen werden, ob das Fahrzeugrad einen gewünschten Soll-Reifendruck oder einen Unter- oder Überdruck aufweist. Überschreitet oder unterschreitet die ermittelte Abweichung einen Grenzwert oder Grenzbereich so kann eine Warnung über einen zu hohen oder zu niedrigen Reifendruck an den Fahrer ausgegeben.According to the invention, in these cases, for example, a deviation of the angular velocity of a wheel by comparing all four wheels with each other ("overdetermined system") recognized and concluded on the tire diameter and the tire pressure of the vehicle. Based on a comparison with a corresponding desired size such as a desired tire diameter can be concluded from whether the vehicle has a desired desired tire pressure or a negative or positive pressure. If the determined deviation exceeds or falls below a limit value or limit range, a warning about excessively high or too low tire pressure can be output to the driver.
Die erfindungsgemäße Auswertung des überbestimmten Systems ermöglicht insbesondere auch die Lokalisierung des oder der defekten Räder mit dem fehlerhaften Luftdruck. Somit können die Daten für die Lokalisierung des defekten Rads genutzt werden, wenn parallel der Reifendruck über eine in der Felge oder im Rad verbaute Elektronik überwacht wird, beispielsweise über Drehzahlsensoreinrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform oder über Piezosensoreinrichtungen gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.In particular, the evaluation of the overdetermined system according to the invention also makes it possible to locate the defective wheel (s) with the faulty air pressure. Thus, the data may be used for the location of the defective wheel when the tire pressure is monitored in parallel via an electronics installed in the rim or in the wheel, for example via speed sensor devices according to the first embodiment or via piezo sensor devices according to the second embodiment of the invention.
In den
Des Weiteren wird neben den Rädern
Es können jedoch auch andere Referenzpunkte m am Fahrzeug verwendet werden, beispielsweise der Schnittpunkt der Flächendiagonale des Fahrzeugs, wie in
Das Soll-Rad weist dabei einen Abstand bzw. Radius
In dem in
Anhand der Geometriebeziehungen der Reifen des Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt kann nun das zuvor genannte überbestimmte Gleichungssystem wie folgt beschrieben werden:
Legende:Legend:
- D0D0
- Radius des Rades Rad0 bzw. Radius des Fahrzeug-Mittelpunkts m um den Kreismittelpunkt MRadius of the wheel Rad0 or radius of the vehicle center m around the center of the circle M
- Ω0Ω0
-
Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeug-Mittelpunkts m (hier wird als Referenzpunkt m z.B. der FahrzeugMittelpunkt genommen, welcher in diesem Fall durch den Schnittpunkt der Achskreuzlinien des Fahrzeugs gebildet wird, wie in
3b gezeigt ist)Angular velocity of the vehicle center point m (here, for example, the vehicle center is taken as the reference point m, which is formed in this case by the intersection of the axis cross-lines of the vehicle, as in3b shown) - D1D1
- Radius des ersten Rades Rad1 um den Kreismittelpunkt MRadius of the first wheel Rad1 around the center of the circle M
- D2D2
- Radius des zweiten Rades Rad2 um den Kreismittelpunkt MRadius of the second wheel Rad2 around the center of the circle M
- D3D3
- Radius des dritte Rades Rad3 um den Kreismittelpunkt MRadius of the third wheel Rad3 around the center of the circle M
- D4D4
- Radius des vierten Rades Rad4 um den Kreismittelpunkt MRadius of the fourth wheel Rad4 around the center of the circle M
- ω1ω1
- Winkelgeschwindigkeit des ersten Rades Rad1Angular velocity of the first wheel Rad1
- ω2ω2
- Winkelgeschwindigkeit des zweiten Rades Rad2Angular velocity of the second wheel Rad2
- ω3ω3
- Winkelgeschwindigkeit des dritte Rades Rad3Angular velocity of the third wheel Rad3
- ω4ω4
- Winkelgeschwindigkeit des vierten Rades Rad4Angular velocity of the fourth wheel Rad4
- rd0RD0
- nominaler Raddurchmesser des Rades Rad0, welches einen vorbestimmten, gewünschten bzw. ausreichenden Luftdruck aufweistnominal wheel diameter of the wheel Rad0, which has a predetermined, desired or sufficient air pressure
- rd1rd1
- tatsächlicher Raddurchmesser des Rades Rad1, welches einen tatsächlichen Luftdruck aufweistactual wheel diameter of the wheel Rad1, which has an actual air pressure
- rd2rd2
- tatsächlicher Raddurchmesser des Rades Rad2, welches einen tatsächlichen Luftdruck aufweistactual wheel diameter of the wheel Rad2, which has an actual air pressure
- rd3rd3
- tatsächlicher Raddurchmesser des Rades Rad3, welches einen tatsächlichen Luftdruck aufweistactual wheel diameter of the wheel Rad3, which has an actual air pressure
- rd4rd4
- tatsächlicher Raddurchmesser des Rades Rad4, welches einen tatsächlichen Luftdruck aufweistactual wheel diameter of the wheel Rad4, which has an actual air pressure
Berechnung des Radius
Daraus berechnet sich die Fahrzeuggeschwindigkeit
Um nun zu bestimmen, ob der Radius rdx des Rades Radx (x = 1, 2, 3, 4) von dem vorbestimmten, ausreichenden Radius
Funktion (A) für das erste Rad
Funktion (B) für das zweite Rad
Funktion (C) für das erste Rad
Die Größen err14, err34, err23 sind Kombinationen von err21, err13, err24 und können entsprechend ermittelt werden.
Dabei gilt, eine Funktion (D) für das erste Rad
ausgehend von err13+err24=err14+err23+l2 gilt
starting from err13 + err24 = err14 + err23 + l 2
Die Funktion (E) für das zweite Rad
ausgehend von err13+err24=err14+err23+l2 gilt
starting from err13 + err24 = err14 + err23 + l 2
Die Funktion (F) für das dritte Rad
ausgehend von err24-err13=err21-err43 gilt
from err24-err13 = err21-err43
Auch andere Größen, z.B. err14, err34 oder err23 (Funktionen D, E und F), können gewählt werden. Es sind aber nur drei linear unabhängige Größen errxy (X, Y = 1, 2 ,3 ,4) möglich.Also other sizes, eg err14, err34 or err23 (functions D, E and F) can be selected. However, only three linearly independent quantities err xy (X, Y = 1, 2, 3, 4) are possible.
In
In einem ersten Schritt
Aus dem Vergleich der Größen in Schritt
In dem Fall, dass err12, err24 und err13 alle Null bzw. gleich dem Sollwert sind oder im Toleranzbereich für den Sollwert liegen, weisen alle vier Räder
In dem Fall jedoch, dass err12 < 0, err24 < 0 und err13 < 0 gilt, weist mehr als eines der Räder einen fehlerhaften Reifendruck auf. Ebenso weisen mindestens zwei Räder einen fehlerhaften Reifendruck auf, wenn gilt err12 = 0, err24 < 0 und err13 < 0. Das gilt auch wenn err12 < 0, err24 = 0 und err13 = 0 gilt. In diesem Fall weisen ebenfalls mindestens zwei Räder einen fehlerhaften Reifendruck auf. Auch für alle anderen Fälle z.B. den Fall err12 < 0, err24 = 0 und err13 > 0 gilt, welche nicht in den Kästen abgebildet sind, weist wenigstens ein Rad einen fehlerhaften Reifendruck auf. Insgesamt gibt es z.B. 33 = 27 mögliche Fälle. However, in the case of err12 <0, err24 <0 and err13 <0, more than one of the wheels has erroneous tire pressure. Likewise, at least two wheels have a faulty tire pressure when err12 = 0, err24 <0 and err13 <0. This also applies if err12 <0, err24 = 0 and err13 = 0. In this case also have at least two wheels on a faulty tire pressure. Also for all other cases, for example, the case err12 <0, err24 = 0 and err13> 0 applies, which are not shown in the boxes, at least one wheel has a faulty tire pressure. In total there are 3 3 = 27 possible cases.
In
Durch die Verwendung beispielsweise nur der drei Funktionen (A), (B) und (C) in Schritt
In
Natürlich kann auch gleichzeitig bestimmt werden, ob ein Fahrzeugrad einen zu niedrigen oder einen zu hohen Reifendruck aufweist oder den gewünschten Soll-Reifendruck. Wie zuvor beschrieben können die beiden Ausführungsbeispiele gemäß
In
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können neben der Überwachung des Reifendrucks der Räder zusätzliche Informationen auch zur Verbesserung des Navigationssystems verwendet werden.In a further embodiment of the invention, in addition to monitoring the tire pressure of the wheels, additional information can also be used to improve the navigation system.
In
Für die Verbesserung der Ortungsgenauigkeit von Navigationsgeräten, insbesondere bei dem Ausfall der GPS-Signale z.B. in einem Tunnel, werden meistens die sog. Radsensoren benutzt. Dies ist bei im Fahrzeug fest verbauten Navigationssystemen leicht möglich, nicht jedoch bei einer Nachrüstlösung. Darüber hinaus erzeugt ein Druckunterschied zwischen den Reifen einer Achse einen systematischen Fehler bei der Bestimmung der Fahrzeugsrichtung.For the improvement of the positioning accuracy of navigation devices, in particular in the case of the failure of the GPS signals e.g. in a tunnel, mostly the so-called wheel sensors are used. This is easily possible with permanently installed in the vehicle navigation systems, but not in a retrofit solution. In addition, a pressure differential between the tires of an axle produces a systematic error in the determination of the vehicle direction.
Zur Verbesserung beispielsweise eines nachgerüsteten Navigationssystems werden gemäß der Erfindung die Geschwindigkeitsvektoren Vx und Vy des Rades
Wie in
In dem Schritt S4* wird dann die Geschwindigkeit
In dem nächsten Schritt S5* wird dann anhand der obigen Gleichungen (12) und (13) die Geschwindigkeitskomponenten Vx und Vy bestimmt:
Dabei ist zu beachten, dass in Gleichung (12) die Geschwindigkeitskomponente Vx in Abhängigkeit von dem Radius
Der Algorithmus liefert die Geschwindigkeitskomponenten bzw Geschwindigkeitsvektoren Vx und Vy insbesondere sogar dann, wenn eines oder zwei der Räder
Die Genauigkeit der Geschwindigkeitsvektoren Vx und Vy kann zudem weiter erhöht werden, wenn in einem zweiten Durchlauf die Gleichung mit rdx < rd0 und rdx >
Wird beispielsweise festgestellt, dass das vierte Rad
In
Die Vorrichtung
Des Weiteren weist die Vorrichtung
In der Speichereinrichtung
Die Vorrichtung
Die Vorrichtung
Die Schnittstelleneinrichtung
Die Sensoreinrichtungen
Neben den vorgenannten Einrichtungen kann die Vorrichtung
Durch die hier beschriebene Erfindung ist es möglich, eine Reifendrucküberwachung mit Lokalisierung des defekten Rads einfach in einem Fahrzeug nachzurüsten. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die spezifische Ortungsqualität eines nachgerüsteten Navigationssystems verbessert werden kann durch die Bestimmung der Geschwindigkeitskomponenten Vx und Vy, ohne eine Investition in zusätzliche, spezifische Hardware-Komponenten.By the invention described herein, it is possible to easily retrofit a tire pressure monitoring with localization of the defective wheel in a vehicle. Another advantage of the invention is that the specific location quality of a retrofitted navigation system can be improved by determining the velocity components Vx and Vy without investing in additional, specific hardware components.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Geschwindigkeitskomponenten Vx und Vy auch dann genau berechnet werden können, wenn eins der Räder
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, it is not limited thereto, but modified in many ways.
Claims (13)
Priority Applications (1)
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