DE10058097A1 - Method and device for recognizing a loss of tire pressure by evaluating reference variables and its use - Google Patents
Method and device for recognizing a loss of tire pressure by evaluating reference variables and its useInfo
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Abstract
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.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1 and a device according to the preamble of An pronoun 12, as well as the use of the method or the pre direction in a four-wheel drive vehicle.
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.In motor vehicles with an electronic system for Brake pressure control or to regulate driving dynamics (ABS, ASR, ESP etc.) are equipped, the angular velocity speed of the vehicle wheels by wheel speed sensors taken. As is known, it is possible to have an occurred Pressure loss in a tire through a detailed analysis of the Determine wheel speed data since at the same time permanent vehicle speed with a tire pressure low the angular speed of the defective wheel gig increased.
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. To detect pressure loss with increased accuracy realize, is in German patent application 199 61 681 (P 9610) and in German patent application 199 28 138 (P 9654) a method has been proposed in which additional physical vehicle data such as yaw rate, acceleration tion, brake application, engine torque etc. in the detection algorithm for pressure loss detection. This vehicle data is used to distinguish between one dynamic driving maneuvers such as cornering, braking or braking accelerate and an undynamic ride, such as a Ge cycling without longitudinal acceleration.
Wird der Einfluß einer Fahrdynamikgröße auf die Winkelge schwindigkeit berücksichtigt, kann eine Druckverlusterken nung auch während dynamischer Fahrmanöver durchgeführt wer den.Will the influence of a driving dynamics variable on the Winkelge speed, a pressure drop can be can also be carried out during dynamic driving maneuvers the.
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.The procedure specified in the German patent applications however, requires microprocessors with a high workload speed and a large working memory. Also have to a large number of bike data in different driving conditions tuations are evaluated before the actual pressure loss detection can be activated.
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.DE 197 21 480 A1 is also an electroni anti-lock braking system integrable pressure loss described in which after triggering a re set switch that is triggered when the nominal pressure of the Wheels is set, first go through a learning phase in which a microcomputer taking into account the Driving situation from the angular speed of the wheels next reference values from the quotient of differ Chen sums of pairs of wheels. The function according to which Reference values are formed, the wanted signal change. From the course of time of the Re Reference values are allowed in the learning phase rich determined for the reference values. Following the Learning phase begins a comparison phase in which checks whether the currently determined reference values within the learned allowable range.
Das beschriebene Verfahren berücksichtigt die aktuelle Fahr situation, indem während der Lernphase und während der Ver gleichsphase Referenzwerte während dynamischer Fahrsituatio nen ausgeschlossen werden.The described method takes into account the current driving situation by during the learning phase and during the ver same phase reference values during dynamic driving situation be excluded.
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.However, it can disadvantageously occur in the known method Ren occur that not with sufficient frequency undete dynamic driving situation exist. The learning phase as the comparison phase can also be larger than this is tolerated by the motor vehicle users.
Es besteht daher noch immer der Bedarf nach einem Verfahren zur Erkennung eines Reifendruckverlusts, welches die erwähn ten Nachteile nicht aufweist.There is therefore still a need for a method to detect a loss of tire pressure, which the mentioned ten disadvantages.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 1.The invention relates to a method according to claim 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.According to the invention, in the method of the invention Tire pressure loss in motor vehicles through education min at least one reference variable (Ref) from wheel speed information and evaluation of the time course of the reference variable un tries.
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 (Mr) an einem oder mehreren Rädern auftritt.Preferably, according to the method - for example in addition to a further second method B - a pressure loss is recognized by a first method A if it is determined that a change in the reference quantity over time occurs with a predetermined minimum change in the wheel torque (M r ) on one or more wheels .
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.The detection method according to the invention is based on the Fact that the degree of change in wheel speed due to of a tire pressure loss depends on the wheel torque. Generally mean is the amount by which the angular velocity changes when there is a loss of pressure, with a torque-free wheel the biggest. With increasing wheel torque, said Be decreases remove. Will now change the wheel according to the invention moments observed, e.g. B. in which a jump in the course of Wheel torque is observed, it is possible from a simultaneous change of the wheel speed and thus also the Reference size to a pressure loss much safer close than is the case with known methods. The detection method according to the invention thus uses that disruptive influences, such as cornering and the like., on the Wheel speed, which according to known methods from the signal would have to be filtered out by the wheel torque in the we not be influenced significantly.
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 rdyn), die ermittelt werden können nach der Formel rdyn = v/ω, wobei v die Fahrzeugge schwindigkeit ist.The wheel speed information is, for example, speed data from sensor-determined wheel speeds or data which indicate wheel speeds based on time intervals. The wheel speed information is preferably data from currently determined wheel radii (dynamic wheel radius r dyn ), which can be determined using the formula r dyn = v / ω, where v is the vehicle speed.
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.The wheel torque used is preferred about the wheel torque, which is from a drive via the transmission be taking into account the losses and the Gear ratio (gear, differential) on the gear which is imprinted. Who can be assumed to simplify that the drive torque is particularly even distributed to all driven wheels of the vehicle.
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.According to the method according to the invention, the following must be checked: whether there is a change in the event of a change in torque the reference variable was caused by the change in torque en or whether these were caused by other effects, such as bumps, cornering or similar. This is preferably done first for the A setpoint range and then via checks whether the reference size after the determined minimum change of wheel torque from an area outside the Setpoint range in an area within the setpoint area realm occurs or the reference of the inner ge exits into the outer area. The procedure speaks thus on a range change of the reference value. The setpoint range can be fixed or preferred determined by a learning process to be carried out beforehand be by in undynamic driving situations after the up fill the tire to the desired reference pressure te are recorded and thus the normal state in the form of a Setpoint range is defined and saved. One here for a suitable learning process is, for example, in the be already cited DE 197 21 480 A1 specified.
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.During the pressure loss detection according to the invention in the so-called comparison phase, it can happen that the Refe limit value in the area of a torque change an area change as described above, but this area do not change for egg due to a bump in the road ne sufficient number of measuring points confirmed. For safety reasons It is therefore preferred to detect the pressure loss provided that it is checked whether, after entering the Setpoint range or leaving the setpoint range the Re Reference size for a predetermined minimum period in the new area remains.
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. This can be done in particular by counting the individual measured values take place after the change of division in the new Be are rich. A warning message will appear corresponding to that here described procedure only if the Number of measured values counted a predetermined minimum value exceeds.
Die festgestellte Mindeständerung des Radmoments wird bevor
zugt mittels der Beziehung
The determined minimum change in the wheel torque is given before by means of the relationship
|Mr (t1) - Mr (t0)| < Sr
| M r (t 1 ) - M r (t 0 ) | <S r
überprüft, wobei Sr eine positive Konstante, t1 und t0 Zeit punkte, und t1 < t0 ist.checked, where S r is a positive constant, t 1 and t 0 points in time, and t 1 <t 0 .
Das Radmoment läßt sich beispielsweise nach der Formel
The wheel torque can be calculated using the formula, for example
berechnen, worin ωr die Radwinkelgeschwindigkeit, ωM die Mo torwinkelgeschwindigkeit, Mm 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.calculate where ω r is the wheel angular velocity, ω M is the motor angular velocity, M m is the engine torque and V is the drive loss. In motor vehicles with an electronic braking system or a system for regulating driving dynamics, these quantities can already have been provided by the electronics in the memory by means of parallel algorithms.
Bevorzugt werden zur Bestimmung des Radmoments Motormoment daten und Getriebedaten herangezogen.Engine torque is preferred for determining the wheel torque data and gearbox data used.
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.In a further preferred embodiment, the wheel torque from the current wheel slip of the respective wheel headed. This is possible because the wheel slip is proportional to the engine torque. Will now start from a proportio nalen dependence of the slip on the wheel torque at a Mo wheel slip determined by M = 0, it is possible to the further course of the straight line with the general formula Slip (M) = a.M + b to be calculated, since b determines at M = 0 can be and the slope a can be estimated. The Case M = 0 can, for example, by monitoring the dome signal via a vehicle data bus (CAN) become.
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.The reference quantity is determined from the wheel speed information preferably formed in such a way that changes to individual rooms which is as clear as possible compared to the other wheels are recognizable. The reference variable is particularly preferred a ratio of sums and / or quotients of wheel speed information of wheel pairs.
Vorzugsweise wird gemäß dem Verfahren der Erfindung
Preferably according to the method of the invention
- a) nach einer festgestellten negativen Mindeständerung des Radmoments (Mr(t1) - Mr(t0) < Schwelle) bis zu einer dar auffolgenden positiven Mindeständerung des Radmoments (Mr(t1) - Mr(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, unda) after a determined negative minimum change in the wheel torque (M r (t 1 ) - M r (t 0 ) <threshold) up to a subsequent positive minimum change in the wheel torque (M r (t 1 ) - M r (t 0 ) < Threshold) a variable is integrated, if additionally a pressure loss has been determined by entering the reference value in the setpoint range or leaving the reference value in the outside area, or if no pressure loss has been determined by said range change, the variable has not been changed or integrated, and
- 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.b) after a positive minimum change of the Wheel torque to a subsequent negative mind change a variable is integrated if additional A range change of the reference value has occurred or, if there is no change of area, the Varia ble not changed or integrated, especially abin is tegrated.
Durch diese Verfahrensweise ist es möglich, kurzzeitige Mo mentensprünge, die dicht hintereinander auftreten, für die Druckverlusterkennung auszuwerten.Through this procedure it is possible to briefly Mo leaps of mind that occur in close succession for the Evaluate pressure loss detection.
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.The integration or disintegration can be done with a Varia ble z. B. done in such a way that a counter at each run through the program loop increased by a fixed amount will or is humiliated. If a counter is used, the overflow prevention counter is preferred limited up and down by a maximum value.
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.The variable or the counter is particularly preferred the conditions specified under a) and b) above integrated or in particular to an initial state of e.g. reset to the value 0.
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 (RefM) 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.In a preferred embodiment of the invention, in addition to the first method A for detecting a pressure loss described above, a further method B is carried out, in which at least one reference variable for suppressing short-term wheel speed fluctuations is averaged and / or filtered (Ref M ), it is then monitored whether an averaged and / or filtered reference quantity lies within a predefined setpoint range, and a pressure loss is determined when an averaged and / or filtered reference quantity has left the setpoint range.
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.The setpoint range can be as described above be determined during a learning process. More appropriate As the setpoint range for method B, the setpoint Method A value range used.
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.Method B needs egg in the comparison phase for recognition pressure loss not least because of the longer lasting Filtering or averaging the reference values considerably more Time as method A. A pressure loss detection by method A is significantly faster in suitable driving conditions closed than in method 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.Method B is preferred only in a sustained manner undynamic or almost forces in relation to the tires free driving situation, especially if the from of the vehicle dynamics provided in the vehicle electronics such as engine torque M, yaw rate, longitudinal acceleration L, and Lateral acceleration Q, indicate this. The reference size is particularly preferably averaged over time during this test and / or filtered.
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.The period of time over which the reference variable is preferred is averaged and / or filtered, with method B greater than in method A. The preferred method in method A integration of a variable considered an averaging with very short period of time. To secure a by reference Values indicated pressure loss must be in method B with the preferred methods less reference values below are taken into account as in method 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.The invention also relates to a device for regulating the Braking force and / or driving dynamics and to detect a Pressure loss of tires in a motor vehicle, which is characterized in that a microcomputer with the wheel rotation number sensors and possibly additional driving dynamics sensors is connected, the method described above together with a known control method the braking force and / or driving dynamics.
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.Since the method according to the invention essentially only Facilities needed in any one anyway ABS, ASR or ESP system used can be used this in an advantageous manner in such a system integrate inexpensively.
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.Preferably, the device is designed so that it according to Er detection of a pressure drop a signal, for example via a line or via a data register, which wel ches contains the information about the pressure loss.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des zuvor be schriebenen Verfahrens und der obigen Vorrichtung in einem Allrad-Fahrzeug.The invention also relates to the use of the previously be described method and the above device in one All-wheel drive vehicle.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figuren näher erläutert.The method according to the invention is described below using a Embodiment and the figures explained in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Kraftfahrzeu grads während des Abrollens auf der Fahrbahn, Fig. 1 is a schematic representation of a Kraftfahrzeu degree during rolling on the road,
Fig. 2 ein Diagramm, welches die Änderung des dynamischen Radius bei einem Druckverlust in Abhängigkeit vom Radmoment zeigt, Fig. 2 is a diagram showing the change of the dynamic radius with a pressure loss function of the wheel torque,
Fig. 3 ein weiteres Diagramm, welches den Verlauf einer gemittelten Referenzgröße bei gleichbleibendem Radmoment zeigt, Fig. 3 is another diagram showing the course of an average reference level at a constant wheel torque,
Fig. 4 ein weiteres Diagramm, welches den Verlauf einer ungemittelten Referenzgröße bei einer starken Än derung des Radmoments zeigt, und Fig. 4 is a further diagram showing the course of an averaged reference variable with a large change in the wheel torque, and
Fig. 5 ein weiteres Diagramm, welches den Verlauf einer Referenzgröße bei mehreren aufeinanderfolgenden Sprüngen des Radmoments zeigt. Fig. 5 is another diagram showing the course of a reference value at several successive jumps of the wheel torque.
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 ri 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 rdyn = v/ω.In Fig. 1 it is shown how a vehicle tire 3 rolls on the road surface 10 when the tire pressure has already dropped by about 0.5 bar below the intended operating pressure for the tire by 2.2 bar here. A non-compressible tire would ideally have a radius r i and rotate at a driving speed v with the angular velocity ω = v / r. A conventional rubber tire, however, is tumbled during rolling in the area of the road surface, the lower the pressure of the tire. This reduces the dynamic rolling circumference and the so-called dynamic radius, which is determined according to the relationship r dyn = v / ω.
In Fig. 2 ist auf der Abszisse des dargestellten Diagramms die Differenz zwischen dem dynamischen Radius Δrdyn (P1) bei einem ersten Druck P1 und Δrdyn (P2) bei einem zweiten Druck P2 aufgetragen, wobei P1 < P2 ist. Wie dem Diagramm zu entnehmen ist, weisen herkömmliche Fahrzeugreifen in Δrdyn eine Abhän gigkeit von dem an diesem Rad anliegenden Radmoment Mr auf. Mit steigendem Betrag des Radmoments fällt Δrdyn ab.In FIG. 2, the abscissa of the graph shown the difference between the dynamic radius .DELTA.R dyn (P 1) dyn at a first pressure P 1 and .DELTA.R (P 2) applied at a second pressure P 2, wherein P 1 <P 2 is. As can be seen from the diagram, conventional vehicle tires in Δr dyn are dependent on the wheel torque M r applied to this wheel. As the amount of the wheel torque increases, Δr dyn decreases.
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.The wheel torque applied to a wheel can be determined internally half of the vehicle electronics (e.g. electronic system ei brake pressure control ABS or driving dynamics control ESP) available sizes such as engine speed, gear ratio and calculate the speed quotient. It is also possible that Derive wheel torque from the current slip requirement of the wheel Furthermore, a comparison with existing ones can be made Slip values pre-set at the corresponding speed be taken.
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.Before the detection of a pressure loss can be carried out in the comparison phase described below, the data memories in a device for detecting a tire pressure loss (microprocessor system) must first be reset to an initial state via a reset switch (not shown). This is usually accomplished by the driver of the motor vehicle after filling the reef 3 ( FIG. 1) with air to the prescribed tire pressure. The learning phase of pressure loss detection then begins.
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.In the learning phase - as in the comparison phase - the angular speeds of the wheels continuously by means of Wheel sensors added. Increased accuracy is here at achieved by using the temporal variable T as a measure for the wheel speed. In this way a syn chronization on a sensor edge. This offers the Advantage of increased accuracy in determining the Wheel speeds. The Win speed of a time interval of 2 seconds averages.
Während der Fahrt werden in Mindestabständen von 2 Sekunden in geeigneten Fahrsituationen Referenzwerte Refi aus den Rad signalen gebildet und Sollwerte Si für die Vergleichsphase (Schritt 12, Fig. 2) in der Lernphase erzeugt.During the journey, reference values Ref i are formed from the wheel signals at minimum intervals of 2 seconds in suitable driving situations and setpoints S i for the comparison phase (step 12 , FIG. 2) are generated in the learning phase.
Die Referenzwerte werden nach der Formel
The reference values are according to the formula
Refi = (A + B)/(C + D)
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.calculated from current values of wheel speed data of the wheels VL, VR, HL and HR. If all wheels had the same angular velocity under ideal conditions (straight-ahead driving), the value of the reference value would be Ref 1 = 1. If there is a loss of pressure, the reference value deviates from the value 1 by a certain amount.
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 LRefM ist in Fig. 3 dargestellt. Wenn festgestellt wird, daß der Wert von LRefM 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 LRefM gespeichert. Die Lernphase ist dann beendet.The device continuously checks whether the driving conditions are within a permissible range. If there is a driving condition that makes the formation of reference values not seem sensible, for example if the longitudinal acceleration Q, the lateral acceleration L, the yaw rate or the wheel acceleration exceed certain threshold values, then no reference values are generated or stored. The reference values Ref (t) can optionally be temporally filtered or averaged to suppress noise. The time course of the averaged reference value L Ref M is shown in FIG. 3. If it is determined that the value of L Ref M has a predetermined minimum quality, e.g. B. if the standard deviation is smaller than a predetermined threshold value can be determined, the mean value is stored. The learned average value of Ref is stored in the variable L Ref M. The learning phase is then ended.
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 LRefM hinzuaddiert bzw. subtrahiert wird (Fig. 3).After completion of the learning phase, the target value range 5 is determined by forming upper and lower limit values G1 and G2 by adding or subtracting an offset value 11 , 12 to the determined mean value L Ref M ( FIG. 3).
Nach Beendigung der Lernphase beginnt die Vergleichsphase. After the learning phase has ended, the comparison phase begins.
Die Druckverlusterkennung kann durch das Verfahren nach Me thode A und das Verfahren nach Methode B ausgelöst werden.The pressure loss detection can be done by the method according to Me method A and the method according to method B are triggered.
Gemäß Methode B wird in der Vergleichsphase überprüft, ob neu ermittelte aktuelle Referenzwerte RefM 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.According to method B, it is checked in the comparison phase whether newly determined current reference values Ref M are within the target value range 5 . The current reference values in the comparison phase are filtered during the execution of the method according to method B, during the method according to method A, unfiltered reference values are used, whereby in method A according to the method described above, the wheel data is already within a time interval averaged over 2 seconds.
Tritt ein Referenzwert RefM, 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.If a reference value Ref M , as highlighted by arrow 9 in FIG. 3, emerges from the target value range 5 , a pressure loss is recognized by switching on a warning lamp in the dashboard.
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 Mr auf einem hohen Niveau im Be reich von t0 und t1 im wesentlichen konstant.The pressure loss detection, according Me Thode A (pressure loss detection according to the invention) explained with reference to Fig. 4. On the abscissa of the diagram shown, in addition to the time course of the non-averaged reference value Ref, the time course of the wheel torque is plotted. If the vehicle is driving at high speed, e.g. B. 150 km / h, moves with a constant accelerator pedal position a sta tional state in which the engine power and power loss due to the air resistance, rolling resistance and other losses, cancel each other out. In this driving state, the engine torque M r is essentially constant at a high level in the range from t 0 and t 1 .
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.If the driver now takes his foot off the accelerator pedal, the sudden reduction in the engine torque results in a steep drop 2 in the wheel torque. The speed of the vehicle decreases relatively little during the period considered here.
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.Due to the above-described dependence of the change in the dynamic wheel radius on the wheel torque, an existing pressure loss is more pronounced when the wheel torque is lost. If there is a pressure loss on a wheel, the change in the wheel torque causes a clearly recognizable increase 1 or decrease in the reference value. If the wheel torque rises again (reference number 2 '), an edge 1 ' arises in the course of the reference value, which generally corresponds approximately to the height of edge 1 , so that the reference value comes to lie in the setpoint range 5 again.
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.In the area between the times t 1 and t 2 , the number of reference values is now counted by a counter, which are outside the setpoint range. If a specified minimum counter reading is exceeded, a loss of pressure is detected.
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.It can happen, in particular with a high predetermined minimum meter reading, that the predetermined minimum meter reading is not reached within the time span between t 1 and t 2 , although there is a pressure loss. In order to still be able to recognize a pressure loss, according to the invention, before given, as shown in FIG. 5, there are also further changes in the wheel torque (symbolized by the areas T 2 and T 3 ) which indicate a first change (symbolized by area T) 1 ) follow to evaluate.
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.This is accomplished by counting further in the areas T 1 and T 2 if reference values are outside the setpoint range. If the reference values in these ranges are within the setpoint range, the counter can either be kept constant or counted down.
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.So far, only the case has been described of how the pressure loss detection is carried out when the reference value 1 leaves the setpoint range as a result of a decreasing wheel torque 2 . Correspondingly, a loss of pressure is also recognized when the wheel torque increases and the reference value enters the setpoint range as a result of the increase (reference symbol 1 '). In this case, too, the frequency of the reference values for which this is the case can be integrated by counting up a counter. It is particularly expedient here to use the same counter for both cases described.
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.In order not to let the meter reading grow arbitrarily, preferably the number of reference values taken into account limited to a predetermined maximum value. This will when the count increases without one actually an erroneous indication of an existing pressure drop Effectively prevents pressure loss.
Claims (13)
|Mr (t1) - Mr (t0)| < Sr
überprüft wird, wobei Sr eine positive Konstante, t1 und t0 Zeitpunkte, und t1 < t0 ist.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the minimum change in the wheel torque by means of the relationship
| M r (t 1 ) - M r (t 0 ) | <S r
is checked, where S r is a positive constant, t 1 and t 0 times, and t 1 <t 0 .
- 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.
- a) after a determined negative minimum change in the wheel torque up to a subsequent positive minimum change ( 7 ) in the wheel torque, a variable is integrated if an additional pressure loss has been determined by entering the reference value in the setpoint range or leaving the reference value in the outside area, or if no pressure loss has been determined by the change in range, the variable is not changed or integrated, and
- b) after a determined positive minimum change ( 8 ) of the wheel torque up to a subsequent negative minimum change, a variable is integrated if, in addition, a change of range of the reference value has occurred or, if no change of range occurs, the variable is not changed or integrated.
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