DE10358089A1

DE10358089A1 - Verfahren zur Erkennung von an Kraftfahrzeugrädern montierten Schneeketten

Info

Publication number: DE10358089A1
Application number: DE10358089A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Grießer; Andreas Dr. Köbe; Frank Edling; Vladimir Dr. Koukes
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2023-12-11
Also published as: DE10358089B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von an Kraftfahrzeugrädern montierten Schneeketten, wobei die Kraftfahrzeuge über Messeinrichtungen verfügen, welche Signale über die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung der einzelnen Räder an eine Auswerteeinheit übertragen, wobei montierte Schneeketten an den Rädern erkannt werden, wenn in der Auswerteeinheit sich wiederholende Muster in den Signalen der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung mittels eines Rechenprozesses detektiert werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, welches einen Algorithmus definiert, welcher ein Verfahren zur Erkennung von an Kraftfahrzeugrädern montierten Schneketten umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung von an Kraftfahrzeugrädern montierten Schneeketten gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 8.
Zur Ermittlung eines Reifendruckverlustes in einem Kraftfahrzeug sind neben direkt messenden sensorischen Systemen auch sogenannte indirekt messende Reifendrucküberwachungssysteme (DDS) bekannt, wie sie beispielsweise in der DE 100 58 140 A1 beschrieben sind. Bei dem bekannten indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem (DDS) wird das Drehverhalten (z.B, der dynamischen Abrollumfang) der einzelnen Räder mittels Raddrehzahlsensoren gemessen, wobei, sofern im Fahrzeug vorhanden, die Raddrehzahlsensoren und die magnetischen Encoder eines Antiblockiersystems (ABS) zur Erfassung des Drehverhaltens ausgewertet werden. Ein magnetischer Encoder bestehen im wesentlichen aus einem über den Umfang magnetisierten Kranz, welcher gleichmäßig verteilte, sich abwechselnde Bereiche mit unterschiedlichen magnetischen Polaritäten (Nord- und Südpol) aufweist.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein indirektes Reifendrucküberwachungssystem zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Unter einer Autokorrelationsfunktion wird erfindungsgemäß eine mathematische Funktion verstanden, welche sich wiederholende Muster, beispielsweise sich in festen Abständen wiederholende örtliche Maxima, in einem Signalverlauf bestimmen kann. Bei der Autokorrelation wird im wesentlichen ein Signal T mit demselben, um einen Faktor x verschoben Signal T-x multipliziert, wobei anschließend das Produkt integriert bzw. summiert wird. Das Signal T beschreibt beispielsweise die Abweichung einer Radgeschwindigkeit, z.B. die aktuelle Radgeschwindigkeit, von einer gemittelten Geschwindigkeit, welche beispielsweise aus der aktuellen Radgeschwindigkeit gebildet wurde.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor. Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Es hat sich gezeigt, dass Schneeketten auf Fahrzeugrädern den dynamischen Abrollumfang eines Reifen beeinflussen können. Dies kann bei Fahrzeugen mit einem indirekt messenden Reifenluftdrucküberwachungssystem (DDS) zu Fehlwarnungen führen. Ferner können montierte Schneeketten das Fahrverhalten dahingehend verschlechtern, das elektronische Fahrzeugregelsysteme wie Antiblockiersystem (ABS), Traktionskontrolle (TCS) und Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) nicht korrekt bzw. nicht optimal arbeiten.
Eine Schneekette zeigt sich wiederholende Muster im Signal der Radgeschwindigkeit V und der Radbeschleunigung. Die Erkennung der sich wiederholenden Muster erfolgt in festgelegten Geschwindigkeitsbereichen, z.B. 10–20 km/h, 20–70 km/h, 70– 100 km/h. Zur Auswertung der üblicherweise verwendeten magnetischen Encoder eines Antiblockiersystems (ABS) wird eine erste Autokorrelationsfunktion (AKF1) in Abhängigkeit der Schrittweite S des verwendeten Encoders betrachtet. Die Schrittweite S des verwendeten Encoders bestimmt sich wie folgt: S = 2π/n∙Flankenn: Anzahl der magnetischen Nord- und Südpole des Encoders
Flanken: Anzahl der Signalflanken die ausgewertet sollen
Wenn zwei Flanken, steigende und fallende Flanke des Encoders, ausgewertet werden sollen, so wird Flanken = 2 gesetzt. Wenn nur eine Flanke, steigende oder fallende Flanke des Encoders, ausgewertet werden soll, so wird Flanken = 1 gesetzt. Anschließend werden erste Autokorrelationsfunktionen (AKF1) in Abhängigkeit von der ermittelten Schrittweite S, der Anzahl der magnetischen Nord- und Südpole und der Zahl der auszuwertenden Signalflanken des Encoders bestimmt.
nS: Verschiebung der Geschwindigkeitsfunktion von 0 bis 2π (ganze Radumdrehung)
Der Mittelwert der Radgeschwindigkeit V kann exakt aus den Radgeschwindigkeiten berechnet, oder, wenn nur eine geringe Radbeschleunigung vorliegt, durch Filterung der Radgeschwindigkeit ermittelt werden. Die Standardabweichung σ kann exakt aus den Radgeschwindigkeiten berechnet werden, oder aus einer Filterung der Differenz von aktueller Abweichung der Radgeschwindigkeit von einem gefilterten Mittelwert der Radgeschwindigkeit kontinuierlich berechnet werden.
Die ersten Autokorrelationsfunktionen (AKF1) werden mehrere lokale Maxima in Abhängigkeit von der Konstruktion der Schneekette zeigen. Da eine Wiederholung des Musters zu erwarten ist, werden zur Auswertung der Maxima zweite Autokorrelationsfunkti onen (AKF2) auf die Ergebnisse der ersten Autokorrelationsfunktionen (AKF1) angewandt.
Aus den zweiten Autokorrelationsfunktionen (AKF2) werden die Maxima gebildet und das absolute Maximum M berechnet. M = MAX(AKF2(nS))
Hierbei wird das Maximum in der Autokorrelation für ganze Radumdrehungen nicht berücksichtigt, da diese systembedingt die größte Korrelation zeigt. Das absolute Maximum M der zweiten Autokorrelationsfunktion (AKF2) beschreibt eine Wiederholrate τ in der Störung der Radgeschwindigkeit V. Liegt die Wiederholrate τ in einem Bereich a ≤ τ ≤ b und ist der Betrag des Ergebnisses der zweiten Autokorrelationsfunktion (AKF2) größer als ein Grenzwert K (z.B. |AKF2(τ)| > K = 0,6) so wird auf montierte Schneeketten erkannt. Die Größe a ist der Grenzwert nach unten, was einer Schneekette mit sehr vielen Querketten entspricht (z.B. 2π/20, entspricht 20 Querketten). Die Größe b entspricht der minimalen Anzahl der Querketten(z.B. 2π/4, entspricht 4 Querketten). Zur Erhöhung der Robustheit wird nur dann auf eine Schneekette erkannt, wenn der Betrag der Geschwindigkeitsabweichungen |V = V ⎯| größer als ein Grenzwert, beispielsweise |V = V ⎯| > 0,2 km/h, und/oder wenn die Standardabweichung σ größer als ein weiterer Grenzwert, beispielsweise σ > 0,1 km/h, ist.
Bei einem Fahrzeug mit einem Antiblockiersystem (ABS) ist beispielsweise im ABS-Regler eine Information abgelegt, wie viele magnetischen Nord- und Südpole die verwendeten Encoder aufwei sen. Abhängig von der Zahl der auszuwertenden Signalflanken ist damit auch bekannt, wie viele Signalflanken üblicherweise bei diesen Encodern vorliegen. Ist die Zahl der ermittelten Signalflanken geringer als die Zahl der erwarteten Signalflanken, so wird die Berechnung der Autokorrelationsfunktionen (AKF1, AKF2) nur in niedrigen Geschwindigkeitsbereichen (z.B. 10–20 km/h) durchgeführt. Die weitere Berechnung zur Erkennung auf Schneeketten erfolgt analog wie oben beschrieben.
Wenn montierte Schneeketten erkannt worden sind, so wird diese Information dem Fahrer angezeigt. Ferner wird dies Information über die erkannten Schneeketten auch anderen Fahrzeugsystemen wie beispielsweise einem Antiblockiersystem (ABS), einer Traktionskontrolle (TCS) und einem Elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) zur Verfügung gestellt, um die in diesen Systemen durchgeführten Regelvorgänge zu verbessern. Ferner wird die Erkennung der montierten Schneeketten auch dazu verwandt, um eine Begrenzung der Fahrzeughöchstgeschwindigkeit in der Motorsteuerung durchzuführen.

Claims

Verfahren zur Erkennung von an Kraftfahrzeugrädern montierten Schneeketten, wobei die Kraftfahrzeuge über Messeinrichtungen verfügen, welche Signale über die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung der einzelnen Räder an eine Auswerteeinheit übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass montierte Schneeketten an den Rädern erkannt werden, wenn in der Auswerteeinheit sich wiederholende Muster in den Signalen der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung mittels eines Rechenprozesses detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rechenprozess eine erste Autokorrelationsfunktion auf die Radumdrehung, die Radbeschleunigung und/oder die Radgeschwindigkeit angewandt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrfach auftretenden lokalen Maxima in dem Ausgangssignal der ersten Autokorrelationsfunktion während einer Umdrehung eines Rades auf montierte Schneeketten an diesem Rad oder allen Rädern geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Ausgangssignal der ersten Autokorrelationsfunktion eine Wiederholrate unter Zuhilfenahme einer zweiten Autokorrelationsfunktion bestimmt wird, wobei diese Wiederholrate angibt, ob die Anzahl der lokalen Maxima in einem gültigen Intervall, welches eine minimale und eine maximale Anzahl von Querketten der Schneeketten beschreibt, liegen.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein indirektes Reifendruckver lusterkennungssystem, welches den Reifendruck auf Basis der Radgeschwindigkeitsinformationen analysiert, verbessert wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Information ob Schneeketten montiert sind auch anderen Fahrzeugsystemen wie einem Antiblockiersystem (ABS), einer Traktionskontrolle (TCS) und/oder einem Elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) zur Verbesserung der dort durchgeführten Regelvorgänge zur Verfügung gestellt werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Information ob Schneeketten montiert sind auch einem System zur Motorsteuerung zugeführt wird, um die Fahrzeughöchstgeschwindigkeit zu begrenzen, wenn montierte Schneeketten erkannt worden sind.
Computerprogrammprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Algorithmus definiert, welcher ein Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.