DE10342227A1

DE10342227A1 - Zuordnungsverfahren für ein kombiniertes Reifendrucküberwachungssystem in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE10342227A1
Application number: DE10342227A
Authority: DE
Inventors: Peter Lauer; Stefan Dr. Stölzl; Andreas Dr. Köbe; Vladimir Dr. Koukes
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2005-04-07
Also published as: WO2005025899A1; EP1663674A1; US20070075851A1; DE502004012133D1; JP2007504996A; US7503210B2; EP1663674B1

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Zuordnungsverfahren für ein kombiniertes Reifendrucküberwachungssystem in Kraftfahrzeugen, welches zumindest teilweise mit Druckmessmodulen ausgestattete Räder mit Luftreifen umfasst, wobei das Druckmessmodul angeordnet ist, welches einen Reifenluftdruck oder einen vom Reifenluftdruck abhängigen Wert erfasst und diesen mittels einer mit dem Druckmessmodul verbundenen Sendeeinrichtung zusammen mit einer dem Druckmessmodul zugeordneten individuellen Kennung IDx an eine mit einer Auswerteeinrichtung verbundene Empfangseinrichtung sendet, und wobei an die Auswerteeinrichtung durch Raddrehzahlsensoren Signale über die Raddrehzahl eines jeden Rades übermittel werden, deren Einbauorte y (VL: vorne links, VR: vorne rechts, HL: hinten links, HR: hinten rechts) der Auswerteeinrichtung bekannt sind, wobei das Zuordnungsverfahren unter Berücksichtigung von ermittelten Wahrscheinlichkeitswerten W_IDx_y durchgeführt wird, wobei die Wahrscheinlichkeitswerte W_IDx_y eine Häufigkeitsverteilung beschreiben, welche angibt, wie oft Druckmessmodule mit den Kennungen IDx als zu den Einbauorten y zugehörig erkannt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zuordnungsverfahren für ein kombiniertes Reifendrucküberwachungssystem in Kraftfahrzeugen gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 10.
In modernen Kraftfahrzeugen finden vermehrt Einrichtungen Verwendung, welche die aktive oder die passive Sicherheit erhöhen. Wie die Erfahrung zeigt, entstehen viele Unfälle durch defekte Fahrzeugreifen. Eine Vielzahl dieser Reifendefekte ist hierbei auf einen falschen Reifenluftdruck bzw. auf einen schleichenden Reifenluftdruckverlust zurückzuführen. Daher ist eine zuverlässige Überwachung des Reifenluftdrucks für die Sicherheit des Fahrzeuges von großer Bedeutung.
Bisher sind zwei Arten von Reifendrucküberwachungssystemen bekannt. Zum einen sind sogenannte direkt messende Reifendrucküberwachungssysteme (TPMS: Tire Pressure Monitoring System), welche z. B. in der DE 199 26 616 C2 oder in der DE 199 38 431 C2 beschrieben sind, und sogenannte indirekt messende Reifendrucküberwachungssysteme (DDS: Deflection Detection System), beschrieben z. B. in der DE 100 58 140 A1 , bekannt.
Das direkt messende Reifendrucküberwachungssystem (TPMS) misst mittels Druckmessmodule den jeweiligen Reifenluftdruck direkt in dem betreffenden Reifen, wodurch alle Räder unabhängig voneinander überwacht werden. Der gemessene Reifenluftdruck wird allein, oder in Verbindung mit anderen Messwerten (z. B. Reifentemperatur) mittels einer mit dem Druckmessmodul verbundenen Sendeeinheit an eine oder mehrere am Fahrzeug angeordnete Empfangseinheit/en gesendet. Hierbei weist jede Sendeeinheit eine individuelle Kennung auf, welche zusammen mit dem gemessenen Reifenluftdruck und eventuellen anderen Messwerten gesendet wird. Die ein- oder mehrfach vorhandene Empfangseinrichtung leitet die empfangenen Daten (Messwerte und Kennungen) an eine Auswerteeinheit, welche bei einem Reifendruckverlust eine Warnung an den Fahrzeugführer ausgibt, weiter. Durch die direkte Messung des Reifenluftdrucks erkennt das direkt messende Reifendrucküberwachungssystem (TPMS) einen Reifenluftdruckverlust schon sehr frühzeitig.
Nachteilig an den bekannten direkt messenden Reifendrucküberwachungssystemen ist, dass zum einen die Zuverlässigkeit aufgrund der üblicherweise nicht redundanten Druckmessmodule sehr eingeschränkt ist und zum anderen für die Erkennung, welcher Reifen (z. B. Reifen vorne links) einen Reifenluftdruckverlust aufweist, ein hoher Kostenaufwand notwendig ist, da hierzu in der Regel für eine sichere Zuordnung der Reifen zu den Einbauorten (z. B. vorne links) mehrere Empfangseinrichtungen erforderlich sind.
Das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) basiert auf der Messung von Raddrehzahlen. Die Raddrehzahlzunahme ist dabei ein Maß für den Reifenluftdruck, da ein Reifen mit einem von dem Solldruck (z. B. 2,0 bar) abweichenden niedrigeren Reifenluftdruck (z. B. 1,0 bar) einen kleineren dynamischen Abrollumfang hat. Aufgrund dieser Drehzahldifferenz erkennt das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) einen Reifenluftdruckverlust. Zur Bestimmung der Raddrehzahlen werden üblicherweise die bereits in einem Fahrzeug mit einem Anti-Blockier-System (ABS) verwendeten Radsensoren benutzt. Diese Radsensoren bieten den Vorteil, dass sie auf eventuelle Ausfälle überwacht werden oder redundant ausgelegt sind, wodurch ein Reifenluftdruckverlust mit einer hohen Zuverlässigkeit erkannt wird. Da der Einbauort (z. B. vorne links) der Radsensoren dem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem (DDS) bekannt ist, ist eine einfache Zuordnung eines Rades mit einem Reifenluftdruckverlust zu seinem Einbauort gegeben. Weiterhin ist dieses System sehr kostengünstig, da zumindest bei Fahrzeugen mit ABS die notwendigen Radsensoren bereits verbaut sind.
Nachteilig an den bekannten indirekten Reifendrucküberwachungssystemen (DDS) ist, dass ein gleichzeitig auftretender Reifenluftdruckverlust an allen Rädern nicht erkannt werden kann, da bei einem gleichzeitigen Reifenluftdruckverlust keine Drehzahldifferenz zwischen den Rädern erkennbar ist.
Ferner gibt es kombinierte Reifendrucküberwachungssysteme, welche ein direkt messendes Reifendrucküberwachungssystem mit einem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem verbinden. Ein solches kombiniertes Reifendrucküberwachungssystem ist in der DE 101 52 338 A1 beschrieben. Das bekannte kombinierte Reifendrucküberwachungssystem verzich tet aus Kostengründen auf die Berücksichtigung der individuellen Kennung, welche üblicherweise mit dem gemessenen Reifenluftdruck und eventuellen anderen Messwerten von der mit dem Druckmessmodul verbundenen Sendeeinrichtung an die Empfangseinrichtung gesendet wird. Nachteilig hierbei ist, dass wenn zwei oder mehrere Fahrzeuge nebeneinander stehen, die Auswerteeinrichtung nicht mehr weiß, welcher gesendete Reifenluftdruck zu dem eigenen Fahrzeug gehört.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Zuordnungsverfahren für ein kombiniertes Reifendrucküberwachungssystem bereitzustellen, welches eine kostengünstige und sichere Zuordnung der Fahrzeugräder zu den betreffenden Einbauorten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Zuordnungsverfahren nach Anspruch 1 gelöst.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zuordnungsverfahrens wird für jede mögliche Kombination eines Druckmessmoduls mit einer Kennung IDx und einem Einbauort y ein Zähler C_IDx_y bereitgestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Zuordnungsverfahrens wird für jedes Druckmessmodul mit einer Kennung IDx ein Kennungszähler C_IDx initialisiert.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Zuordnungsverfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor. Das erfindungsgemäße Zuordnungsverfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Das kombinierte Reifendrucküberwachungssystem basiert hierbei auf einem direkt messenden Reifendrucküberwachungssystem (TPMS) und auf einem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem (DDS).
Das direkt messende Reifendrucküberwachungssystem (TPMS) sendet mittels einer im oder am Fahrzeugrad angeordneten Sendeeinrichtung radindividuellen Reifenluftdrücke zusammen mit einer individuellen Kennung, im folgenden IDx genannt, an eine mit einer Auswerteeinrichtung verbundene Empfangseinrichtung. Die radindividuellen Reifenluftdrücke werden hierbei durch sogenannte Druckmessmodule erfasst. Somit empfängt die Auswerteeinrichtung von jedem Fahrzeugrad einen individuellen Reifenluftdruck und eine individuelle Kennung (IDx). Das erfindungsgemäße direkt messende Reifendrucküberwachungssystem umfasst vorzugsweise jeweils ein Druckmessmodul pro Rad. Alternativ ist es nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform möglich und vorgesehen, dass das direkt messende Reifendrucküberwachungssystem weniger Druckmessmodule als Räder umfasst. In diesem Fall können die Reifenluftdrücke der übrigen Räder mit Hilfe des weiter unten beschriebenen indirekt messenden Reifendrucküberwachungsverfahren ermittelt werden.
Das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) erkennt aus Raddrehzahlen, welche mittels Radsensoren gemessen werden, einen Reifenluftdruckverlust. Üblicherweise werden die Radssensoren, welche bei einem Fahrzeug mit ABS bereits zur Bestimmung des Drehverhaltens der Räder benutzt werden, auch für das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) verwendet. Die Radsensoren sind hierbei schon einem Einbauort zugeordnet, z. B. Radsensor am Rad vorne links. Hierdurch ist dem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem (DDS) ebenfalls bekannt, an welchem Einbauort ein Reifenluftdruckverlust ermittelt wird.
Das direkt messende Reifendrucküberwachungssystem (TPMS) erkennt, wenn sich mindestens ein Reifenluftdruck ändert. Diese Änderung des mindestens einen Reifenluftdrucks wird auch von dem indirekt messenden Reifendrucküberwachungssystem (DDS) erkannt. Die Informationen von beiden Systemen werden statistisch verarbeitet, um eine Zuordnung der IDx (vom TPMS) zu den Radpositionen (vom DDS) zu ermitteln.
Zur Erkennung eines Reifenluftdruckverlustes werden Schwellen definiert, bei deren Unterschreitung das direkt messende Reifendrucküberwachungssystem (TPMS) einen Reifenluftdruckverlust erkennt. Beispielsweise wird von einem normalen Reifenluftdruck von 2,0 bar ausgegangen. Als Schwelle wird beispielsweise ein Reifenluftdruck von 1,5 bar definiert. Liefert nun ein oder mehrere Druckmessmodul/e einen Reifenluftdruck der unterhalb der Schwelle von 1,5 bar liegt, so schließt die Auswerteeinrichtung auf einen Reifenluftdruckverlust. Nun wird überprüft, ob das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) den Einbauort der betroffenen Räder erkennt. Hierzu wird für jede mögliche Kombination der individuellen Kennung (IDx) der Druckmessmodule und der Einbauorte ein Zähler C initialisiert. Bei vier Einbauorten y (VL: vorne links; VR: vorne rechts; HL: hinten links; HR: hinten rechts) und vier Druckmessmodulen IDx (ID1: Kennung erstes Druckmessmodul; ID2: Kennung zweites Druckmessmodul; ID3: Kennung drittes Druckmessmodul; ID4: Kennung viertes Druckmessmodul) ergeben sich somit insgesamt 16 Zähler C_IDx_y. Beispielsweise be deutet C_ID1_VL, das es sich um den Zähler der Kennung ID1 in Kombination mit dem Rad vorne links handelt. Weiterhin werden noch vier Kennungszähler C_IDx (x: 1, 2, 3, 4) bereitgestellt, welche ermitteln, wie oft von einem Druckmessmodul mit der zugehörigen Kennung (IDx) eine Druckänderung geliefert wird.
Liefert beispielsweise das Druckmessmodul mit der Kennung ID1 einen Reifenluftdruckverlust und das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) erkennt z. B. an dem Einbauort vorne links (VL) ebenfalls einen Reifenluftdruckverlust, so wird der Zähler C_ID1_VL um einen bestimmten Wert (z. B. „1") erhöht. Weiterhin wird auch der Kennungszähler C_ID1 um einen bestimmten Wert (z. B. „1") erhöht. Wenn zwei Druckmessmodule Druckänderungen anzeigen (z. B. ID1 und ID2) und das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) eine Druckänderung an zwei Rädern erkennt (z. B. VL und VR), dann werden die Zähler für alle in diesem Fall möglichen Kombinationen um „0,5" hochgezählt (in unserem Beispiel C_ID1_VL, C_ID1_VR, C_ID2_VL, C_ID2_VR). Weiterhin werden auch alle möglichen Kombinationen (C_ID3_HL, C_ID3_HR, C_ID4_HL, C_ID4_HR) der verbleibenden Kennungen (ID3 und ID4) mit den verbleibenden Einbauorten (HR und HL) um „0,5" erhöht, da sich diese Kombinationen zwangsläufig ergeben müssen, wenn die Kennungen ID1 und ID2 den Einbauorten VL und VR zugeordnet werden. Des weiteren werden alle Kennungszähler (C_ID1, C_ID2, C_ID3 und C_ID4) ebenfalls jeweils um „1" erhöht.
Wenn drei Druckmessmodule eine Druckänderung zeigen (z. B. ID1, ID2 und ID3) und das indirekt messende Reifendrucküberwachungssystem (DDS) drei Einbauorte (z. B. VL, VR und HL) erkennt an denen eine Druckänderung vorliegt, dann wird hierdurch der Einbauort des vierten Rades eindeutig bestimmt. In dem Beispiel zeigt das Druckmessmodul mit der Kennung ID4 keine Druckänderung und an dem Einbauort HR wurde keine Druckänderung festgestellt. Somit wird der Zähler C_ID4_HR für diese Kombination sowie der Kennungszähler C_ID4 jeweils um „1" hochgezählt.
Wenn einer (oder mehrere) von den Kennungszählern (C_ID1, C_ID2, C_ID3 oder C_ID4) ein vorbestimmten maximalen Wert C_IDmax erreicht bzw. überschreitet (z. B. C_ID1 > C_IDmax), dann werden vier Wahrscheinlichkeitswerte W_ID1_y (y: VL, VR, HL, HR) für diese Kennung ID1 kalkuliert. In unserem Beispiel werden folgende Wahrscheinlichkeitswerte berechnet:
Die Zuweisung einer Kennung (IDx) zu einem Einbauort y erfolgt dann, wenn eine Wahrscheinlichkeit W_IDx_y größer als eine Wahrscheinlichkeitsschwelle Wmax, und deutlich größer als alle anderen berechneten Wahrscheinlichkeiten ist. Es ergeben sich zum Beispiel folgende Wahrscheinlichkeiten bzw. Abhängigkeiten:
W_ID1_VL > Wmax
W_ID1_VL >> W_ID1_VR und
W_ID1_VL >> W_ID1_HL und
W_ID1_VL >> W_ID1_HR
Somit erfolgt eine Zuordnung des Druckmessmoduls mit der Kennung ID1 zu dem Einbauort vorne links (VL).
Die in dem erfindungsgemäßen Zuordnungsverfahren genannten Zähler (C_IDx und C_IDx_y) stellen nur eine Ausführungsform zur Ermittlung der benötigten Wahrscheinlichkeitswerte W_IDx_y dar. Es können selbstverständlich auch andere bekannte Methoden wie z. B. setzen einer „Flagge" (Flag) etc. angewandt werden um eine Häufigkeitsverteilung zwischen den Druckmessmodulen mit den Kennungen IDx und den Einbauorten y zu bestimmen. Weiterhin müssen auch nicht zwangsläufig 16 Zähler C_IDx_y bereitgestellt werden. Es genügt auch, allerdings mit einer etwas niedrigeren Erkennungssicherheit als bei der genannten Ausführungsform, nur 12 Zähler C_IDx_y zu betrachten, wobei dann nur drei Druckmessmodule ihren Einbauorten zugeordnet werden. Das vierte Druckmodule würde in einem solchen Fall automatisch dem verbleibenden Einbauort zugeordnet werden.

Claims

Zuordnungsverfahren für ein kombiniertes Reifendrucküberwachungssystem in Kraftfahrzeugen, welches zumindest teilweise mit Druckmessmodulen ausgestattete Räder mit Luftreifen umfasst, wobei das Druckmessmodul angeordnet ist, welches einen Reifenluftdruck oder einen vom Reifenluftdruck abhängigen Wert erfasst, und diesen mittels einer mit dem Druckmessmodul verbundenen Sendeeinrichtung zusammen mit einer dem Druckmessmodul zugeordneten individuellen Kennung (IDx) an eine mit einer Auswerteeinrichtung verbundenen Empfangseinrichtung sendet und wobei an die Auswerteeinrichtung durch Raddrehzahlsensoren Signale über die Raddrehzahl eines jeden Rades übermittelt werden, deren Einbauorte y (VL: vorne links, VR: vorne rechts, HL: hinten links, HR: hinten rechts) der Auswerteeinrichtung bekannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuordnungsverfahren unter Berücksichtigung von ermittelten Wahrscheinlichkeitswerten W_IDx_y durchgeführt wird, wobei die Wahrscheinlichkeitswerte W_IDx_y eine Häufigkeitsverteilung beschreiben, welche angibt, wie oft Druckmessmodule mit den Kennungen IDx als zu den Einbauorten y zugehörig erkannt werden.
Zuordnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Zuordnungsverfahren ein Druckmessmodul mit einer Kennung IDx einem Einbauort y zugeordnet wird, wenn der Wahrscheinlichkeitswert W_IDx_y des Druckmessmoduls mit der Kennung IDx größer als eine Wahrscheinlichkeitsschwelle W_max und deutlich größer als alle anderen berechneten Wahrscheinlichkeitswerte ist.
Zuordnungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahrscheinlichkeitswerte W_IDx_y berechnet werden, wenn ein Kennungszähler C_IDx einen vorbestimmten maximalen Wert C_IDmax erreicht bzw. überschritten hat.
Zuordnungsverfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kennungszähler C_IDx um einen festgelegten Wert erhöht wird, wenn ein Druckmessmodul mit der zugehörigen Kennung IDx einen Reifenluftdruck erfasst, welcher eine Schwelle unterschreitet, bei deren Unterschreitung auf einen Reifenluftdruckverlust geschlossen wird.
Zuordnungsverfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zählerstand eines Zählers C_IDx_y, welcher eine Häufigkeit beschreibt wie oft ein Druckmessmodul mit der Kennung IDx einem Einbauort y zugeordnet wird.
Zuordnungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählerstand des Zählers C_IDx_y um einen ersten festgelegten Wert erhöht wird, wenn genau ein Druckmessmodul mit der Kennung IDx genau einem Einbauort y zugeordnet wird.
Zuordnungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählerstände mehrerer Zähler C_IDx_y um einen zweiten festgelegten Wert erhöht werden, wenn mehrere Druckmessmodule mit den jeweiligen Kennungen IDx mehreren Einbauorten y zugeordnet werden.
Zuordnungsverfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbauort y dadurch erkannt wird, dass sich mindestens ein Rad schneller dreht als mindestens ein anderes Rad.
Zuordnungsverfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahrscheinlichkeitswerte W_IDx_y im wesentlichen durch Quotientenbildung aus den Zählern C_IDx_y und den Kennungszählern IDx gebildet werden.
Computerprogrammprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Algorithmus definiert, welcher ein Zuordnungsverfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.