DE102007058998A1

DE102007058998A1 - Verfahren und Vorrichtung zur indirekten Reifendrucküberwachung bei einem Kraftrad

Info

Publication number: DE102007058998A1
Application number: DE102007058998A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Dr. Koukes; Alfred Eckert; Peter Olejnik
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-07-24

Abstract

Verfahren, welches zur indirekten Reifendrucküberwachung in einem Kraftrad durchgeführt wird, wobei eine Erkennung eines Reifendruckverlustes unter Berücksichtigung eines Neigungswinkels (lambda) des Kraftrades und anhand mindestens einer Prüfgröße (A) und/oder einer von einer Prüfgröße (A) abgeleiteten Auswertegröße (A0) durchgeführt wird, wobei die Prüfgröße (A), insbesondere ausschließlich, aus der Drehgeschwindigkeit (NF, VF) des Vorderrades (F) und/oder Drehgeschwindigkeit (NR, VR) des Hinterrades (R) bestimmt wird, sowie Vorrichtung zur Reifendrucküberwachung in einem Kraftrad.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 11.
Das Kraftrad hat sich im Laufe der letzten Jahrzehnte von einem kostengünstigen Fortbewegungsmittel zu einem Freizeitgefährt entwickelt, bei welchem vermehrt sowohl die Sicherheit als auch der Komfort des Fahrers in den Vordergrund gerückt wird.
Ähnlich wie bei den Automobilen vor einigen Jahren werden zunehmend auch Krafträder mit Antiblockiersystemen (ABS) ausgerüstet. Aus der EP 0 548 985 B1 ist beispielsweise eine Blockierschutzvorrichtung für Krafträder bekannt.
Ebenso ist eine zuverlässige Überwachung des Reifendrucks für die Sicherheit eines Kraftrades von großer Bedeutung.
Es existieren verschiedene Ansätze, wie Reifendrucküberwachungssysteme in zweispurigen Fahrzeugen realisiert werden können. Es sind so genannte indirekt messende Reifendrucküberwachungssysteme z. B. aus der DE 100 58 140 A1 bekannt (DDS: Deflation Detection System), welche aus Hilfsgrößen, z. B. durch Vergleich der Drehzahlinformationen der einzelnen Räder, einen Druckverlust ermitteln können. Dabei nutzen indirekt messende Reifendrucküberwachungssysteme oftmals die Informationen von bereits im Fahrzeug bestehenden Systemen, z. B. die Raddrehzahlinformationen eines Anti-Blockiersystems (ABS), um Schlussfolgerungen über die Reifendrücke zu ziehen.
Um bei diesen an sich bekannten Verfahren zuverlässige Aussagen zu erhalten, werden die Raddrehzahlen aller vier oder mehr Räder herangezogen. So werden z. B. in der DE 10 2005 004 910 A1 drei Prüfgrößen (DIAG, SIDE, AXLE) betrachtet, wobei in jede Prüfgröße die Radrehzahlen aller vier Räder eingehen.
Ein anderes Verfahren zur indirekten Reifendrucküberwachung bei Pkw basiert darauf, die Frequenzen der Eigenschwingungen der Reifen zu überwachen. Die Reifenschwingungen zeigen charakteristische Frequenzen, die vom Reifendruck abhängig sind. Diese Frequenzen werden daher als Prüfgrößen für die indirekte Reifendrucküberwachung herangezogen.
Aus der EP 0 578 826 B1 ist ein Reifendruckbestimmungsvorrichtung bekannt, welcher auf Basis der Analyse von Reifenschwingungen einen Druckverlust in einem Reifen ermittelt.
Bei einspurigen Fahrzeugen kann, im Unterschied zu zweispurigen Fahrzeugen, eine große Neigung zur Fahrbahnebene auftreten. Gleichzeitig führen schon kleine Änderungen der Neigung zu großen Änderungen des Reifenabrollumfangs und/oder der Eigenfrequenzen. Da Einspurfahrzeuge üblicherweise außerdem nur zwei Räder besitzen, können die für Pkw üblichen Prüfgrößen bei Einspurfahrzeugen nicht benutzt werden und/oder die für Pkw üblichen Verfahren zur Bestimmung der Prüfgrößen bei Einspurfahrzeugen nicht mit der zur Druckverlusterkennung notwendigen Genauigkeit durchgeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur kostengünstigen und zuverlässigen Überwachung der Reifendrücke bei einem Kraftrad, welches ja nur zwei Räder besitzt, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie die Vorrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst.
Unter dem Begriff „Drehgeschwindigkeit" werden erfindungsgemäß in Verallgemeinerung auch Größen verstanden, welche direkt mit der Drehgeschwindigkeit zusammenhängen, wie z. B. Drehzahl, Winkelgeschwindigkeit oder Umlaufdauer.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Reifendruckverlusterkennung anhand einer Prüfgröße und/oder einer von der Prüfgröße abgeleiteten Auswertegröße durchzuführen, wobei die Prüfgröße aus der Drehgeschwindigkeit des Vorder- und/oder der Drehgeschwindigkeit des Hinterrades bestimmt wird, und des Weiteren den Neigungswinkel (Schräglagewinkel, Rollwinkel) des Kraftrades zu berücksichtigen.
Der Neigungswinkel wird bevorzugt bei einer Reifendrucküberwachung des Kraftrads, welche auf einer Änderung der Abrollumfänge der Räder basiert, explizit berücksichtigt, um Fehlalarme zu vermeiden. Andernfalls würde bei einer Kurvenfahrt des Kraftrades, auch wenn kein Reifendruckverlust vorliegt, ein Druckverlust-Alarm ausgelöst, da sich die Abrollumfänge der Reifen bei Schräglagenfahrt ändern.
Bevorzugt wir die Prüfgröße ausschließlich aus den Drehgeschwindigkeiten des Vorder- und des Hinterrades bestimmt, um den Rechenaufwand für die Bestimmung der Prüfgröße gering zu halten. Weitere fahrdynamische Größen, wie z. B. die Gierrate, werden deshalb nicht berücksichtigt. Die Reifendruckverlusterkennung basiert dann ausschließlich auf der(n) Drehgeschwindigkeit(en) des Vorder- und/oder des Hinterrades und dem Neigungswinkel. Besonders bevorzugt basiert die Reifendruckverlusterkennung ausschließlich auf der(n) Drehgeschwindigkeit(en) des Vorder- und/oder des Hinterrades, dem Neigungswinkel und dem Nickwinkel.
Der Neigungswinkel wird bevorzugt durch einen Sensor gemessen oder aus den Signalen mehrerer Sensoren mittels eines Auswertealgorithmus gewonnen.
Der Nickwinkel des Kraftrades wird bevorzugt ebenso zur Reifendruckverlusterkennung herangezogen, da er Auskunft darüber gibt, ob das Kraftrad bergauf/bergab oder in der Ebene fährt. Dies wird für eine zuverlässigere Erkennung berücksichtigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden in einer Einlernphase mindestens eine Prüfgröße und/oder mindestens eine Auswertegröße eingelernt. Dieses Einlernen wird besonders bevorzugt bei korrekt eingestellten Reifendrücken durchgeführt. Die eingelernten Größen werden dann in der Druckverlustüberwachungsphase mit der entsprechenden aktuell bestimmten Prüfgröße und/oder der entsprechenden aktuell bestimmten Auswertegröße verglichen. Die Einlernphase wird ganz besonders bevorzugt vom Fahrer oder Werkstattpersonal initialisiert, vorteilhafterweise durch Betätigung eines Schalters oder Tasters oder eines Menüpunktes eines Mensch-Maschine-Interface (MMI). Ebenso ist es ganz besonders bevorzugt, dass die Einlernphase automatisch gestartet wird, vorteilhafterweise dann, wenn das System feststellt, dass die Reifen gewechselt wurden oder der Reifendruck verändert wurde (Benutzung des Reifenventils).
Bei der Prüfgröße handelt es sich bevorzugt um einen Quotienten aus den Drehgeschwindigkeiten des Vorder- und des Hinterrades, da durch die Verhältnisbildung Störeinflüsse teilweise kompensiert werden. Besonders bevorzugt handelt es sich um einen Quotienten aus den Drehgeschwindigkeiten, bei welchem im Nenner die Drehgeschwindigkeit des Vorderrades steht, da das Vorderrad üblicherweise nicht angetrieben ist und daher als Referenzgröße vorteilhaft ist. Ebenso ist es bevorzugt, dass die Prüfgröße eine Differenz der Drehgeschwindigkeiten von Vorderrad und Hinterrad enthält, da hierin die Änderung einer der Größen direkt erkannt werden kann.
Bevorzugt wird die Prüfgröße als Quotient aus der Differenz der Drehgeschwindigkeiten von Vorder- und Hinterrad zu der Drehgeschwindigkeit des Vorderrades bestimmt, da diese Größe genügend empfindlich zur Erkennung eines Reifendruckverlustes und dennoch genügt robust gegenüber Störeffekten ist.
Es ist jedoch auch bevorzugt, dass es sich bei der Prüfgröße um eine Resonanzfrequenz des Reifens handelt. Besonders bevorzugt handelt es sich um die torsionale Schwingungseigenfrequenz des Reifens. Die Resonanz-/Eigenfrequenz des Reifens wird besonders bevorzugt durch eine Frequenzanalyse ei nes Drehgeschwindigkeitsignals des Vorderrades bzw. des Hinterrades bestimmt.
Ein Wert für die Prüfgröße und/oder die Auswertegröße wird bevorzugt nur dann eingelernt oder zur Druckverlustüberwachung verwendet, wenn der Neigungswinkel des Kraftrades Null oder kleiner als ein vorgegebener Neigungswinkelschwellenwert ist. Das Kraftrad befindet sich dann in annährender Geradeausfahrt, so dass keine Änderung des Abrollumfangs hervorgerufen durch eine Schräglagenfahrt vorliegt. Alternativ oder zusätzlich wird ein Wert für die Prüfgröße und/oder die Auswertegröße nur dann eingelernt oder zur Druckverlustüberwachung verwendet, wenn der Nickwinkel des Kraftrades Null oder kleiner als ein vorgegebener Nickwinkelschwellenwert ist. Damit wird sicher gestellt, dass das Kraftrad in der Ebene, insbesondere mit konstanter Geschwindigkeit, fährt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in der Einlernphase und/oder in der Druckverlustüberwachungsphase Werte der Prüfgröße in Abhängigkeit von Werten des Raddrehmoments des Antriebsrades eingelernt. An die eingelernten Wertepaare Prüfgröße-Raddrehmoment wird dann ein funktionaler Zusammenhang angepasst. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um einen linearen Zusammenhang, da hierbei nur zwei Parameter des Zusammenhangs bestimmt werden müssen, was den rechnerischen Aufwand gering hält. Ein Parameter des angepassten funktionalen Zusammenhangs wird dann als Auswertegröße zur Druckverlusterkennung herangezogen. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um den Wert der Prüfgröße bei einem Raddrehmoment von Null, da dieser Parameter unabhängig vom Raddrehmoment ist.
Bevorzugt werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der Auswertegröße ein oder mehrere Auswertungszyklen durchgeführt. In jedem Auswertungszyklus wird aus einer bestimmten Anzahl von eingelernten Wertepaaren zunächst eine vorläufige Auswertegröße bestimmt. Aus den zwei oder mehr vorläufigen Auswertegrößen wird dann die endgültige Auswertegröße bestimmt. Die Bestimmung der Auswertegröße aus mehreren Auswertungszyklen in Einlernphase und/oder Drucküberwachungsphase führt zu einer zuverlässigeren Größe, die weniger stark von aktuellen Störeffekten beeinflusst ist. Besonders bevorzugt wird die endgültige Auswertegröße als Mittelwert der vorläufigen Auswertegrößen bestimmt. Die Bestimmung der Auswertegröße ist dann endgültig, wenn die Standardabweichung der endgültigen Auswertegröße einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
Die Anzahl der eingelernten Wertepaare, welche in einem Auswertungszyklus herangezogen werden, ist bevorzugt für jeden Auswertungszyklus vorgegeben. Alternativ wird die Anzahl von für einen Auswertezyklus berücksichtigten Wertepaaren bevorzugt derart gewählt bzw. bestimmt, dass ein Genauigkeitsmaß für die aus den Wertepaaren bestimmte vorläufige Auswertegröße einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet (Signifikanzkriterium). So ist eine Anpassung an die Qualität der Messwerte (Wertepaare) möglich. Dies ist z. B. bei einer schlechten Fahrbahnoberfläche, bei der die Messwerte stärker streuen, vorteilhaft.
Für die Wertepaare Prüfgröße-Raddrehmoment, welche zur Bestimmung der Auswertegröße herangezogen werden, wird das Raddrehmoment des Antriebsrades bevorzugt aus einem Motormo ment, einer Motordrehzahl und der Raddrehzahl des Rades bestimmt.
Wenn der Wert des Motormoments nicht verfügbar ist, wird das Raddrehmoment des Antriebsrades alternativ bevorzugt aus der Fahrzeugbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Diese Größen liegen im Rahmen eines Antiblockier-Systems üblicherweise vor. Anstelle der Fahrzeugbeschleunigung wird zur Bestimmung des Raddrehmoments des Antriebsrades ebenso bevorzugt die Beschleunigung des Antriebsrades herangezogen, welche einfach aus der Raddrehgeschwindigkeit bestimmt werden kann.
Zur Berechnung des Raddrehmoments aus Motormoment, Motordrehzahl und Raddrehzahl oder aus Beschleunigung und Fahrzeuggeschwindigkeit sind bevorzugt fahrzeugspezifische Koeffizienten in einem Steuergerät, z. B. dem Steuergerät des Reifendrucküberwachungssystems oder dem ABS-Steuergerät, abgelegt. Diese wurden besonders bevorzugt empirisch bestinmmt.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass die Überwachung des Reifendruckes kostengünstig ist, da die Raddrehzahlen durch Raddrehzahlsensoren eines Anti-Blockiersystems und der Schräglagenwinkel durch einen Sensor oder ein Verfahren zur Bestimmung des Schräglagenwinkels im Rahmen eines Sicherheitssystems, wie z. B. elektronischem Bremsdruckregelsystems, vorhanden ist. Die Druckverlusterkennung benutzt ansonsten nur einfache mathematische Berechnungsschritte und das Abspeichern von Datenwerten, und benötigt somit keine rechenaufwendigen Verfahren zur Bestimmung von fahrdynamischen Größen oder zur Lösung von Differential gleichungen.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Reifendrucküberwachung, welche die Mittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand einer Figur.
Es zeigt
1 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines bespielgemäßen Verfahrens.
Die Kontrolle des Reifendrucks ist für die Sicherheit des Motorrads von großer Bedeutung. Eine indirekte Überwachung des Reifendrucks stellt eine kostengünstige Lösung des Problems dar.
Bekannte indirekte Reifendrucküberwachungssysteme für Pkw basieren oftmals auf den Messungen der Raddrehzahlen. In einem Pkw mit ABS werden die Raddrehzahlen der vier Räder, z. B. mit Raddrehzahlsensoren, gemessen. Die Änderung des Reifendrucks an einem Rad führt zur Änderung des entsprechenden Radabrollumfangs und der entsprechenden Raddrehzahl. Da diese relative Änderung jedoch sehr gering ist, kann eine zuverlässige Erkennung nur durch geeigneten Vergleich aller vier Raddrehzahlen erkannt werden. Die Überwachung der Änderungen gibt die Möglichkeit, Schlussfolgerungen über Reifendruckänderungen zu ziehen. Entsprechende Systeme sind für zweispurige Fahrzeuge (Pkw) entwickelt worden.
Eine Besonderheit des Motorrades ist es, dass das Fahrzeug eine große Neigung (Rollwinkel) zur Fahrbahn haben kann. Schon eine kleine Neigung kann zu großen Änderungen des Abrollumfangs führen. Für einspurige Fahrzeuge muss daher ein spezielles System für die Reifendrucküberwachung entwickelt werden. Des Weiteren stehen beim Motorrad nur die Raddrehzahlen des Vorder- und des Hinterrades zum Vergleich zur Verfügung.
In 1 ist der Ablauf eines beispielgemäßen Verfahrens eines erfindungsgemäßen indirekten Reifendrucküberwachungssystems für ein Motorrad schematisch dargestellt. Beispielgemäß gehen die Raddrehzahl N_F des Vorderrades F (Block 1) und die Raddrehzahl N_R des Hinterrades R (Block 2) sowie der Neigungswinkel λ (Rollwinkel) des Motorrades (Block 3) in das Verfahren ein. Optional kann zusätzlich auch der Nickwinkel β (Block 4) herangezogen werden. Anhand dieser Eingangsgrößen wird in Block 5 entschieden, ob eine Geradeausfahrt vorliegt oder nicht. Liegt keine Geradeausfahrt vor (Block 5, NEIN), so findet keine weitere Verarbeitung der Eingangsgrößen statt. Liegt eine Geradeausfahrt vor (Block 5, JA), so wird in Block 6 festgestellt, ob das System bereits eingelernt ist oder nicht. Ist das System noch nicht eingelernt (Block 6, NEIN), so findet ein Einlernen statt (Block 7). Hierzu wird beispielsgemäß eine Prüfgröße A in Abhängigkeit des Raddrehmomentes M_Rad des Antriebsrades eingelernt. Dies geschieht solange die Voraussetzungen einer Geradeausfahrt gegeben sind und bis zuverlässige und aussagekräftige Vergleichsgrößen für die eigentliche Druckverlustüberwachung vorliegen. Ist das System eingelernt (Block 6, JA), so findet die Druckverlustüberwachung(phase) statt (Block 8). Wird in Block 9 ein Druckverlust festgestellt (Block 9, JA), so wird eine Warnung ausgegeben und/oder Eingriffe in die Motor- und/oder Bremsensteuerung vorgenommen (Block 10).
Um Störgrößen bei der Überwachung des Reifendrucks eliminieren zu können, wird der Neigungswinkel λ des Motorrades während der Fahrt überwacht. Für die Überwachung werden z. B. spezielle Sensoren benutzt.
Beispielgemäß wird anhand des Neigungswinkels λ entschieden, ob eine Geradeausfahrt vorliegt. Ist der Neigungswinkel λ klein oder Null, z. B. kleiner als ein Neigungswinkelschwellenwert von z. B. ca. 5°, so liegt eine Geradeausfahrt vor.
Außerdem wird zur Reifendrucküberwachung im Motorrad eine motorradspezifische dimensionslose Prüfgröße A und/oder eine von der Prüfgröße abgeleitete Auswertegröße A₀ verwendet.
Des Weiteren werden motorradspezifische Methoden für das Lernen des Systems und die Erkennung des Druckverlusts verwendet.
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele basieren auf einer Prüfgröße A, welche aus einer Größe, die die Raddrehzahl des Vorderrades N_F beschreibt, und einer Größe, die die Raddrehzahl des Hinterrades N_R beschreibt, bestimmt wird. Erfindungsgemäß ist jedoch auch eine Prüfgröße A denkbar, die aus einer Größe, die die Raddrehzahl des Vorderrades N_F beschreibt, oder einer Größe, die die Raddrehzahl des Hinterrades N_R beschreibt, bestimmt wird. Gemäß eines Ausfüh rungsbeispiels ist dies eine Eigenfrequenz f₀ des Rades. Diese Eigenfrequenz wird z. B. durch Frequenzanalyse des Raddrehzahlsignals bestimmt.
Beispielsgemäß wird für die Überwachung eine Prüfgröße A benutzt, welche aus einer Größe, die die Raddrehzahl des Vorderrades N_F beschreibt, und einer Größe, die die Raddrehzahl des Hinterrades N_R beschreibt, bestimmt wird.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels wird eine Prüfgröße A_N benutzt, die sich als Quotient aus der Differenz der Raddrehzahl von Vorderrad N_F und Raddrehzahl von Hinterrad N_R zu der Raddrehzahl des Vorderrades N_F ergibt: AN = (NF – NR)/NF (1)mit N_F: Raddrehzahl des Vorderrades, N_R: Raddrehzahl des Hinterrades.
Gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels wird eine Prüfgröße A_V benutzt, welche sich als Quotient aus der Differenz der Geschwindigkeiten von Vorderrad V_F und Hinterrad V_R zu der Geschwindigkeit des Vorderrades V_F ergibt: AV = (VF – VR)/VF (2)mit V_F: Geschwindigkeit des Vorderrades, V_R: Geschwindigkeit des Hinterrades.
Vorteilhafterweise wird eine Prüfgröße verwendet, bei welcher im Nenner des Quotienten die Raddrehzahl/Radgeschwin digkeit des Vorderrades F steht, da das Vorderrad üblicherweise nicht angetrieben ist.
Jedoch sind auch andere Berechnungsvorschriften denkbar, um aus einer Größe, welche der Raddrehzahl N_F des Vorderrades F entspricht, und einer Größe, welche der Raddrehzahl N_R des Hinterrades R entspricht, eine geeignete Prüfgröße A zu bestimmen.
Zuerst wird das System initialisiert. Die Initialisierung sollte nach jeder Reifendruckkorrektur und/oder nach jedem Reifenwechsel/Radwechsel stattfinden. Für die Initialisierung wird vom Fahrer oder vom Werkstattpersonal eine Taste oder ein Befehl im Menü des multifunktionalen Displays betätigt. Eine automatische Initialisierung ist ebenfalls möglich, wenn festgestellt wird, dass mindestens ein Reifen gewechselt oder mindestens in einem Reifen der Druck korrigiert wurde.
Nach der Initialisierung fängt die Lernphase des Systems an. Für das Lernen ist die Information über das Raddrehmoment M_Rad des Antriebsrades (üblicherweise das Hinterrad R) notwendig.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels wird das Raddrehmoment M_Rad über das Motormoment M_Mot, die Motordrehzahl N_Mot und die Raddrehzahl N_R berechnet gemäß: MRad = K·MMot·NMot/NR (3) mit M_Rad: Raddrehmoment, K: empirischer Beiwert, M_Mot: Motormoment, N_Mot: Motordrehzahl und N_R: Raddrehzahl des Antriebsrades.
Wenn das Motormoment N_Mot und/oder die Motordrehzahl N_Mot nicht verfügbar sind, so wird das Raddrehmoment M_Rad gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels über eine Beschleunigung a und die Fahrzeuggeschwindigkeit V bei der Geradeausfahrt geschätzt: MRad = a·C1 + C2·V2 (4)mit a: Fahrzeugbeschleunigung oder Beschleunigung des Antriebsrades, V: Fahrzeuggeschwindigkeit, C1 und C2: empirische Beiwerte. Formel (4) ist streng nur für Nickwinkel β nahe Null korrekt, d. h. wenn keine Bergauf- oder Bergabfahrt vorliegt.
Lernen ist nur dann sinnvoll, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt bzw. Neigungswinkel λ und Nickwinkel β sehr klein sind (z. B. kleiner als ein Schwellenwert von ca. 5°). Neigungswinkel λ und Nickwinkel β werden während der Fahrt überwacht. Für die Überwachung werden z. B. spezielle Sensoren verwendet.
Beim Lernen werden Wertepaare „Prüfgröße A – Raddrehmoment M_Rad" in einem Steuergerät berechnet und abgespeichert. Während des Lernens wird die Abhängigkeit A_N(M_Rad) der Prüfgröße A_N vom Raddrehmoment M_Rad (oder A_V(M_Rad)) beispielsgemäß mit einer Geraden angenähert, wobei die beiden Parameter des linearen Zusammenhanges mit A₀ und A₁ bezeichnet sind: AN = A0 + A1·MRad (5)
Damit entspricht A₀: gelernte Prüfgröße bei M_Rad = 0 (freirollendes Antriebsrad), A₁: empirischer Beiwert (Steigung der Geraden). Die Gerade gemäß Gleichung (5) ist definiert, wenn A₀ und A₁ bekannt sind. Diese Parameter können z. B. mit der Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate (LS: Least Squares Method) gefunden werden.
Der Lernprozess dauert beispielsgemäß so lang an, bis die Ergebnisse des Lernens statistisch signifikant sind (einstufiger Lernprozess).
Gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels wird ein mehrstufiger Lernprozess durchgeführt. Zuerst wird für den ersten Schritt des Lernens eine vorgegebene Anzahl n₁ von Messungen/Wertepaaren (z. B. n₁ = 50) oder ein anderes, erstes Signifikanzkriterium (z. B. Anzahl von Messungen derart, dass ein Genauigkeitsmaß der daraus bestimmten Parameter A₀ und A₁ einen vorgegebenen, ersten Grenzwert überschreitet) verwendet. Für diese Wertepaare werden die Parameter A₀ und A₁ berechnet und in einem Steuergerät als erste Werte A₀₁ und A₁₁ (mit A₀₁ = A₀ und A₁₁ = A₁) abgespeichert.
Dann fängt der zweite Zyklus (Stufe) des Lernens an. Hierfür wird wieder eine vorgegebene Anzahl n₂ von Messungen/Wertepaaren (z. B. n₂ = 50, aber es kann auch n₂ ungleich n₁ sein) oder ein anderes, zweites Signifikanzkriterium (z. B. Anzahl von Messungen derart, dass ein Genauigkeitsmaß der daraus bestimmten Parameter A₀ und A₁ einen vorgegebenen, zweiten Grenzwert überschreitet) herangezogen. Aus diesen neuen Mes sungen/Wertepaare werden die Parameter A₀ und A₁ berechnet, und in dem Steuergerät als zweite Werte A₀₂ und A₁₂ abgespeichert (mit A₀₂ = A₀ und A₁₂ = A₁).
Die ersten und zweiten Ergebnisse A₀₁, A₁₁ und A₀₂, A₁₂ werden miteinander verglichen. Wenn die Unterschiede groß sind, wird eine dritte, vierte usw. Stufe des Lernens benutzt. Die einzelnen Ergebnisse A_0i und A_1i (i = 1, 2, 3, ..., m) für A₀ bzw. A₁ aus den einzelnen Stufen des Lernens werden dann gemittelt. Das Endergebnis des Lernens sind damit die folgenden Mittelwerte für A₀ bzw. A₁:
mit Laufindex i = 1, 2, 3, ..., m und
m: Anzahl der Stufen des Lernens.
Der Lernprozess wird abgeschlossen, wenn die Standardabweichungen ΔA₀ und ΔA₁ für A₀ und A₁ kleiner als Schwellenwerte δ1 und δ2 sind: ΔA0 < δ1 ΔA1 < δ2 (7)mit δ1 und δ2: empirisch festgelegte Schwellenwerte für das Lernen.
Die Standardabweichungen ΔA₀ und ΔA₁ werden beispielsgemäß nach folgenden Formeln berechnet:
Wenn der Lernprozess abgeschlossen ist, werden die (gemittelten) Werte A₀und A₁ in einem Speicher des Steuergerätes abgelegt und die Reifendrucküberwachung (Druckverlustüberwachungsphase) beginnt.
Bei der Überwachung werden laufend Werte für die Prüfgröße A aus den Raddrehzahlen (oder entsprechenden Größen) ermittelt. Beispielsgemäß wird A_N (oder A_V) entsprechend Formel (1) (oder Formel (2)) berechnet. Gleichzeitig werden entsprechende Werte für A_N (oder A_V), z. B. gemäß Gleichung (5), aus dem aktuellen Wert des Raddrehmoments M_Rad und den gelernten (z. B. gemittelten) Parametern A₀ und A₁ berechnet. Letztere Werte werden im Folgenden mit A_Nm (oder A_Vm) bezeichnet. Aus den beiden Ergebnissen A_N und A_Nm wird die Differenz δA_N gebildet: δAN = AN – ANm (9)
Wenn die Differenz δA_N groß ist, z. B. größer als ein empirisch ermittelter, vorgegebener Schwellenwert S: |δAN| > S, (10)dann wird ein neuer einstufiger Lernprozess begonnen, an dessen Ende ein neu gelernter Wert A_0P für den Parameter A₀ vorliegt. Wenn sich der neue, gelernte Wert A_0P und der alte gelernte (gemittelte) Wert A₀ stark unterscheiden, d. h. wenn der Betrag der Differenz von A_0P und A₀ größer ist als ein Schwellenwert S1: |A0 – A0P > S1mit S1: empirisch ermittelter, vorgegebener Schwellenwert, dann wird ein Druckverlust erkannt und eine Warnung an den Fahrer ausgegeben. Die Warnung kann als eine brennende oder blinkende Lampe, als eine Nachricht auf dem Multifunktionsdisplay oder/und als ein Tonsignal ausgegeben werden.
Die Druckverlust-Information kann auch in das Motorsteuergerät oder ein elektronisches Bremssystem übergeben werden. Das Motorsteuergerät oder das Bremssystem kann z. B. die Motordrehzahl bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzen.

1: Raddrehzahl N_F des Vorderrades F
2: Raddrehzahl N_R des Hinterrades R
3: Neigungswinkel λ (Rollwinkel)
4: Nickwinkel β (optional)
5: Geradeausfahrt?
6: System eingelernt?
7: Einlernen
8: Druckverlustüberwachung
9: Druckverlust?
10: Warnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0548985 B1 [0003]
- DE 10058140 A1 [0005]
- DE 102005004910 A1 [0006]
- EP 0578826 B1 [0008]

Claims

Verfahren, welches zur indirekten Reifendrucküberwachung in einem Kraftrad durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erkennung eines Reifendruckverlustes unter Berücksichtigung eines Neigungswinkels (λ) des Kraftrades und anhand mindestens einer Prüfgröße (A) und/oder einer von einer Prüfgröße (A) abgeleiteten Auswertegröße (A₀) durchgeführt wird, wobei die Prüfgröße (A), insbesondere ausschließlich, aus der Drehgeschwindigkeit (N_F, V_F) des Vorderrades (F) und/oder der Drehgeschwindigkeit (N_R, V_R) des Hinterrades (R) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erkennung eines Reifendruckverlustes unter Berücksichtigung des Nickwinkels (β) des Kraftrades durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Einlernphase mindestens eine Prüfgröße (A) und/oder mindestens eine Auswertegröße (A₀) eingelernt wird, welche in einer Druckverlustüberwachungsphase mit einer aktuellen Prüfgröße (A) und/oder einer aktuell bestimmten Auswertegröße (A₀) verglichen wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfgröße (A) ein Quotient aus Drehgeschwindigkeiten (N_F, N_R, V_F, V_R) ist, insbesondere dass im Nenner des Quotienten die Drehgeschwindigkeit des Vorderrades (N_F, V_F) steht, und/oder dass die Prüfgröße (A) eine Differenz der Drehgeschwin digkeiten von Vorderrad (N_F, V_F) und Hinterrad (N_R, V_R) enthält.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfgröße (A) als Quotient aus der Differenz der Drehgeschwindigkeiten von Vorder- und Hinterrad zu der Drehgeschwindigkeit des Vorderrades bestimmt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfgröße (A) eine Resonanzfrequenz (f₀) ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert der Prüfgröße (A) und/oder ein Wert der Auswertegröße (A₀) nur dann eingelernt wird oder zur Druckverlustüberwachung verwendet wird, wenn der Neigungswinkel (λ) des Kraftrades Null oder kleiner als ein vorgegebener Neigungswinkelschwellenwert ist und/oder der Nickwinkel (β) des Kraftrades Null oder kleiner als ein vorgegebener Nickwinkelschwellenwert ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einlernphase und/oder in der Druckverlustüberwachungsphase Werte der Prüfgröße (A) in Abhängigkeit von Werten des Raddrehmoments (M_Rad) des Antriebsrades eingelernt werden, ein funktionaler Zusammenhang, insbesondere ein linearer Zusammenhang, an die eingelernten Wertepaare angepasst wird und ein Parameter des funktionalen Zusammenhangs, insbesondere der Wert der Prüfgröße bei einem Raddrehmoment von Null, als Auswertegröße (A₀) zur Druckverlusterkennung herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Auswertegröße (A₀) ein oder mehrere Auswertungszyklen durchgeführt werden, in welchen jeweils aus einer bestimmten Anzahl (n_i) von eingelernten Wertepaaren eine vorläufige Auswertegröße (A_0i) bestimmt wird, und die Auswertegröße (A₀) aus den vorläufigen Auswertegrößen (A_0i), insbesondere als Mittelwert, bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Raddrehmoment (M_Rad) des Antriebsrades (R) aus – einem Motormoment (M_Mot), einer Motordrehzahl (N_Mot) und der Raddrehzahl (N_R), und/oder – einer Fahrzeugbeschleunigung (a) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V), und/oder – einer Beschleunigung des Antriebsrades und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) bestimmt wird.
Vorrichtung zur Reifendrucküberwachung in einem Kraftrad, welche Mittel zur Erfassung der Drehgeschwindigkeiten (V_F, V_R) des Vorder- und Hinterrades oder mit den Drehgeschwindigkeiten des Vorder- und Hinterrades verbundener Größen (N_F, N_R) umfasst, und welche Mittel zur Bestimmung des Neigungswinkels (λ) des Kraftrades umfasst oder welcher Signale zur Bestimmung des Neigungswinkels (λ) des Kraftrades zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Auswerteeinheit umfasst, in welcher ein Verfahren gemäß mindestens einer der Ansprüche 1 bis 10 durchgeführt wird.