用于過濾機(jī)動車的輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于過濾機(jī)動車（2）的輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的方法，包括：-檢測（10、22、26、28）機(jī)動車（2）的車輪的與輪胎半徑有關(guān)的變量，-基于行駛動力學(xué)數(shù)據(jù)和/或全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號（下面稱為GNSS信號）過濾（30）與輪胎半徑有關(guān)的變量。
【專利說明】用于過濾機(jī)動車的輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于過濾機(jī)動車的輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的方法、一種用于實(shí)施該方法的控制裝置和一種具有該控制裝置的機(jī)動車。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE102009036493A1已知基于機(jī)動車縱向速度和各車輪轉(zhuǎn)速的比較來確定機(jī)動車車輪的輪胎壓力并且進(jìn)而控制車輪的輪胎壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是改進(jìn)輪胎壓力監(jiān)控。
[0004]該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的擴(kuò)展方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于過濾機(jī)動車的輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的方法包括以下步驟:
[0006]-檢測機(jī)動車車輪的與輪胎半徑有關(guān)的變量，
[0007]-基于行駛動力學(xué)數(shù)據(jù)和/或全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(下面稱為GNSS信號)過濾與輪胎半徑有關(guān)的變量。
[0008]與輪胎半徑有關(guān)的變量可以是輪胎半徑本身、輪胎壓力或可以基于其確定輪胎半徑的各種期望的其它變量。此外，行駛動力學(xué)數(shù)據(jù)可以包括描述機(jī)動車在空間中的運(yùn)動的所有變量。這些變量可以是慣性傳感器數(shù)據(jù)和進(jìn)而是機(jī)動車縱向動態(tài)和車輪轉(zhuǎn)速。
[0009]所述方法基于這樣的考慮:為了檢測輪胎壓力，可以在確定輪胎半徑時(shí)由車輪轉(zhuǎn)速傳感器本身確定機(jī)動車縱向速度。此外，所述方法基于這樣的考慮:也可以由其它行駛動力學(xué)數(shù)據(jù)如測量機(jī)動車縱向動態(tài)的慣性傳感器確定機(jī)動車縱向速度。因此機(jī)動車縱向速度在車輪中至少出現(xiàn)兩次。
[0010]然而，在所述方法的范圍中認(rèn)識到:在基于車輪轉(zhuǎn)速確定機(jī)動車縱向速度時(shí)或在基于機(jī)動車縱向動態(tài)確定機(jī)動車縱向速度時(shí)都不能由慣性傳感器數(shù)據(jù)提供真實(shí)的參考速度，這顯著降低了通過這種方式確定的輪胎半徑的質(zhì)量。
[0011]因此所述方法的思想是，由兩個(gè)不同的測量原理確定輪胎半徑并且隨后在過濾過程中比較所述輪胎半徑，由此提高輪胎半徑的質(zhì)量。通過這種方式可以識別出差別、如誤差和噪聲，由此可以校正未來測得的輪胎半徑。
[0012]過濾在此是指包括各種期望的模擬或數(shù)字信號處理措施，由此可以比較兩種數(shù)據(jù)類型，以便提高其信息量。因此可以在不考慮其它因素、如噪聲的情況下進(jìn)行純粹的求平均值。如果應(yīng)一并考慮到噪聲，則考慮狀態(tài)觀測器或卡爾曼濾波器作為濾波器。如果還應(yīng)考慮噪聲的形式，則可以在必要時(shí)使用粒子濾波器，該粒子濾波器具有基本量的可使用的噪聲情形并且在消除時(shí)例如通過蒙特卡羅模擬法選出要加以考慮的噪聲情形。
[0013]在所述方法的一個(gè)擴(kuò)展方案中，基于由固定在機(jī)動車車輪上的壓力傳感器檢測到的壓力信息來檢測與輪胎半徑有關(guān)的變量。該擴(kuò)展方案基于這樣的考慮:在機(jī)動車中也可以通過上述方式過濾其它傳感器變量、例如機(jī)動車的位置數(shù)據(jù)。因此例如可以基于還要被描述的導(dǎo)航系統(tǒng)信號檢測機(jī)動車的位置，并且基于慣性傳感器對該位置進(jìn)行校正，其中該慣性傳感器描述沿不同空間方向的機(jī)動車動態(tài)。通過這種方式可以相對于行車道準(zhǔn)確地給出機(jī)動車位置。然而，來自慣性傳感器的數(shù)據(jù)的信息量越多，就可以越好地清除導(dǎo)航系統(tǒng)信號中的誤差?；谶@種認(rèn)識，在該實(shí)施例的范圍中的擴(kuò)展方案提出，首先通過壓力傳感器改進(jìn)來自慣性傳感器的數(shù)據(jù)的信息量，因?yàn)橥ㄟ^兩個(gè)傳感器(慣性傳感器和壓力傳感器)可以計(jì)算共用的比較變量、輪胎壓力。由此而使其信息量增加的數(shù)據(jù)隨后可以被用于增加導(dǎo)航系統(tǒng)信號的信息量。
[0014]在所述方法的另一個(gè)擴(kuò)展方案中，機(jī)動車具有至少兩個(gè)車輪，基于兩個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)速和機(jī)動車縱向速度計(jì)算與輪胎半徑有關(guān)的變量。該擴(kuò)展方案基于這樣的考慮:根本上可以基于唯一一個(gè)傳感器系統(tǒng)、車輪轉(zhuǎn)速傳感器測量輪胎半徑和進(jìn)而測量輪胎壓力。
[0015]在一個(gè)擴(kuò)展方案中，所述方法包括以下步驟:
[0016]-基于慣性傳感器數(shù)據(jù)檢測機(jī)動車縱向速度。
[0017]該擴(kuò)展方案基于這樣的考慮:如已經(jīng)描述地，機(jī)動車縱向速度可以出現(xiàn)兩次，結(jié)果使得為了增加信息量，將機(jī)動車縱向速度作為與輪胎半徑有關(guān)的變量過濾就足夠了。通過這種方式可以在沒有其它后續(xù)計(jì)算步驟的情況下進(jìn)行過濾，這在迭代式過濾中在計(jì)算能力方面顯示出明顯的優(yōu)勢。
[0018]在另一個(gè)擴(kuò)展方案中，所述方法包括以下步驟:
[0019]-由GNSS信號檢測機(jī)動車的位置，和
[0020]-基于檢測到的機(jī)動車的位置檢測機(jī)動車縱向速度。
[0021]作為GNSS信號例如可以使用全球定位系統(tǒng)信號(縮寫為GPS信號)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(rjio 6 d JT t H a R Ha BHr a u h oh H a r CnyTHHKOBaH
Chc TeM a，縮寫為GLONASS信號)、或者伽利略定位系統(tǒng)信號(Galileo信號)。因此可將另選的或額外的比較變量用于機(jī)動車縱向速度，基于該比較變量可改進(jìn)待檢測的輪胎半徑的信息量。
[0022]在另一個(gè)擴(kuò)展方案中，所述方法包括以下步驟:
[0023]-基于GNSS信號的載波頻率檢測機(jī)動車縱向速度。
[0024]該擴(kuò)展方案基于這樣的考慮:由于機(jī)動車的運(yùn)動，在機(jī)動車中接收GNSS信號時(shí)通過多普勒效應(yīng)使得載波頻率失真。載波頻率的這種失真可以作為額外的冗余來源用于機(jī)動車縱向速度。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種控制裝置用于實(shí)施所述方法。
[0026]在所述控制裝置的一種擴(kuò)展方案中，所述裝置具有存儲器和處理器。在此，所述方法以計(jì)算機(jī)程序的形式存儲在存儲器中，并且當(dāng)計(jì)算機(jī)程序被從存儲器加載到處理器中時(shí)，處理器實(shí)施該方法。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼工具，以便當(dāng)在計(jì)算機(jī)或所述裝置之一上執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序時(shí)執(zhí)行所述方法的所有步驟。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括程序代碼，該程序代碼存儲在計(jì)算機(jī)可讀取的數(shù)據(jù)載體上，并且當(dāng)在數(shù)據(jù)處理裝置上執(zhí)行該程序代碼時(shí)，程序代碼執(zhí)行所述方法。[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，機(jī)動車包括所述控制裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]本發(fā)明的上述的性能、特征和優(yōu)點(diǎn)以及如何實(shí)現(xiàn)這些的方式和方法將結(jié)合下面參照附圖對示例性實(shí)施例的更加詳細(xì)的描述而變得清楚和更容易理解，其中:
[0031]圖1示出具有融合傳感器(Fusionssensor)的機(jī)動車的原理圖，以及
[0032]圖2示出根據(jù)圖1的融合傳感器的原理圖。
[0033]在附圖中，相同的技術(shù)元件具有相同的附圖標(biāo)記并且僅描述一次。
【具體實(shí)施方式】
[0034]根據(jù)圖1不出具有融合傳感器4的機(jī)動車2的原理圖。
[0035]在機(jī)動車2中，融合傳感器4在本實(shí)施方式中從機(jī)動車2的各車輪6上的輪胎壓力傳感器8接收輪胎壓力10，旨在基于此監(jiān)測輪胎壓力10。融合傳感器4接收該輪胎壓力10并且通過對于技術(shù)人員已知的方式對該輪胎壓力進(jìn)行監(jiān)測。
[0036]在本實(shí)施方式中，機(jī)動車2包括導(dǎo)航設(shè)備12，該導(dǎo)航設(shè)備可以顯示含有機(jī)動車2在地圖上的位置的地圖。為此，導(dǎo)航設(shè)備12從融合傳感器4接收位置數(shù)據(jù)14。
[0037]融合傳感器4基于通過GNSS天線18在GNSS接收器20上接收到的GNSS信號16產(chǎn)生該位置數(shù)據(jù)14。GNSS接收器20基于GNSS信號16輸出GNSS原始數(shù)據(jù)22，隨后該原始數(shù)據(jù)在融合傳感器4中被轉(zhuǎn)換為位置數(shù)據(jù)14。
[0038]盡管原始數(shù)據(jù)22足以產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)14，融合傳感器4通過還要被描述的方式設(shè)計(jì)成用于增加所能產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)14的信息量。這在一方面是必要的，因?yàn)镚NSS信號16可能具有非常高的信號/噪聲帶隙(Signal/Rauschbandabstand)并且因此可能是非常不準(zhǔn)確的。另一方面，GNSS信號16不總是可用的。
[0039]在本實(shí)施方式中，機(jī)動車2具有檢測機(jī)動車2的慣性傳感器數(shù)據(jù)26的慣性傳感器24。這些數(shù)據(jù)已知的是包括機(jī)動車2的縱向加速度、橫向加速度以及垂直加速度和側(cè)傾率、俯仰率以及橫擺率或者是這些變量的子集。在本實(shí)施方式中使用慣性傳感器數(shù)據(jù)26以增加位置數(shù)據(jù)22的信息量并且準(zhǔn)確說明在行車道26上的機(jī)動車2的位置。這樣被準(zhǔn)確說明的位置數(shù)據(jù)14隨后可以在GNSS信號16完全不可用時(shí)(例如在隧道中時(shí))由導(dǎo)航設(shè)備12本身使用。
[0040]為了進(jìn)一步增加位置數(shù)據(jù)14的信息量，在本實(shí)施方式中還使用車輪轉(zhuǎn)速28，該車輪轉(zhuǎn)速從機(jī)動車2的車輪6通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器30檢測。
[0041]根據(jù)圖2示出根據(jù)圖1的融合傳感器4的原理圖。
[0042]在融合傳感器4中接收已經(jīng)在圖1中說明的測量數(shù)據(jù)。融合傳感器4 一方面旨在輸出位置數(shù)據(jù)14，融合傳感器4另一方面旨在使用輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)32對機(jī)動車2的至少一個(gè)車輪6的輪胎壓力10根據(jù)其輪胎半徑34進(jìn)行監(jiān)測。在輪胎壓力10過低和進(jìn)而輪胎半徑34過低時(shí)，輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)32應(yīng)該發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號36。
[0043]對此的基本思想在于:把來自輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)32的信息和來自GNSS接收器20的GNSS原始數(shù)據(jù)22、來自慣性傳感器24的慣性傳感器數(shù)據(jù)26和來自車輪轉(zhuǎn)速傳感器30的車輪轉(zhuǎn)速28進(jìn)行比較，以及提高輪胎半徑34中和進(jìn)而來自輪胎壓力傳感器6的輪胎壓力10中的信號/噪聲帶隙。在本實(shí)施方式中，比較輪胎半徑以便提高測得的輪胎壓力10的信號/噪聲帶隙。然而這僅是示例性的。原則上，可以比較融合傳感器4中各個(gè)任意的與輪胎壓力10有關(guān)的變量，因此在機(jī)動車2中檢測有冗余的變量。這種可供選擇的冗余的變量可能是機(jī)動車2的縱向速度，該縱向速度可從輪胎壓力10通過已知的車輪轉(zhuǎn)速28導(dǎo)出。然而出于簡潔的原因不對該實(shí)施方式進(jìn)一步描述。
[0044]為了進(jìn)行比較，對于輪胎半徑34，由GNSS原始數(shù)據(jù)22、慣性傳感器數(shù)據(jù)26和車輪轉(zhuǎn)速28在模型38中計(jì)算出比較半徑40。模型38可以類似于融合傳感器4進(jìn)行構(gòu)造，并且可以通過類似方式將GNSS原始數(shù)據(jù)22、慣性傳感器數(shù)據(jù)26和車輪轉(zhuǎn)速28相對于彼此重新過濾，以便獲得可供使用的輸入數(shù)據(jù)用于計(jì)算比較半徑40，該輸入數(shù)據(jù)具有增加的信息量。因此模型38例如可以是融合傳感器，在其中基于慣性傳感器數(shù)據(jù)26由GNSS原始數(shù)據(jù)22過濾位置數(shù)據(jù)14。
[0045]比較本身在濾波器42中進(jìn)行，盡管濾波器可以任意地設(shè)計(jì)，然而卡爾曼濾波器可以最有效地實(shí)現(xiàn)這種比較且需要的計(jì)算資源相對較低。因此濾波器30在下文中優(yōu)選為卡爾曼濾波器30。
[0046]卡爾曼濾波器30基于輪胎半徑34和比較半徑40計(jì)算輪胎半徑34的誤差估計(jì)44和比較半徑40的誤差估計(jì)46。誤差估計(jì)在下文中應(yīng)該理解為信號中的總誤差，該總誤差由在檢測和傳輸信號時(shí)的不同的單個(gè)誤差組成。在GNSS信號22和進(jìn)而在位置數(shù)據(jù)14中的例子表明，相應(yīng)的誤差估計(jì)可能由衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘、剩余折射效應(yīng)的誤差以及GNSS接收器20中的誤差組成。信號的誤差估計(jì)可包括與信號的期望值的偏差和信號的方差。
[0047]輪胎半徑34的誤差估計(jì)44和比較半徑40的誤差估計(jì)46隨后被相應(yīng)地輸送到輪胎控制系統(tǒng)32和模型38，以用于修正輪胎半徑34或比較半徑40。也就是說，以迭代方式對輪胎半徑34和比較半徑40清除其誤差。
[0048]在本實(shí)施方式中可以通過類似于模型38的方式為融合傳感器4同樣疊加另一融合傳感器，該另一融合傳感器隨后輸出另一誤差估計(jì)48、例如位置信號14或報(bào)警信號36的誤差估計(jì)。該另一誤差估計(jì)48可被輸送給卡爾曼濾波器42，并且可以在產(chǎn)生誤差估計(jì)44、46時(shí)通過對于技術(shù)人員已知的方式在該濾波器中被加以考慮。
【權(quán)利要求】
1.一種用于過濾機(jī)動車(2)的輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的方法，包括: -檢測(10、22、26、28)機(jī)動車(2)的車輪(6)的與輪胎半徑有關(guān)的變量， -基于行駛動力學(xué)數(shù)據(jù)和/或全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(下面稱為GNSS信號)過濾(30)與輪胎半徑有關(guān)的變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于壓力信息(10)檢測與輪胎半徑有關(guān)的變量，所述壓力信息由固定在機(jī)動車(2 )的車輪上的壓力傳感器進(jìn)行檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，通過車輪(6)的車輪轉(zhuǎn)速(28)將壓力信息(10)換算成機(jī)動車(2)的縱向速度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述機(jī)動車(2)具有至少兩個(gè)車輪(6)，基于兩個(gè)車輪(6)的車輪轉(zhuǎn)速(28)和機(jī)動車縱向速度計(jì)算與輪胎半徑有關(guān)的變量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，包括: -基于慣性傳感器數(shù)據(jù)檢測機(jī)動車縱向速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，包括: -由GNSS信號檢測機(jī)動車的位置，和 -基于檢測到的機(jī)動車的位置檢測機(jī)動車縱向速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，包括: -基于GNSS信號的載波頻率檢測機(jī)動車縱向速度。
8.—種控制裝置(4)，其設(shè)計(jì)用于實(shí)施根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
9.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括程序代碼，該程序代碼存儲在計(jì)算機(jī)可讀取的數(shù)據(jù)載體上，并且當(dāng)在數(shù)據(jù)處理裝置上執(zhí)行該程序代碼時(shí)，該程序代碼執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法。
10.一種機(jī)動車(2)，包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置(4)。
【文檔編號】B60C23/06GK103781641SQ201280044257
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月12日
【發(fā)明者】S·甘特奈爾, K·林克, B·施密德, U·施特林 申請人:大陸-特韋斯貿(mào)易合伙股份公司及兩合公司