DE19937596A1

DE19937596A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Reifen

Info

Publication number: DE19937596A1
Application number: DE19937596A
Authority: DE
Inventors: Mathew Alan Boesch
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2000-03-02
Also published as: GB2340648B; US6118369A; GB2340648A; GB9919033D0

Abstract

Bei einer Diagnosevorrichtung für einen Reifen und einem Verfahren zur Bestimmung eines Zustandes zu geringer Luftfüllung in einem Luftdruckreifen eines Kraftfahrzeuges ist eine Abschätzung des unvermeidlichen Druckverlustes des Reifens vorgesehen. Die Abschätzung erfolgt auf der Basis einer Kombination der Zeit seit dem letzten Einstellen des Reifendruckes auf einen nominalen Wert und einer Betriebsbedingung des Fahrzeuges. Die Abschätzung kann beispielsweise auf einer Kombination dieser Zeit und der vom Fahrzeug seit dem letzten Einstellen auf einen nominalen Wert zurückgelegten Distanz basieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose des Reifendrucks in Kraftfahrzeu gen.

In der Literatur sind verschiedene Erkennungssysteme für un zureichend aufgefüllte ("platte") Reifen beschrieben, darun ter auch solche, welche den Reifendruck und die Profilhöhe überwachen. Es sind auch Systeme bekannt, welche mit Hilfe einer Berechnung des effektiven Rollradius bestimmen, ob sich der Radius eines der Räder verändert. Das diesen Syste men zugrundeliegende Prinzip beruht auf dem Umstand, daß ein plattes Rad oder ein Rad mit zu geringem Reifendruck einen zunehmend kleineren effektiven Rollradius im Vergleich zu einem nominal aufgepumpten Reifen hat. Häufig werden Radweg streckensensoren zur Messung der Winkelveränderung jedes Ra des eingesetzt. Jede dieser Messungen steht in Beziehung zum effektiven Rollradius. In diesem Zusammenhang bedeutet ef fektiver Rollradius die wahre Fahrzeuggeschwindigkeit am Mittelpunkt des Rades dividiert durch die Winkelgeschwindig keit bzw. die vom Mittelpunkt des Rades zurückgelegte wahre Vorwärtswegstrecke dividiert durch die über diese Distanz gemessene Winkelveränderung.

Aus US 57 21 528 ist ein Warnsystem für niedrigen Reifen druck bekannt, bei dem Sensoren für die Radgeschwindigkeit eingesetzt werden. Bei diesem System wird die Geschwindig keit bzw. die Vorwärtswegstrecke des Fahrzeuges auf der Grundlage eines berechneten Mittelwertes aller Radgeschwin digkeiten bzw. Vorwärtswegstrecken geschätzt. Das Verfahren beruht auf der Annahme, daß wahrscheinlich nicht alle Reifen in einem Zustand geringen Druckes sind, so daß wenigstens einige der Reifen für eine Abschätzung der Fahrzeuggeschwin digkeit bzw. Vorwärtsstrecke eingesetzt werden können. Wenn jedoch alle Reifen unter einem gleichermaßen geringen Druck stehen, kann kein Zustand geringen Reifendruckes detektiert werden. Ferner ist es möglich, daß der jeweilige Reifen mit zu geringem Druck nicht zuverlässig identifiziert werden kann.

Um den Fall auszuschließen, daß alle Reifen gleichmäßig we nig Luft haben, erfolgt eine periodische Warnung hinsicht lich der Möglichkeit, daß alle Reifen wenig Luft haben könn ten. Ein Verfahren besteht dabei in der Messung der Zeit dauer, welche üblicherweise einem unvermeidbaren Druckver lust des Reifens aufgrund natürlicher Faktoren entspricht. Beispielsweise hat ein Reifen im allgemeinen keine perfekte Abdichtung. Nach einer bestimmten Zeitdauer wird daher der Reifen einen bestimmten Druckverlust erfahren haben. Ein Sy stem der genannten Art ist aus US 56 91 694 bekannt.

Die vorstehend beschriebene Vorgehensweise weist indes eini ge Nachteile auf. So wird beispielsweise die Korrelation zwischen der verstrichenen Zeitdauer und dem Druckverlust durch verschiedene Faktoren wie z. B. Temperatur, Atmosphä rendruck, Fahrzeugbeladung, Reisedistanz und verschiedene andere Bedingungen beeinflußt. Insbesondere die Reisedistanz hat einen signifikanten Einfluß auf den unvermeidlichen Druckverlust des Reifens. Aus diesen Gründen erhält man zwi schen der verstrichenen Zeitdauer und dem Druckverlust eine schlechte Korrelation, wenn nicht andere Betriebsbedingungen des Fahrzeuges mit berücksichtigt werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Fahrer warnend auf das Erfordernis hinzuweisen, die Reifen aufgrund unvermeidbarer Druckverluste wieder aufzufüllen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Diagnose der Rei fen von Kraftfahrzeugen gelöst, wobei das Fahrzeug eine Mehrzahl von Rädern aufweist und jedes Rad einen Luftdruck reifen enthält. Das Verfahren umfaßt die Schritte einer Mes sung einer Zeitdauer, die mit dem Einstellen des Reifendruc kes auf einen nominalen Wert beginnt, einer Messung einer Betriebsbedingung des Fahrzeuges und einer Schätzung des Druckverlustes des Reifens auf der Basis der genannten Zeit dauer und der genannten Betriebsbedingung des Fahrzeuges.

Durch Verwendung sowohl der verstrichenen Zeitdauer als auch der Betriebsbedingungen des Fahrzeuges ist es möglich, eine sehr viel robustere Schätzung des unvermeidlichen Druckver lustes von Luftdruckreifen zu erhalten. Ein über einen Zeit raum von sechs Monaten geparktes Fahrzeug kann beispielswei se den gleichen Druckverlust erleiden wie ein Fahrzeug, wel ches in zwei Monaten 19.000 km gefahren wurde.

Besondere Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in der Schaffung eines verläßlicheren und genauer arbeitenden Warn systems für einen zu geringen Reifendruck.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispiel haft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm der Gesamtarchitektur der Hardware für ein erfindungsgemäßes Reifendruck-Warnsystem;

Fig. 2 eine abstrakte Darstellung des wesentlichen Daten flusses in einem Reifendruck-Warnprozessor;

Fig. 3A und Fig. 3B ein detailliertes Flußdiagramm einer bevorzugten Ausgestaltung des Algorithmus, welcher in einem Reifendruck-Warnprozessor verwendet wird;

Fig. 4 ein detailliertes Flußdiagramm des in Fig. 3B dar gestellten Schrittes der Bestimmung der Zuverläs sigkeit geringen Reifendruckes;

Fig. 5 ein detailliertes Flußdiagramm der Berechnung des unvermeidlichen Druckverlustes;

Fig. 6 ein detailliertes Flußdiagramm zu den in Fig. 5 verwendeten Informationen.

In Fig. 1 ist ein typischer Hardware-Aufbau dargestellt. Das rechte und linke Vorderrad sowie das rechte und linke Hin terrad sind hierbei mit den Ziffern 12 und 14 bzw. 16 und 18 gekennzeichnet. Die Drehung dieser Räder wird von entspre chenden Winkelveränderungssensoren 22, 24, 26 und 28 erfaßt. Jeder Sensor gibt ein Signal variabler Frequenz ab, welche direkt mit der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Rades und der Anzahl der Zähne (typischerweise 50) auf dem Sensor verknüpft ist. Diese Rotationssignale werden dann einem Rei fendruck-Warnprozessor 100 zugeführt. Der Prozessor 100 führt wiederholt einen die Rotationssignale der Räder aus wertenden Algorithmus aus und stellt ein Signal zur Verfü gung, welches bei Detektion eines Reifens mit einem zu ge ringen Druck eine Reifendruck-Warnanzeige 30 zur Alarmierung des Fahrers aktiviert. Ebenfalls dargestellt ist ein War nung-Rücksetzschalter 40, mit welchem nach Behandlung des Problems des zu geringen Reifendruckes die Warnanzeige de aktiviert werden kann.

Fig. 2 stellt eine Funktionsbeschreibung des Algorithmus auf einem abstraktem Niveau dar, welcher in dem Reifendruck- Warnprozessor 100 von Fig. 1 ausgeführt wird, und zeigt den wesentlichen Datenfluß dieses Algorithmus.

Die in Schritt 101 eingegebenen Radgeschwindigkeits-Impulse werden an einen Prozeß "Radimpulse verarbeiten" 102 weiter gegeben. Die Nulldurchgänge dieser Impulse werden über ver hältnismäßig kurze Beobachtungsdauern abgetastet, um Ge schwindigkeitsabtastwerte für jedes Rad abzuleiten. Diese Geschwindigkeitswerte werden dann über eine verhältnismäßig längere vorbestimmte Abtastdauer gefiltert, um Schätzungen der individuellen Radgeschwindigkeiten zu erhalten. Die ge schätzten Radgeschwindigkeiten werden weiter gefiltert, um Schätzungen der individuellen longitudinalen Beschleunigun gen der Räder sowie der lateralen Beschleunigungen der Paare der Fronträder und der Hinterräder zu erhalten.

Die Geschwindigkeitswerte und Beschleunigungen werden in ei nem Schritt "Datenqualität prüfen" 104 mit vorherbestimmten Werteniveaus verglichen, um zu entscheiden, ob sie für eine weitere Verarbeitung akzeptabel sind. In Schritt 104 wird entschieden, ob die Betriebsbedingungen des Fahrzeuges für das System geeignet sind, die Geschwindigkeits- und Be schleunigungswerte zu akzeptieren. Wenn diese akzeptiert werden, gibt ein "Daten in Ordnung"-Signal den Prozeß "Ver satz der Räder akkumulieren" 106 frei. Nach der Freigabe nimmt der Prozeß 106 Geschwindigkeitswerte für jedes Rad entgegen, bestimmt die Werte des Versatzes und akkumuliert die Werte des Radversatzes bis festgestellt wird, daß von einem der Räder eine vorgegebene Distanz zurückgelegt worden ist. Nach Sammlung zuverlässiger Radgeschwindigkeitsdaten über eine vorgegebene Distanz werden die Werte der gesamten Radversätze jeweils an einen Prozeß "Maßstab für geringen Reifendruck" 108 weitergeleitet, und die in dem Prozeß 106 verwendeten Integratoren (Akkumulatoren) werden auf Null ge setzt (nicht dargestellt).

Für den Prozeß "Maßstab für geringen Reifendruck" 108 wird ein besonderer Algorithmus verwendet, bei dem die Differenz zwischen dem akkumulierten Versatz der Hinterräder dividiert durch deren mittleren Versatz von der Differenz des akkumu lierten Versatzes der Vorderräder dividiert durch deren mittleren Versatz subtrahiert wird. Diese Verarbeitung der individuellen Versätze der Räder stellt fest, ob ein Zustand geringen Reifendruckes für einen Reifen vorliegt. Der be rechnete Maßstab wird dann mit einem vorherbestimmten Basis maßstab verglichen, um den absoluten Wert eines kalibrierten Maßstabes zu bestimmen. Der absolute Wert des kalibrierten Maßstabes wird anschließend in Prozeß 110 "Verläßlichkeits filter für Reifendruckwarnung" verarbeitet.

In dem Prozeß 110 wird der absolute Wert des kalibrierten Maßstabes mit einem vorherbestimmten Schwellenwert vergli chen, welcher durch einen Bereich akzeptabler Werte in glei chem Abstand oberhalb und unterhalb des Basiswertes festge legt ist. Dieses Vorgehen beruht auf der Annahme, daß der Maßstab hinreichend von dem eingeführten Basismaßstab abwei chen muß, um zu bestätigen, daß der Wert des Maßstabes in der Tat einen Zustand niedrigen Reifendruckes indiziert. Wenn der kalibrierte Maßstab den vorherbestimmten Schwell wert überschreitet, wird ein Zustand geringen Druckes fest gestellt. Solche Ereignisse werden dann akkumuliert, bis ei ne hinreichende Anzahl vorliegt, die eine ausreichende Zu verlässigkeit dafür gewährt, daß ein Zustand geringen Rei fendruckes konsistent detektiert worden ist und in dem Pro zeß 112 eine Warnung zu geben ist.

In dem Schritt 112 weist eine Warnanzeige den Fahrer darauf hin, die Reifen zu prüfen. Nach einer Überprüfung der Reifen sollte der Reifenzustand, welcher die Warnung hervorgerufen hat (z. B. geringer Druck), beseitigt sein. Danach ist das System vom Fahrer oder einem Servicetechniker zurückzuset zen, wonach der Basiswert in Hinblick auf einen Filterungs prozeß auf den neuesten Stand gebracht wird, welcher den Maßstab von für den Fahrer akzeptablen Reifenluftdrucken re flektiert.

Obwohl der sensorische Maßstabsprozeß aus Fig. 2 in Hinblick auf die Erfassung eines einzigen Reifens geringen Druckes beschrieben wurde, ist er ebenso zur Erfassung von zwei dia gonalen Reifen geringen Druckes, einer beliebigen Kombinati on von drei Reifen geringen Druckes und einer beliebigen Kombination von zwei Reifen geringen Druckes, solange letz tere nicht mit der exakt gleichen Rate Druck verlieren, ge eignet. Je höher in diesen Fällen der absolute Wert des Maß stabs ist, um so wahrscheinlicher ist, daß ein Reifen mit geringem Druck vorliegt.

Fig. 3A und 3B stellen Teile eines Flußdiagramms mit einer detaillierteren Beschreibung des in dem Reifendruck- Warnprozessor 100 aus Fig. 1 ausgeführten und in der obigen Beschreibung von Fig. 2 zusammengefaßten Prozesses dar. Zur Verarbeitung der einzelnen Radrotationssignale von den Dreh winkelsensoren 22, 24, 26 und 28 aus Fig. 1 kann eine her kömmliche Zähler-/Zeitgeber-Verarbeitungseinheit (nicht dar gestellt) verwendet werden, von der die Signale über eine verhältnismäßig kurze Zeitdauer gesammelt werden. Die Rota tionen werden über übliche ABS-Sensoren mit "Tonringen" ("tone rings") erfaßt, welche typischerweise 100 Signalüber gänge pro Radumdrehung emittieren. Im vorliegenden Falle wurde eine verhältnismäßig kurze Zeitperiode von 7 ms ausge wählt. Eine derartige Verarbeitungseinheit erzeugt für jedes Rad ein Signal der akkumulierten Nulldurchgänge sowie ein der verstrichenen Zeit entsprechendes Signal. Diese Informa tion wird wiederum ungefähr alle 7 ms von dem Prozeß nach Fig. 3A gesammelt.

Nach dem Start 200 wird eine verhältnismäßig kurze Zeitperi ode von 7 ms in der Schleife 210 verbracht, in welcher akku mulierte Rotations-Nulldurchgänge erfaßt und in Schritt 220 ungefilterte Werte der Radgeschwindigkeit in einer üblichen Weise erzeugt werden.

Die vier ungefilterten Werte der Radgeschwindigkeit werden dann alle 7 ms in Schritt 230 verarbeitet, wobei eine digi tale Tiefpaßfilterung und eine Skalierung gemäß folgender Gleichungen verwendet wird:

V_k = α (V_k-1) + (1 - α) (µ_k),

wobei
V_k der gefilterte Geschwindigkeitswert der letzten k Meßwerte (im vorliegenden Falle sieben Abtastungen während jeder Meßwerterfassung von 49 ms) ist;
α eine Konstante mit einem Wert kleiner als 1 ist;
V_k-1 der gefilterte Geschwindigkeitswert der Meßwerterfassung unmittelbar vor der aktuellen Meßwerterfassung ist; und
µ_k die gemessene Winkeldrehungsrate für die letzten 7 ms der Meßwerterfassung ist.

Durch diese Filtermethode werden geglättete Werte für jedes Rad erzeugt, welche als gefilterte Werte der Radgeschwindig keit V_w für jedes Rad bezeichnet werden (d. h. V_wfl ist die für das vordere linke Rad berechnete gefilterte Radgeschwindig keit; V_wfr betrifft das vordere rechte Rad; V_wrl das linke Hin terrad; V_wrr das rechte Hinterrad).

Alle 7 ms wird in Schritt 240 eine Hochpaßfilterung durchge führt, um vier longitudinale Radbeschleunigungssignale A_lng gemäß den folgenden Gleichungen zu erzeugen:

A_{lng k} = δ (A_{lng k-1}) + β [V_k - V_k-1],

wobei
δ eine Konstante < 1 ist;
β eine Konstante ist;
V_k die zuletzt berechnete gefilterte Geschwindigkeit ist;
V_k-1 die berechnete gefilterte Geschwindigkeit für die Meßwerterfassung unmittelbar vor der letzten Meßwerterfas sung ist; und
A_{lng k-1} der Wert der longitudinalen Beschleunigung für die Meßwerterfassung unmittelbar vor der letzten Meßwerterfas sung ist.

Die Schritte 220, 230 und 240 werden solange wiederholt, bis in Schritt 250 der Ablauf von 49 ms festgestellt wird. Wenn diese vorgegebene Meßwerterfassungsdauer abgelaufen ist, werden in Schritt 260 die gefilterten Geschwindigkeiten so wie die Werte der longitudinalen Beschleunigung für jedes Rad als Werte V_w und A_lng für jedes der vier Räder angefragt.

In Schritt 270 wird für das Paar der Vorderräder ein Wert der vorderen lateralen Beschleunigung A_latf erzeugt. In Schritt 280 wird für das Paar der Hinterräder ein Wert A_latr für die hintere laterale Beschleunigung erzeugt. Für jedes Paar von Rädern werden die entsprechenden Schritte 270 und 280 unter Verwendung einer Filtertechnik gemäß folgender Gleichungen ausgeführt:

A_latf = κ (V_wfl - V_wfr) (V_wfl + V_wfr) und
A_latr = κ (V_wrl - V_wrr) (V_wrl + V_wrr),

wobei κ eine Konstante ist und V_wfl, V_wfr, V_wrl und V_wrr die oben beschriebenen Größen sind.

Nach Erzeugung der Werte der lateralen Beschleunigung werden in den Schritten 290 bis 330 alle Geschwindigkeits- und Be schleunigungswerte zur Bestimmung der Datenqualität verar beitet (vgl. Fig. 3B).

In Schritt 290 wird jeder erfaßte Geschwindigkeitswert V_wfl, V_wfr, V_wrl und V_wrr mit einem vorgegebenen minimalen akzeptablen Geschwindigkeitswert V_min verglichen, um zu bestimmen, ob die erfaßte Geschwindigkeit auf einem akzeptablen Niveau liegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein V_min von etwa 8 km/h (5 mph) gewählt. Falls einer der Geschwindigkeitswer te unter dem minimalen akzeptablen Geschwindigkeitswert liegt, werden die Daten verworfen und ihre weitere Verarbei tung gesperrt. Wenn jedoch alle vier erfaßten Geschwindig keitswerte höher als der minimal akzeptable Wert sind, dann werden die Werte in Schritt 310 mit einem vorgegebenen maxi malen akzeptablen Geschwindigkeitswert V_max verglichen. In der vorliegenden Ausführungsform wird als V_max etwa 161 km/h (100 mph) gewählt. Wenn irgendeine der Geschwindigkeiten größer als der maximale akzeptable Geschwindigkeitswert ist, dann werden die Daten als unverläßlich verworfen und die weitere Verarbeitung wird verhindert.

In Schritt 320 werden alle vier longitudinalen Beschleuni gungen A_lng mit einer vorgegebenen maximalen akzeptablen lon gitudinalen Beschleunigung A_lngmax verglichen. Wenn eine der longitudinalen Beschleunigungen A_lng größer als der vorgegebe ne maximale akzeptable Wert der longitudinalen Beschleuni gung A_lngmax ist, wird die weitere Verarbeitung der Daten ver hindert. Hierdurch wird eine weitere Verarbeitung nur dann zugelassen, wenn bei keinem der Räder eine übermäßige longi tudinale Beschleunigung festgestellt wird, welche durch Bremsen, Rutschen oder eine plötzliche Wirkung von Drehmo ment am Rad erzeugt werden kann.

Wenn die Daten der longitudinalen Beschleunigung akzeptabel sind, wird der kleinste Wert der in den Schritten 270 und 280 erzeugten lateralen Beschleunigungen A_lat mit einem vorbe stimmten Wert der maximalen akzeptablen lateralen Beschleu nigung A_latmax verglichen. Der kleinere Wert von A_lat wird für den Vergleich ausgewählt, da das Vorliegen eines Reifens mit geringem Druck dazu führt, daß einer der beiden Werte von A_lat höher als der andere ist. Um daher sicherzustellen, daß auf einen geringen Reifendruck hinweisende Daten weiterverarbei tet werden, ist es empfehlenswert, beide Werte von A_lat zu va lidieren.

Nachdem die Daten validiert sind, wird der abgeschätzte ak kumulierte Versatz θ für jedes Rad mit einem vorgegebenen Wert θ_p für den Versatz verglichen. Wenn eines der Räder den akkumulierten Versatz θ_p überschreitet, wird in Schritt 360 eine Maßstabsberechnung durchgeführt. Wenn jedoch für alle Räder der Wert des akkumulierten Versatzes kleiner als θ_p ist, wird für jedes Rad in Schritt 350 der Wert θ auf den neuesten Stand gebracht, und es werden weitere Daten gesam melt. Die Werte des Versatzes werden in Schritt 350 gemäß der folgenden Gleichung aktualisiert:

θ = ∫V_wdt für jedes Rad.

In Schritt 360 wird der Maßstab "U" gemäß den folgenden Gleichungen berechnet:

wobei
θ_fl der Wert des akkumulierten Versatzes des linken Vorderra des ist,
θ_fr der Wert des akkumulierten Versatzes des rechten Vorder rades ist,
der Mittelwert von θ_fl und θ_fr ist,
θ_rl der Wert des akkumulierten Versatzes des linken Hinterra des ist,
θ_rr der Wert des akkumulierten Versatzes des rechten Hinter rades ist, und
der Mittelwert von θ_rl und θ_rr ist.

In dem Maßstab U ist eine Differenz zwischen den Versatzwer ten der Radpaare eine direkte Widerspiegelung der Differenz zwischen effektiven Rollradien dieser Räder und kann darauf zurückgeführt werden, daß ein Reifen sich aufgrund eines Luftdruckverlustes verändert hat. Der Maßstab ist so ge wählt, daß ein durch einen Reifen mit geringem Druck verur sachter Effekt hervorgehoben wird, indem die Unterschiede in dem Versatz in jedem Radpaar - vorne und hinten - verglichen werden. Wenn der Unterschied in den effektiven Rollradien unverändert bleibt, dann bleibt der berechnete Maßstab klein und ohne Signifikanz.

Nach Berechnung des Maßstabs U werden in Schritt 370 die Ak kumulatoren des Versatzes auf Null zurückgesetzt.

In Schritt 380 wird durch den Prozeß geprüft, ob ein Rück setzsignal erhalten wurde. Wie oben erläutert, würde ein solches Signal nach einer Wartung zur Korrektur eines zuvor entdeckten Zustandes geringen Reifendruckes ausgelöst. Dar über hinaus kann das Rücksetzsignal als Teil einer regelmä ßigen Wartungsroutine ausgelöst werden, bei der die Reifen rotiert werden, Reifen ersetzt werden oder ein Luftverlust ausgeglichen wird. Wenn ein solches Rücksetzsignal in Schritt 380 detektiert wird, wird eine Reifenwarnung- Rücksetzroutine 390 ausgeführt, um den Basis-Maßstab U₀ für zukünftige Maßstabmessungen zu aktualisieren.

Die Routine 390 zum Zurücksetzen der Reifenwarnung aktuali siert den Basismaßstab U₀ dann, wenn der Zustand des Reifen druckes von dem Fahrer oder einem Reifenmechaniker für ak zeptabel gehalten wird. Ein Zurücksetzen wird durch Aktivie rung des Warnung-Rücksetzschalters 40 gemäß Fig. 1 angefor dert. Obwohl der Basismaßstab U₀ nicht sofort aktualisiert wird, unterdrückt der Prozessor 100 die Reifendruck- Warnanzeige 30 sofort.

Der Basismaßstab U₀ basiert auf einem Mittelwert des Reifen druck-Warnmaßstabes U. Dabei kann die Mittelwertbildung ins besondere mit einer der folgenden Methoden erfolgen: Bildung eines Stapelmittelwerts für eine ausgewählte feste Anzahl von Aktualisierungen des Maßstabes U; Bildung eines tiefpaß gefilterten Wertes von Aktualisierungen des Maßstabes U über ein gewähltes festes Zeitintervall; oder Bildung eines Tief paß-gefilterten Wertes von Aktualisierungen des Maßstabes U über ein selbstadaptierendes Zeitintervall, wobei die Inter vallperiode automatisch angepaßt wird, bis ein Kriterium für die maximal akzeptable Varianz von U₀ erfüllt wird.

Die Parameter des gewählten Verfahrens zur Mittelwertbildung werden für das speziell vorliegende Fahrzeug und die Reifen kombination feinabgestimmt.

In Schritt 400 wird der berechnete Maßstab U mit dem vorbe stimmten Basismaßstab U₀ verglichen, um den absoluten Wert der Differenz zu erhalten. Dieser Wert wird als kalibrierter Maßstab |U_cal| bezeichnet. Der kalibrierte Maßstab wird dann in einer in Fig. 4 gezeigten Routine zur Überprüfung der Verläßlichkeit der Reifendruckwarnung weiterverarbeitet. Wenn in der Routine 410 das Verläßlichkeitsniveau als hin reichend hoch bestimmt wird, wird in Schritt 420 die Reifen druckwarnung aktiviert.

In Fig. 4 ist die Routine dargestellt, mit der bestimmt wird, ob der kalibrierte Maßstab |U_cal| anzeigt, daß ein Zu stand geringen Reifendruckes festgestellt wurde. Ferner soll die Routine gewährleisten, daß, wenn eine hinreichende An zahl solcher Feststellungen aufgetreten sind, tatsächlich ein Zustand geringen Reifendruckes vorliegt.

In der Routine 410 wird eine Akkumulation hinreichend hoher Werte von |U_cal| durchgeführt und durch einen Verläßlichkeits faktor F₀ repräsentiert. In Schritt 411 wird F₀ gelesen. In Schritt 412 wird der kalibrierte Maßstab |U_cal| mit einem vor gegebenen kalibrierten Schwellwert des Maßstabes U_thresh ver glichen. Wenn dieser Vergleich in Schritt 412 ergibt, daß |U_cal| den Wert U_thresh übersteigt, wird in Schritt 415 ein ak tualisierter Verläßlichkeitsfaktor F_n berechnet, indem der in Schritt 411 eingelesene Verläßlichkeitsfaktor F₀ um einen vorgegebenen Steigerungsbetrag M erhöht wird. Im vorliegen den Falle ist M ganzzahlig; M kann aber ebenso eine Konstan te oder eine auf vom Anwender der Erfindung festgelegten Be dingungen basierende Variable sein. Nach Schritt 415 wird der aktualisierte Wert des Verläßlichkeitsfaktors F_n in Schritt 417 in den Verläßlichkeitsfaktor F₀ übernommen.

In Schritt 416 wird ein aktualisierter Verläßlichkeitswert F bestimmt, indem der Verläßlichkeitswert F₀ um einen vorgege benen Verringerungsbetrag D verringert wird, wenn in Schritt 412 festgestellt wurde, daß der kalibrierte Maßstab |U_cal| un ter dem Schwellwert U_thresh für den kalibrierten Maßstab liegt. In diesem Falle ist D ganzzahlig, kann aber auch eine Kon stante oder eine auf vom Anwender der Erfindung festgelegten Bedingungen basierende Variable sein. In dieser Ausgestal tung bedeutet der Einsatz eines Verringerungsschrittes zum Ausgleich des Erhöhungsschrittes, daß der Aufbau eines Ver läßlichkeitsfaktors bis zu einer vorgegebenen Schwelle län ger dauern kann, daß jedoch die Verläßlichkeit der Bestim mung eines Zustandes geringen Reifendruckes größer und die Abgabe falscher Warnungen weniger wahrscheinlich wird.

Als Alternative zu dem Herunterzählen des Verläßlichkeits faktors F_n in Schritt 416 kann dieser Schritt zugunsten des alleinigen Schrittes 415 eliminiert werden. Wenn der Fak tor M sorgfältig bestimmt wird, kann das geeignete Verläß lichkeitsniveau erreicht werden.

In Schritt 418 wird der Verläßlichkeitsfaktor F₀ aus Schritt 417 mit einem vorgegebenen Verläßlichkeitsschwellwert ver glichen, um festzustellen, ob das System ausreichend Verläß lichkeit hat, um an den Fahrzeugführer eine Warnung abzuge ben, daß ein Zustand geringen Reifendruckes vorliegt und daß zur Korrektur dieses Zustandes eine Wartung durchgeführt werden sollte.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 werden im folgenden die erfindungsgemäßen Routinen zur Bestimmung des unvermeid lichen Druckverlustes der Reifen beschrieben. Aufgrund von Unzulänglichkeiten in der Reifenabdichtung sowie im Ventil und von verschiedenen anderen Lecken verlieren die Reifen unvermeidlich an Druck. Dieser unvermeidliche Druckverlust kann von verschiedenen Umweltbedingungen, Betriebsbedingun gen des Fahrzeuges und von der vergangenen Zeit abhängen. Zu den Umweltfaktoren können der Umgebungsdruck, die Umgebungs temperatur, die Umgebungsluftfeuchtigkeit und andere dem Fachmann bekannte Faktoren gehören, welche den unvermeidli chen Druckverlust eines Luftdruckreifens beeinflussen. Zu den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs können die zurückge legte Distanz, die Fahrzeuggeschwindigkeit oder andere dem Fachmann bekannte Betriebsbedingungen des Fahrzeuges gehö ren, welche den unvermeidlichen Druckverlust eines Luft druckreifens beeinflussen.

Wie in Fig. 5 dargestellt, wird erfindungsgemäß in Schritt 502 der aktuelle geschätzte Druckverlustfaktor A_k berechnet auf der Basis des vorhergehenden berechneten Druckverlust faktors A_k-1, der inkrementellen Zeit ΔT, in der das Auto nicht gefahren ist, multipliziert mit dem Faktor K, und der inkrementellen Distanz ΔQ, welche das Auto zurückgelegt hat.

Alternativ kann auch ΔQ mit einem Faktor K multipliziert werden.

In Schritt 504 wird dann festgestellt, ob der aktuelle be rechnete Druckverlustfaktor A_k größer als ein vorgegebener Schwellwert B ist. Wenn A_k größer als B ist, wird die Routine in Schritt 506 fortgesetzt und aktiviert die Reifendruck warnanzeige 30.

Mit Bezug auf Fig. 6 werden nun die Routinen zur Aktualisie rung der inkrementellen Zeit ΔT, in welcher das Auto nicht gefahren wurde, und der inkrementellen Distanz ΔQ, welche das Auto zurückgelegt hat, beschrieben. Wenn das Fahrzeug nicht in Bewegung ist, z. B. wenn das Auto geparkt ist, wird in Schritt 602 die inkrementelle Zeit ΔT, in der das Auto nicht gefahren ist, mit der Zeit seit dem letzten Aktuali sieren (Schritt 604) auf den neuesten Stand gebracht. In Schritt 605 wird dann die vom Auto zurückgelegte inkremen telle Distanz ΔQ auf Null gesetzt. Im anderen Falle wird in Schritt 606 die inkrementelle vom Auto zurückgelegte Di stanz ΔQ mit der Distanz seit der letzten Aktualisierung auf den neuesten Stand gebracht. In Schritt 608 wird die inkre mentelle Zeit ΔT, in der das Fahrzeug nicht gefahren ist, auf Null gesetzt. Die Routine wird dann mit Schritt 610 fortgesetzt, in welchem festgestellt wird, ob ein Rücksetz signal erhalten wurde. Wenn ein Rücksetzsignal erhalten wur de, fährt die Routine mit Schritt 612 fort, in welcher der zuvor bestimmte Druckverlustfaktor A_k-1 auf Null gesetzt wird.

Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen alternativen Ausgestaltungen umgesetzt werden. So wurde bei dem vorste hend beschriebenen Ausführungsbeispiel speziell auf die zu rückgelegte Distanz Bezug genommen, um die Abschätzung des unvermeidlichen Druckverlustes zu aktualisieren. Der Fach mann kann indes verschiedene andere Betriebsbedingungen des Fahrzeuges verwenden, um den unvermeidlichen Druckverlust eines Reifens abzuschätzen, z. B. die Fahrzeuggeschwindig keit, das Drehmoment der Räder, die Reifentemperatur oder andere Betriebsbedingungen des Fahrzeuges, welche nach Wis sen des Fachmannes den Druckverlust der Reifen beeinflussen. Ebenso können Umweltbedingungen zur Abschätzung des Reifen druckverlustes verwendet werden, z. B. die Umgebungstempera tur, der Umgebungsdruck oder andere Umgebungsbedingungen, welche nach Wissen des Fachmannes den Reifendruckverlust be einflussen. Dementsprechend werden Umgebungstemperatur, Um gebungsdruck oder andere entsprechende Parameter oder eine Kombination derselben im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als "umgebungsbezogene Parameter" bezeichnet. Au ßerdem kann die Geschwindigkeit der Räder durch den Radver satz ersetzt werden, um einen nicht ordnungsgemäß aufgepump ten Reifen zu erkennen. Entsprechend werden in diesem Zusam menhang die Geschwindigkeit, der Versatz, die Beschleunigung oder eine Kombination hiervon als "streckenbezogene Parame ter" bezeichnet.

Claims

1. Diagnoseverfahren für die Reifen eines Kraftfahrzeuges, wobei das Kraftfahrzeug Räder (12, 14, 16, 18) mit ei nem Luftdruckreifen aufweist, mit folgenden Schritten:

1. Messung der Zeitdauer seit dem Einstellen des Rei fendruckes auf einen nominalen Wert,
2. Messung einer Betriebsbedingung des Fahrzeuges, und
3. Abschätzung des Druckverlustes des Reifens auf der Basis der genannten Zeitdauer und der Betriebs bedingung des Fahrzeuges.

2. Diagnoseverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Warnsignal (30, 112, 420) erzeugt wird, wenn der abgeschätzte Druckverlust größer als ein erster vorgegebener Wert ist.

3. Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsbedingung des Fahrzeuges ein streckenbezogener Parameter ist.

4. Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsbedingung des Fahrzeuges die vom Fahrzeug seit Einstellen des Reifen druckes auf den genannten nominalen Wert zurückgelegte Distanz ist.

5. Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschätzung des Druck verlustes die Schritte der Messung eines umgebungsbezo genen Parameters und der Modifikation des genannten ge schätzten Druckverlustes auf der Basis des umgebungsbe zogenen Parameters aufweist.

6. Diagnoseverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der umgebungsbezogene Para meter die Umgebungstemperatur umfaßt.

7. Diagnoseverfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschätzung des Druck verlustes des Reifens auf der vom Fahrzeug zurückgeleg ten Distanz und der Zeitdauer additiv basiert.

8. Diagnoseverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschätzung des Druck verlustes des Reifens auf einer Addition (502) der vom Fahrzeug zurückgelegten Distanz und einem zweiten vor gegebenen, mit der Zeitdauer multiplizierten Faktor ba siert.

9. Diagnosevorrichtung für die Reifen eines Kraftfahrzeu ges, wobei das Kraftfahrzeug Räder (12, 14, 16, 18) mit einem Luftdruckreifen aufweist, mit

1. einem Sensor (22, 24, 26, 28) zur Messung einer Betriebsbedingung des Fahrzeuges,
2. einer Anzeige (30) zur Warnung des Fahrers, daß möglicherweise ein Zustand geringen Reifendruckes vorliegt, und
3. einem Regler (100), welcher die Zeitdauer seit Einstellen des Reifendruckes auf einen nominalen Wert mißt, vom Sensor eine Betriebsbedingung des Fahrzeuges liest, den Druckverlust des Reifens auf der Basis der Zeitdauer und der Betriebsbedingung des Fahrzeuges abschätzt und ein Warnsignal an die Anzeige (30) sendet, wenn der abgeschätzte Druck verlust größer als ein erster vorbestimmter Wert ist.

10. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Rücksetzschal ter (40) zur Deaktivierung der Anzeige (30) nach Ein stellen des Reifendruckes auf einen nominalen Wert auf weist.

11. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsbedingung des Fahrzeuges die seit Einstellen des Reifendruckes auf den nominalen Wert zurückgelegte Distanz ist.

12. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (100) den Druck verlust des Reifens auf der Basis einer Addition (502) der Zeitdauer und eines zweiten vorgegebenen Faktors, welcher mit der Betriebsbedingung des Fahrzeuges multi pliziert wird, abschätzt.

13. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsbedingung des Fahrzeuges die vom Fahrzeug seit dem letzten Einstellen des Reifendruckes auf den nominalen Wert zurückgelegte Distanz (ΔQ) ist.