DE4409816C2

DE4409816C2 - System zur Berechnung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und diese verwendendes System zum Überwachen eines Reifenzustands

Info

Publication number: DE4409816C2
Application number: DE4409816A
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Naito; Masahiko Kamiya; Takeyasu Taguchi; Kenji Fujiwara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2014-03-23
Also published as: US5557552A; JPH06278419A; DE4409816A1; JP3289375B2

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein System zum Berechnen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und auf ein System zum Überwachen eines Reifenzustands, das das Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungssystem zur Messung von Eigenschaften des Reifens, beispielsweise des Reifen luftdrucks, der Art des Reifens oder des Ausmaßes der Ab nutzung des Reifens benutzt.

Es wurden bereits verschiedene Warneinrichtungen vorge schlagen, die zur Messung einer gewissen Eigenschaft des Reifens ausgelegt sind. Beispielsweise ist ein System zur Erfassung des Reifendrucks bekannt, bei dem der Innendruck des Reifens indirekt unter Heranziehung der Radgeschwindig keit jedes Reifens gemessen wird, wobei die Tatsache ausge nutzt wird, daß sich der Reifenradius bei einem Abfall des Reifendrucks verändert. Wenn bei diesem herkömmlichen Sy stem die Radgeschwindigkeit eines bestimmten Rads diejenige eines anderen Rads übersteigt, folgert das System, daß der Reifenradius aufgrund eines Abfalls des Reifendrucks abge nommen hat. Das vorstehend erläuterte herkömmliche System besitzt jedoch den Nachteil, daß es schwierig ist, eine ge wünschte Meßgenauigkeit aufrecht zu erhalten, da eine Ver änderung des Radius des Reifens oder ein Abfall des Reifen drucks durch gegenseitigen Vergleich von Radgeschwindigkei ten gemessen wird. Wenn beispielsweise der Reifendruck le diglich eines Rads abfällt, läßt sich der Druckabfall zu verlässig erfassen. Jedoch ist es schwierig, den Druckab fall zu erfassen, wenn sich die Reifendrücke aller Reifen allmählich verringern.

Ein ähnliches Problem tritt auch dann auf, wenn ein stollen- bzw. spikeloser Schneereifen an dem Fahrzeug in Kombination mit normalen Reifen montiert oder ein nur kurzfristig verwendbarer Ersatzreifen (Notreifen, tempa spare tire) an lediglich einem Rad angebracht wird.

Im Stand der Technik befasst sich die Offenlegungs schrift DE 34 35 866 A1 mit einem System zur Ermittlung einer Absolutgeschwindigkeit eines Fahrzeugs mittels einer ersten und zweiten Detektoreinrichtung jeweils am Vorder- und Hin terrad des Fahrzeugs. Zur Ermittlung der absoluten Ge schwindigkeit des Fahrzeugs wird eine Phasendifferenz er mittelt.

Auch die Offenlegungsschrift DE 37 19 320 A1 befasst sich mit der Bestimmung der tatsächlichen Geschwindigkeit eines Fahrzeugs durch korrelieren der im wesentlichen von Ände rungen in der Fahrbahnbeschaffenheit abhängigen Signal schwankungen.

Es ist eine hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Er findung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermei den. Ferner ist Aufgabe der Erfindung ein System zur Be rechnung der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit mit hoher Genauigkeit, sowie ein System zur Überwachung des Reifenzu standes bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die beiliegenden unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen vorteil hafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung dar.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird ein System zum Berechnen einer Absolutge schwindigkeit eines Fahrzeugs bereitgestellt, das eine er ste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer ungefederten, auf ein Vorderrad einwirkenden Vibrationsfrequenzkomponente unter Bereitstellung eines diese anzeigenden Signals, eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer ungefeder ten, auf ein Hinterrad einwirkenden Vibrationsfrequenzkom ponente zur Bereitstellung eines diese anzeigenden Signals, eine Einrichtung zur Bestimmung einer Phasendifferenz, die auf die Ausgangssignale der ersten und zweiten Erfassungs einrichtung anspricht und zur Bestimmung einer Phasendiffe renz zwischen den ungefederten, auf die Vorder- und Hinter räder einwirkenden Vibrationsfrequenzkomponenten unter Be reitstellung eines diese anzeigenden Signals dient, und ei ne Einrichtung zum Berechnen der Fahrzeug geschwindigkeit aufweist, die auf das von der Phasendiffe renz-Bestimmungseinrichtung stammende Signal anspricht und zum Berechnen der Absolutgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Phasendifferenz und ei nes Radabstands bzw. Achsabstands des Fahrzeugs dient.

Bei der bevorzugten Ausgestaltung erfaßt die erste Er fassungseinrichtung eine Vorderradgeschwindigkeit des Vor derrads und erzeugt ein die Geschwindigkeit des Vorderrads anzeigendes Signal, das zumindest eine der ungefederten vertikalen und longitudinalen Resonanzfrequenzen enthält, die von Vibrationseingängen bzw. -einwirkungen von einer Straßenoberfläche herrühren. Die zweite Erfassungseinrich tung erfaßt eine Hinterradgeschwindigkeit des Hinterrads und erzeugt ein die Geschwindigkeit des Hinterrads anzei gendes Signal, das zumindest eine der ungefederten vertika len und longitudinalen Resonanzfrequenzen enthält, die von Vibrationseingängen bzw. -einwirkungen der Straßenoberflä che herrühren. Die Einrichtung zur Bestimmung bzw. Ermitt lung der Phasendifferenz ermittelt die Phasendifferenz zwi schen dem die Geschwindigkeit des Vorderrads anzeigenden Signal und dem die Geschwindigkeit des Hinterrads anzeigen den Signal bei zumindest einer der vertikalen und longitu dinalen Resonanzfrequenzen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfin dung wird ein System zum Überwachen von Reifenzuständen ei nes Fahrzeugs bereitgestellt, das eine erste Erfassungsein richtung zum Erfassen einer ungefederten, auf ein Vorderrad einwirkenden Vibrationsfrequenzkomponente und zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals, eine zweite Erfassungsein richtung zum Erfassen einer ungefederten, auf ein Hinterrad einwirkenden Vibrationsfrequenzkomponente zur Erzeugung ei nes diese anzeigenden Signals, eine Einrichtung zur Ermitt lung einer Phasendifferenz, die auf die von der ersten und der zweiten Erfassungseinrichtung stammenden Signale an spricht und zum Ermitteln einer Phasendifferenz zwischen den auf das Vorder- und Hinterrad einwirkenden, ungefeder ten Vibrationsfrequenzen unter Erzeugung eines diese anzei genden Signals dient, eine Einrichtung zum Berechnen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die auf das von der Phasendifferenz-Ermittlungseinrichtung stammende Signal anspricht und zum Berechnen einer absolu ten Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Phasendifferenz und eines Radabstands des Fahrzeugs dient, eine Einrichtung zur Ermittlung der Radgeschwindigkeit bzw. Raddrehzahl für die Ermittlung einer Radgeschwindigkeit bzw. Raddrehzahl, und eine Einrichtung zur Ermittlung eines Reifenzustands für die Erfassung einer Veränderung des Rei fenradius während der Bewegung, und zwar auf der Grundlage der durch die Einrichtung zur Bestimmung der Radgeschwin digkeit bestimmten Radgeschwindigkeit und der durch die Einrichtung zur Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit berechneten absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufweist, um einen vorab gewählten Reifenzustand zu erfassen.

Bei der bevorzugten Ausgestaltung erfaßt die Einrich tung zur Ermittlung des Reifenzustands den Radius eines dy namisch belasteten Reifens auf der Grundlage der durch die Radgeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung erfaßten Rad drehzahl und der durch die Einrichtung zur Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit berechneten Absolutgeschwindigkeit des Fahrzeugs, um einen Reifendruck in einer vorab ausge wählten Beziehung mit dem Radius des dynamisch belasteten Reifens zu messen.

Zusätzlich kann eine Einrichtung zur Ermittlung einer ungefederten Resonanzfrequenz zur Bestimmung einer ungefe derten Resonanzfrequenz für jedes Rad vorgesehen sein. Die Einrichtung zur Ermittlung des Reifenzustands ermittelt ei nen ersten Reifendruck auf der Grundlage der Radgeschwin digkeit, die durch die Einrichtung zur Ermittlung der Rad geschwindigkeit bestimmt wurde, und der Absolutgeschwindig keit des Fahrzeugs, die durch die Einrichtung zur Berech nung der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wurde, und einen zweiten Reifendruck auf der Grundlage der ungefederten Resonanzfrequenz, die durch die Einrichtung zur Ermittlung der ungefederten Resonanzfrequenz bestimmt wurde. Die Einrichtung zur Ermittlung des Reifenzustands folgert, daß eine Veränderung des Reifendrucks vorliegt, wenn der Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Reifendruck kleiner als ein gegebener Wert ist und zumin dest einer von dem ersten und dem zweiten Reifendruck klei ner ist als ein gegebener Schwellwert.

Ferner kann die Einrichtung zur Ermittlung des Reifen zustands auf der Grundlage des ersten Reifendrucks dann, wenn die durch die Einrichtung zur Ermittlung der Radge schwindigkeit bestimmte Radgeschwindigkeit außerhalb eines gegebenen Bereichs liegt, bzw. auf der Grundlage des zwei ten Reifendrucks dann, wenn die Radgeschwindigkeit inner halb des gegebenen Bereichs liegt, folgern, daß eine Verän derung des Reifendrucks vorliegt.

Die Einrichtung zur Berechnung der Fahrzeuggeschwindig keit berechnet erste und zweite Absolutge schwindigkeiten des Fahrzeugs auf der Grundlage der Phasen differenzen zwischen dem rechten Vorder- und Hinterrad und dem linken Vorder- und Hinterrad und des Radabstands des Fahrzeugs. Wenn der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Absolutgeschwindigkeit kleiner ist als ein gegebe ner Wert, schließt die Einrichtung zur Ermittlung des Rei fenzustands hieraus, daß eine Veränderung des Reifendrucks vorliegt.

Darüber hinaus folgert die Einrichtung zur Ermittlung des Reifenzustands auf der Grundlage des zweiten Reifen drucks dann, wenn die Radgeschwindigkeit innerhalb eines gegebenen Bereichs liegt und die Veränderung der Radge schwindigkeit größer als ein vorab gewählter Wert ist, daß eine Veränderung des Reifendrucks vorliegt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein System zum Überwachen von Reifenzustän den eines Fahrzeugs geschaffen, das eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer auf ein Vorderrad einwirken den, ungefederten Vibrationsfrequenzkomponente unter Be reitstellung eines diese anzeigenden Signals, eine zweite Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer auf ein Hinterrad einwirkenden, ungefederten Vibrationsfrequenzkomponente un ter Bereitstellung eines diese anzeigenden Signals, eine Einrichtung zur Ermittlung einer Phasendifferenz, die auf die von der ersten und der zweiten Erfassungseinrichtung stammenden Signale zur Ermittlung einer Phasendifferenz zwischen den auf das Vorder- und Hinterrad einwirkenden, ungefederten Vibrationsfrequenzkomponenten unter Erzeugung eines diese anzeigenden Signals anspricht, eine Einrichtung zum Berechnen einer Fahrzeuggeschwindig keit, die auf das von der Phasendifferenz-Ermittlungsein richtung stammende Signal anspricht und zum Berechnen einer absoluten Geschwindigkeit des Fahr zeugs auf der Grundlage der Phasendifferenz und eines Rad abstands des Fahrzeugs dient, eine Radgeschwindigkeits-Er mittlungseinrichtung zur Bestimmung einer Radgeschwindig keit bzw. Raddrehzahl, eine Resonanzfrequenz-Ermittlungs einrichtung zur Ermittlung einer ungefederten Resonanzfre quenz, und eine Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung eines Radius eines dynamisch belasteten Reifens auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit, die durch die Radgeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung bestimmt wurde, und der absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungseinrichtung berech net wurde, aufweist, wobei die Reifenzustands-Ermittlungs einrichtung eine Art des Reifens in einer vorab ausgewähl ten Beziehung mit dem Radius des dynamisch belasteten Rei fens und der ungefederten Resonanzfrequenz ermittelt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Überwachen von Reifenzuständen eines Fahrzeugs geschaffen, das eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer ungefederten, auf ein Vorderrad einwirkenden Vibrationsfrequenzkomponente und zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals, eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer auf ein Hinterrad einwirkenden, ungefederten Vibrationsfrequenzkomponente und zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals, eine Phasen differenz-Ermittlungseinrichtung, die auf die Signale von der ersten und der zweiten Erfassungseinrichtung zur Be stimmung einer Phasendifferenz zwischen den auf das Vorder- und das Hinterrad einwirkenden, ungefederten Vibrationsfre quenzkomponenten und zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals, eine Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungseinrich tung, die auf das von der Phasendifferenz-Ermittlungsein richtung stammende Signal anspricht und zum Berechnen einer absoluten Geschwindigkeit des Fahr zeugs auf der Grundlage der Phasendifferenz und eines Rad abstands des Fahrzeugs dient, eine Radgeschwindigkeits-Er mittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Radgeschwindig keit bzw. Raddrehzahl, eine Resonanzfrequenz-Ermittlungs einrichtung zur Ermittlung einer ungefederten Resonanzfre quenz und eine Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines ersten, dynamisch belasteten Reifenradius eines ein vorab ausgewähltes Ausmaß an Reifenabnutzung zei genden Reifens auf der Grundlage der ungefederten Resonanz frequenz und eines zweiten, dynamisch belasteten Reifenra dius auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit, die durch die Radgeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung bestimmt wurde, und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Berech nungseinrichtung berechneten Absolutge schwindigkeit des Fahrzeugs aufweist, wobei die Reifenzu stands-Ermittlungseinrichtung einen Unterschied zwischen den ersten und zweiten, dynamisch belasteten Reifenradien auffindet bzw. ermittelt, um das Ausmaß der Reifenabnützung zu bestimmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, die ein System zur Ermittlung einer Fahrzeuggeschwindig keit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ver anschaulicht,

Fig. 2(a) eine erläuternde Darstellung, die die Prin zipien der Bestimmung einer absoluten Fahrzeuggeschwindig keit auf der Basis einer Phasenverzögerung zwischen Erfas sungssignalen für die Vorderrad- und Hinterradgeschwindig keit bzw. -drehzahl zeigt,

Fig. 2(b) eine graphische Darstellung, die Frequenz charakteristiken von Beschleunigungen zeigt, die auf Vor der- und Hinterräder einwirken,

Fig. 3 eine graphische Darstellung, die Frequenzcha rakteristiken bzw. Frequenzkennlinien einer Beschleunigung zeigt, die auf einen ungefederten Abschnitt einer Fahrzeug karosserie einwirkt,

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die Frequenzcha rakteristiken bzw. Frequenzkennlinien der Radgeschwindig keit zeigt,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm, das logische Schritte zeigt, die durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungs system gemäß der Erfindung durchgeführt werden,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm, das eine Abänderung des in Fig. 5 dargestellten Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungs systems zeigt,

Fig. 7 eine graphische Darstellung, die Radgeschwin digkeiten bzw. Raddrehzahlen von Vorder- und Hinterrädern zeigt,

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm, das logische Schritte zeigt, die durch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Systems zum Berechnen der Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt werden,

Fig. 9 eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem korrigierten Radius eines dynamisch belaste ten Reifens und einem Reifendruck zeigt,

Fig. 10 eine graphische Darstellung, die eine Bezie hung zwischen einem Korrekturfaktor für den Radius des dy namisch belasteten Reifens und der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt,

Fig. 11 ein Ablaufdiagramm, das logische Schritte zeigt, die durch ein Reifenzustands-Überwachungssystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden,

Fig. 12 eine graphische Darstellung, die eine Verände rung der ungefederten Resonanzfrequenz aufgrund eines Ab falls des Reifendrucks zeigt,

Fig. 13 eine graphische Darstellung, die eine Bezie hung zwischen einer ungefederten Resonanzfrequenz und einem Reifendruck zeigt,

Fig. 14 und 15 ein Ablaufdiagramm in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Reifenzustands- Überwachungssystems gemäß der Erfindung,

Fig. 16 und 17 zeigen ein Ablaufdiagramm gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reifen zustands-Überwachungssystems,

Fig. 18 eine graphische Darstellung, die die Beziehun gen zwischen einer ungefederten Resonanzfrequenz und einem Reifendruck entsprechend dem Typ des an einem Fahrzeug mon tierten Reifens zeigt,

Fig. 19 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen einer ungefederten Resonanzfrequenz und dem Radius eines dynamisch belasteten Reifens entsprechend dem Typ ei nes an einem Fahrzeug montierten Reifens,

Fig. 20 und 21 ein Ablaufdiagramm gemäß einem vier ten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reifenzu stands-Überwachungssystems,

Fig. 22 eine graphische Darstellung, die eine Bezie hung zwischen einer ungefederten Resonanzfrequenz und dem Radius eines dynamisch belasteten Reifens zeigt,

Fig. 23 eine Karte bzw. Tabelle, die die Art des Rei fens zeigt, die auf der Grundlage der Beziehung zwischen einer ungefederten Resonanzfrequenz und einem Radius des dynamisch belasteten Reifens bestimmt ist,

Fig. 24 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen dem Radius eines dynamisch belasteten Reifens und einem Reifendruck,

Fig. 25 eine graphische Darstellung einer Beziehung einer ungefederten Resonanzfrequenz und einem Reifendruck,

Fig. 26 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen dem Radius eines dynamisch belasteten Reifens und einer ungefederten Resonanzfrequenz,

Fig. 27 eine graphische Darstellung einer durch Rei fenabnutzung begründeten Veränderung der Beziehung zwischen dem Radius eines dynamisch belasteten Reifens und einer un gefederten Resonanzfrequenz,

Fig. 28 und 29 ein Ablaufdiagramm in Übereinstim mung mit einem fünften Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Reifenzustands-Überwachungssystems, und

Fig. 30 und 31 ein Ablaufdiagramm in Übereinstim mung mit einem sechsten Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Reifenzustands-Überwachungssystems.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Teile in mehreren Darstellungen.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Dort ist ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermitt lungssystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfin dung gezeigt. Das Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungssy stem enthält im allgemeinen vier Radgeschwindigkeitssenso ren 6a, 6b, 6c und 6d, von denen jeweils einer für jedes Rad mit einem Reifen 1a, 1b, 1c und 1d vorgesehen ist, eine elektronische Steuereinheit (ECU = electronic control unit) 4 und eine Anzeigeeinheit 5.

Die Radgeschwindigkeitssensoren 6a, 6b, 6c und 6d ent halten mit Zähnen versehene Räder 2a, 2b, 2c bzw. 2d und Aufnehmerspulen 3a, 3b, 3c bzw. 3d. Jedes mit Zähnen verse hene Rad 2a, 2b, 2c und 2d ist aus einer magnetischen Scheibe hergestellt, die koaxial an einer entsprechenden Achse angebracht ist, die den Reifen drehbar trägt. Jede Aufnehmerspule 3a, 3b, 3c und 3d ist benachbart zu jedem mit Zähnen versehenen Rad 2a, 2b, 2c und 2d mit einem da zwischen befindlichen Abstand angeordnet, um ein alternie rendes Sensorsignal zu erzeugen, dessen Frequenz die Ge schwindigkeit jedes Reifens 1a, 1b, 1c und 1d anzeigt. Das von jeder Aufnehmerspule abgegebene alternierende Sensorsi gnal wird an die elektronische Steuereinheit 4 angelegt. Die Steuereinheit 4 enthält eine Signalformerschaltung, ei nen Festwertspeicher ROM und einen Direktzugriffsspeicher RAM und führt eine Signalverarbeitung wie etwa eine Signalformung durch. Die Ergebnisse der Signalverarbeitung werden auf der Anzeigeeinheit 5 angezeigt, um einem Fahrer die Reifendrücke, Arten und Abnutzungszustände der Reifen 1a, 1b, 1c und 1d mitzuteilen.

Die Anzeigeeinheit 5 kann Reifenzustände (d. h. Reifen druck, Art und Abnutzung) von allen Reifen 1a, 1b, 1c und 1d getrennt anzeigen, kann altenativ aber diese auch für einen beliebigen bzw. jeweils einen der Reifen anzeigen.

Die Grundlagen der Bestimmung einer absoluten Fahrzeug geschwindigkeit werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2(a) und 2(b) diskutiert.

Wenn sich ein Fahrzeug beispielsweise auf einer asphal tierten Straßenoberfläche bewegt, können die Reifen verti kale und/oder longitudinale Vibrationen aufgrund von klei nen Unregelmäßigkeiten auf der Straßenoberfläche erfahren. Die Frequenzen der Beschleunigung, die auf einen ungefeder ten Fahrzeugabschnitt während der Reifenvibrationen einwir ken, verändern sich, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, haben die Beschleunigungsfrequenzen des ungefederten Fahrzeugabschnitts üblicherweise zwei Spitzen "a" und "b". Die Spitze "a" zeigt einen maximalen Wert einer vertikalen Resonanzfrequenz des ungefederten Fahrzeugabschnitts an. Die Spitze "b" zeigt einen maximalen Wert einer longitudinalen Resonanzfrequenz des ungefederten Fahrzeugabschnitts an.

Daher ergibt sich, daß die alternierenden Sensorsi gnale, die von den Radgeschwindigkeitssensoren 6a bis 6c abgegeben werden, die Beschleunigungsfrequenzen mit zwei Spitzen repräsentieren, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn beispielsweise das Fahrzeug, wie in Fig. 2(a) gezeigt, mit einer absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB fährt, enthal ten ein Geschwindigkeitssignal F(t) für das Vorderrad und ein Geschwindigkeitssignal R(t) für das Hinterrad, die in Fig. 2(b) gezeigt sind, Vibrationskomponenten, die auf die Vorder- und Hinterräder einwirken und durch Eingaben bzw. Einwirkungen der Straßenoberflächenvibration hervorgerufen werden. Es ist ersichtlich, daß diese Vibrationskomponenten merkbar auftreten, wenn das Fahrzeug über Verbindungsstellen von Brücken einer Schnellstraße bzw. Autobahn, über ein Einstiegsloch-Abdeckung, über reparierte Abschnitte einer asphaltierten Straße oder über aufgemalte Linien eines Fuß gängerüberwegs fährt.

Generell kann dann, wenn sich das Fahrzeug geradlinig fortbewegt, angenommen werden, daß die Vorder- und Hinter räder im wesentlichen denselben Straßenzuständen unterlie gen. Wenn folglich angenommen wird, daß eine Phasenverzöge rung oder ein Phasendifferenz zwischen den Vorder- und Hin terrädern als "τ" unabhängig von Straßenzuständen und der Reifenabnutzung definiert ist, liegt die Beziehung R(t) = F(t - τ) zwischen dem Geschwindigkeitssignal F(t) für das Vorderrad und dem Geschwindigkeitssignal R(t) für das Hin terrad vor.

Somit läßt sich die absolute Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB wie folgt ausdrücken:

V_AB = L/τ (1),

wobei L einen Radabstand bzw. Achsabstand des Fahrzeugs bezeichnet.

Es sei angemerkt, daß sich die absolute Fahrzeugge schwindigkeit V_AB mathematisch dadurch er mitteln läßt, daß die Phasendifferenz τ auf der Grundlage der Geschwindigkeitssignale F(t) und R(t) für die Vorder- und Hinterräder gefunden bzw. ermittelt wird. Es ist wün schenswert, die Phasendifferenz τ dadurch zu bestimmen, daß die Fourier-Transformation der Geschwindigkeitssignale F(t) und R(t) für die Vorder- und Hinterräder herangezogen und dann die nachstehende Korrelation R_FR zwischen R(t) und F(t - τ), wie in Gleichung (1) angegeben, entwickelt wird:

R_FR(t, t - τ) = E[R(t).F(t - τ)] (2),

wobei E[] einen gesamten Mittelwert (total average) re präsentiert.

Es versteht sich folglich, daß gemäß der vorstehenden Methode der Berechnung die absolute Fahrzeuggeschwindigkeit unter Heranziehung von Ausgangssignalen von Radgeschwindig keitssensoren gemessen wird, die beispielsweise für den Einsatz bei einem Antiblockiersystem (ABS) vorgesehen sind.

Da weiterhin der Radabstand L üblicherweise in der Grö ßenordnung bzw. mit der Toleranz eines Millimeters herge stellt und gemessen werden kann, erlaubt der Einsatz der vorstehenden Berechnungsmethode eine hochgenaue mathemati sche Operation bzw. Berechnung der absoluten Fahrzeugge schwindigkeit.

In Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm eines Programms oder einer Abfolge von logischen Schritten gezeigt, die durch die elektronische Steuereinheit 4 des Sy stems zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwin digkeit durchgeführt werden. Auch wenn die elektronische Steuereinheit 4 dasselbe Programm für alle vier Reifen 1a, 1b, 1c und 1d durchführt, bezieht sich die nachfolgende Diskussion aus Gründen der Einfachheit lediglich auf eine Seite der Vorder- und Hinterräder.

Nach Eintritt in das Programm schreitet der Ablauf zu einem Schritt 90 weiter, bei dem die elektronische Steuereinheit 4 initialisiert wird. Der Ablauf geht dann zu einem Schritt 100 über, bei dem die Vorder- und Hinterradge schwindigkeiten V dadurch bestimmt werden, daß die Wechsel strom-Sensorsignale F(t) und R(t), die von den Radgeschwin digkeitssensoren (6a und 6c oder 6b und 6d) abgegeben wer den, in ihrem Signalverlauf so geformt werden, daß Impuls signale erzeugt werden, und daß dann ein Intervall zwischen Impulsen durch eine Zeitperiode zwischen diesen dividiert wird. Die Vorder- und Hinterradgeschwindigkeiten V (im fol genden allgemein als eine Radgeschwindigkeit bzw. Raddreh zahl V bezeichnet) haben üblicherweise jeweils unterschied liche Hochfrequenzkomponenten einschließlich einer Vibrati onsfrequenzkomponente des Reifens.

Anschließend geht der Ablauf zu einem Schritt 110 wei ter, bei dem ermittelt wird, ob eine Veränderung ΔV der Radgeschwindigkeit V einen Referenzwert V₀ überschreitet oder nicht. Falls die Antwort "NEIN" erhalten wird, was be deutet, daß die Veränderung ΔV kleiner ist als der Refe renzwert V₀, kehrt das Programm zu dem Schritt 100 zurück. Falls andererseits die Antwort "JA" erhalten wird, geht der Ablauf dann zu einem Schritt 120 über, bei dem ermittelt wird, ob eine Zeitperiode bzw. Zeitdauer ΔT, während der die Veränderung ΔV oberhalb des Referenzwerts V₀ liegt, ei ne vorab gewählte Periode bzw. Dauer t₀ überschreitet oder nicht. Die vorstehend erläuterten Schritte 110 und 120 sind für die Bestimmung vorgesehen, ob eine Straßenoberfläche, auf der das gesteuerte Fahrzeug fährt, für die Berechnung der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit nützlich bzw. geeig net ist. Dies liegt daran, daß die absolute Fahrzeugge schwindigkeit nicht ermittelt werden kann, falls sich die Radgeschwindigkeit V nicht über ein gewisses Ausmaß hinaus verändert, da die absolute Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Vibrationsfrequenzkomponente des Reifens er mittelt wird.

Bei der Bestimmung beim Schritt 120 wird in dem Zeit punkt, in dem die Veränderung ΔV der Radgeschwindigkeit V den Referenzwert V₀ überschreitet, ein vorab ausgewähltes Zeitintervall Δt gesetzt und es wird die Messung der Zeit dauer ΔT dann, wenn die Veränderung ΔV der Radgeschwindig keit V den Referenzwert V₀ erneut innerhalb des Zeitinter valls Δt überschreitet, fortgesetzt.

Falls in dem Schritt 120 die Antwort "NEIN" erhalten wird, kehrt das Programm dann zu dem Schritt 100 zurück. Falls andererseits die Antwort "JA" erhalten wird, geht der Ablauf zu einem Schritt 130 über, bei dem Frequenzkomponen ten der Radgeschwindigkeit V, die im Schritt 100 berechnet wurde, beispielsweise unter Heranziehung der schnellen Fou rier-Transformation (FFT = fast Fourier transform) analy siert werden.

Das Programm geht dann zu einem Schritt 140 weiter, bei dem eine Korrelationsfunktion R_FR(τ) unter Heranziehung der inversen Fourier-Transformation bestimmt wird. In einem Schritt 150 wird die Phasendifferenz τ auf der Grundlage der Korrelationsfunktion R_FR(τ) ermittelt. Nachfolgend geht das Programm zu einem Schritt 170 weiter, bei dem die abso lute Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB in Übereinstimmung mit der vorstehend angegebenen Gleichung (1) ermittelt wird. In ei nem Schritt 180 wird ein Signal abgegeben, das die absolute Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB anzeigt.

Die Frequenzen des Signals, das die Radgeschwindigkeit V anzeigt und bei der schnellen Fourier-Transformation im Schritt 130 eingesetzt wird, müssen nicht stets sowohl ver tikale als auch longitudinale Komponenten der ungefederten Vibrationen enthalten, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind. Es ist ratsam, nach dem Schritt 120 einen zusätzlichen Schritt, wie in Fig. 6 gezeigt, vorzusehen, um einen aus einem Bereich A, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, der die ver tikale Komponente der ungefederten Vibrationen enthält, und dem Bereich B auszuwählen, der die longitudinale Komponente (Längskomponente) der ungefederten Vibration enthält, oder aber andernfalls zwischen diesen unter Benutzung eines Fil ters mit schmaler Bandbreite als Beispiel umzuschalten.

Die Bestimmung der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB, wie sie in Fig. 5 diskutiert ist und auf der Phasen verzögerung τ zwischen den vorderen und hinteren Rädern ba siert, wird unter Heranziehung der schnellen Fourier-Trans formation durchgeführt. Dies führt jedoch zu Problemen da hingehend, daß eine große Anzahl von Speichern (beispielsweise RAM) und von mathematischen Operationen er forderlich ist, was zu einer erhöhten Rechenbelastung der elektronischen Steuereinheit 4 führt. Um dieses Problem zu bewältigen, kann eine einfache Einrichtung, wie sie im fol genden erörtert wird, vorgesehen werden.

Fig. 7 zeigt typische Muster von Vibrationen, die bei den ungefederten Abschnitten (d. h. Vorder- und Hinterräder) eines Fahrzeugs erzeugt werden, wenn dieses über Verbin dungsstellen von Brücken einer Schnellstraße bzw. Autobahn, eine Abdeckung für ein Einstiegloch, reparierte Abschnitte einer asphaltierten Straße oder aufgemalte Linien eines Fußgängerüberwegs fährt. Diese Vibrationen sind durch die Radgeschwindigkeitssensoren, die in Fig. 1 gezeigt sind, erfaßbar.

Wenn angenommen wird, daß das Fahrzeug geradeaus fährt, kann die Phasendifferenz τ zwischen den vorderen und hinte ren Rädern dadurch gemessen werden, daß bestimmte bzw. un terscheidbare Wellenformen verglichen werden, die in den erfaßten Signalen auftreten.

Fig. 8 zeigt eine Abänderung des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels. Das gezeigte Programm wird bezüglich der vorderen bzw. hinteren Räder ausgeführt. Die nachste hende Diskussion wird jedoch aus Gründen der Kürze lediglich für ein Vorderrad geführt. Schritt 151 bis 157 reprä sentieren die Verarbeitung des Geschwindigkeitssignals F(t) für das Vorderrad, während Schritte 161 bis 167 die Verar beitung des Geschwindigkeitssignals R(t) für das Hinterrad zeigen.

In dem Schritt 100 wird die Radgeschwindigkeit bzw. Raddrehzahl V in derselben Weise ermittelt, wie dies anhand von Fig. 5 erläutert wurde. Das Programm (Routine) geht dann zu einem Schritt 151 über, bei dem die Geschwindigkeit V_F des Vorderrads in den Direktzugriffsspeicher RAM der elek tronischen Steuereinheit 4 für eine vorab ausgewählte Abta stzeitperiode eingeschrieben wird. In dem Schritt 152 wird ermittelt, ob die Geschwindigkeit V_F des Vorderrads größer ist als eine vorab ausgewählte bzw. vorbestimmte Radge schwindigkeitsveränderung ΔVt oder nicht. Diese Ermittlung ist vorgesehen, um anfänglich gewünschte Daten auf der Grundlage der Größe der Eingänge bzw. Eingangssignale aus zuwählen, da eine relativ große Vibration eingegeben bzw. verursacht wird, wenn das Fahrzeug über einen Vorsprung auf der Straßenoberfläche fährt. Falls die Antwort "NEIN" er halten wird, woraus geschlossen wird, daß die Geschwindig keit V_F des Vorderrads kleiner ist als die vorbestimmte Radgeschwindigkeitsveränderung ΔVt, kehrt das Programm zu dem Schritt 151 zurück. Falls andererseits die Antwort "JA" erhalten wird, geht das Programm zu dem Schritt 153 weiter, bei dem die Geschwindigkeit V_F des Vorderrads hinsichtlich einer Spitze bzw. eines Spitzenwerts untersucht wird, um eine maximale Vorderradgeschwindigkeit V_Fmax zu ermitteln. Nachfolgend geht das Programm zu dem Schritt 154 weiter, bei dem ein durchschnittlicher Radgeschwindigkeitswert V_Fave für eine Dauer innerhalb der Abtastzeit, die außer halb eines Zeitrahmens Ts liegt, bestimmt wird, wobei der Zeitpunkt der Erfassung der maximalen Vorderradgeschwindig keit V_Fmax als die Mitte definiert wird. Das Programm schreitet dann zum Schritt 155 weiter, bei dem ein Verhält nis Kp zwischen der maximalen Vorderradgeschwindigkeit V_Fmax und dem durchschnittlichen Radgeschwindigkeitswert V_Fave ermittelt wird. Das Programm läuft dann zu dem Schritt 156 weiter, bei dem ermittelt wird, ob das Verhält nis Kp größer als oder gleich groß ist wie ein vorab ge wählter gewählter bzw. vorbestimmter Wert C oder nicht. Falls die Antwort "NEIN" erhalten wird, woraus gefolgert wird, daß das Verhältnis Kp kleiner ist als der Wert C, kehrt das Programm zu dem Schritt 151 zurück. Falls ande rerseits die Antwort "JA" erhalten wird, geht das Programm dann zu dem Schritt 157 weiter, bei dem die Zeit T_F, zu der die maximale Vorderradgeschwindigkeit V_Fmax ermittelt wird bzw. wurde, in dem Speicher gespeichert wird.

In derselben Weise wie vorstehend beschrieben wird eine Zeit bzw. ein Zeitpunkt T_R, zu dem eine maximale Hinterrad geschwindigkeit V_Rmax erfaßt wurde, in dem Schritt 167 er mittelt. Das Programm geht dann zu dem Schritt 158 weiter, bei dem die Phasendifferenz τ dadurch ermittelt wird, daß die Zeit T_R von der Zeit T_F subtrahiert wird. Anschließend läuft das Programm zu einem Schritt 170 weiter, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Die vorstehend erläuterte Verarbeitung zur Ermittlung der Phasendifferenz τ auf der Grundlage der Vibrationskom ponenten der Vorder- und Hinterradgeschwindigkeiten V_F und V_R wird unter der Annahme ausgeführt, daß sich das Fahrzeug gerade vorwärts bewegt. Daher wird die vorstehend erläu terte Verarbeitung vorzugsweise dann eingeleitet, wenn vor bestimmte Zustände erfüllt sind, die eine geradlinige Bewe gung anzeigen, wie etwa der Umstand, daß der geschwindig keitsmäßiger Unterschied zwischen den vorderen und hinteren Rädern kleiner ist als ein gegebener Wert oder daß ein Lenkwinkel kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.

Zusätzlich kann die absolute Fahrzeuggeschwindigkeit alternativ statt der Heranziehung der Vibrationskomponenten der Vorder- und Hinterradgeschwindigkeiten auf der Grundlage einer Veränderung des Winkels, der winkelmäßigen Ge schwindigkeit oder der winkelmäßigen Beschleunigung des Rads erfaßt werden.

Nachstehend wird ein in Übereinstimmung mit der Er findung stehendes Reifenzustands-Überwachungssystem erläu tert, bei dem das vorstehend beschriebene System zur Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit einge setzt wird. Das Reifenzustands-Überwachungssystem ist so ausgelegt, daß es einen dynamisch belasteten Radius jedes Reifens, der einen Reifenradius während der Umdrehungen an zeigt, auf der Grundlage der absoluten Fahrzeuggeschwindig keit V_AB mathematisch berechnet, um den Reifendruck durch Nachschlagen unter Heranziehung von ta bellierten Daten, wie in Fig. 9 gezeigt, zu bestimmen.

Üblicherweise hängt der Radius des dynamisch belasteten Reifens während des Fahrens von einer auf den Reifen ein wirkenden Belastung, der Reifenabnutzung und der Fahrzeug geschwindigkeit sowie von dem Reifendruck ab. Dementspre chend wird bei der Beziehung zwischen dem Radius des dyna misch belasteten Reifens und dem Reifendruck gemäß Fig. 9 ein Variationsbereich basierend auf der Tatsache vorgese hen, daß der Radius des dynamisch belasteten Reifens Ände rungen in der Belastung, die auf den Reifen ausgeübt wer den, und der Reifenabnutzung unterliegt. Fig. 10 zeigt eine Karte bzw. Tabelle bzw. Kennlinie zur Bestimmung eines Kor rekturfaktors Kv des Radius des dynamisch belasteten Rei fens in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit.

In Fig. 11 ist ein Ablaufdiagramm eines Programms ge zeigt, das durch das Reifenzustands-Überwachungssystem aus geführt wird. Dieses Programm wird für jeden Reifen durch geführt. Schritte 200 bis 220 sind dieselben wie Schritte 100 bis 130, die in Fig. 5 gezeigt sind, so daß deren de taillierte Beschreibung hier entfällt.

Nachdem die schnelle Fourier-Transformation (FFT) der Frequenzkomponenten der Radgeschwindigkeit V im Schritt 220 erhalten wurde, geht das Programm zu einem Schritt 225 wei ter, bei dem die Anzahl N der Operationen bzw. Durchführun gen der schnellen Fourier-Transformation gezählt wird (N = N + 1). Das Programm geht dann zu einem Schritt 230 weiter, bei dem ermittelt wird, ob die Anzahl N der Durchführungen der schnellen Fourier-Transformation einen vorab gewählten bzw. vorbestimmten Zählwert No erreicht hat oder nicht. Falls die Antwort "NEIN" erhalten wird, kehrt das Programm zum Schritt 200 zurück. Falls andererseits die Antwort "JA" erhalten wird, schreitet das Programm zu einem Schritt 235 weiter, bei dem die bei der No-fachen Durchführung der schnellen Fourier-Transformation erhaltenen Operationser gebnisse einer Mittelwertsbildung unterzogen werden. In ei nem Schritt 240 wird die Korrelationsfunktion R_FR(τ) zwi schen den Vorder- und Hinterrädern unter Heranziehung der inversen Fourier-Transformation (IFT = inverse Fourier transform) bestimmt. In einem Schritt 250 wird die Phasen differenz τ auf der Grundlage der Korrelationsfunktion R_FR(τ) gewonnen. Die Schritte 225 und 230 sind zur Verringerung unerwünschter Störungen vorgesehen, die in den Frequenzkom ponenten der Radgeschwindigkeit V enthalten sind, können jedoch alternativ in Abhängigkeit von den Zuständen der Straßenoberfläche und/oder von der Fahrzeuggeschwindigkeit weggelassen werden.

Nachfolgend wird die absolute Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB in einem Schritt 255 dadurch berechnet, daß der Radab stand L durch die Phasendifferenz τ geteilt wird. Das Pro gramm geht dann zu einem Schritt 260 weiter, bei dem ein Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens mathematisch berechnet wird, und zwar auf der Grundlage der Anzahl von Impulsen (n), die innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls (dt) in proportionaler Relation zu der be stimmten Radgeschwindigkeit V und der absoluten Fahrzeugge schwindigkeit V_AB erzeugt werden, in Übereinstimmung mit der Beziehung (V_AB dt/2nπ). Das Programm geht dann zu einem Schritt 265 weiter, bei dem der Korrekturfaktor Kv des dy namisch belasteten Reifenradius r_AB auf der Grundlage der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB unter Nachsehen in der in Fig. 10 gezeigten Tabelle ermittelt wird und ein korrigierter Radius r_RF des dynamisch belasteten Reifens in Übereinstimmung mit der Beziehung (r_AB/Kv) bestimmt wird.

Nachfolgend wird in einem Schritt 270 ein Reifeninnen druck bzw. Reifendruck Pr auf der Grundlage des korrigier ten Radius r_RF des dynamisch belasteten Reifens unter Nach sehen in der in Fig. 9 gezeigten Tabelle bestimmt. Das Pro gramm geht dann zu einem Schritt 275 weiter, bei dem ermit telt wird, ob der Reifendruck Pr kleiner als oder gleich groß wie eine gegebene zulässige untere Grenze Po ist oder nicht. Falls die Antwort "NEIN" erhalten wird, woraus ge schlossen wird, daß der Reifendruck Pr größer ist als die gegebene zulässige untere Grenze Po, kehrt das Programm zu dem Schritt 200 zurück. Falls andererseits die Antwort "JA" erhalten wird, läuft das Programm dann zu einem Schritt 280 weiter, bei dem ein Alarm über die Anzeigeeinheit 5 abgege ben wird, um anzuzeigen, daß der Reifen teilweise oder vollständig unaufgepumpt ist.

Fig. 14 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Sy stems zur Überwachung des Reifenzustands. Die ungefederte Resonanzfrequenz ist, wie bereits anhand der Fig. 3 und 4 erläutert wurde, auf der Grundlage des Radgeschwindig keitssignals jedes Rads erfaßbar und besitzt vertikale und longitudinale Resonanzpunkte. Sowohl die vertikalen als auch die longitudinalen Resonanzpunkte werden, wie in Fig. 12 gezeigt ist, verschoben, wenn der Reifendruck abfällt. Daher versteht es sich, daß das Ausmaß des Aufblasenseins jedes Reifens dadurch gemessen werden kann, daß eine Verän derung zumindest eines der vertikalen und longitudinalen Resonanzpunkte erfaßt wird.

Das Reifenzustands-Überwachungssystem ist bei diesem Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß es einen Reifendruck Pf auf der Grundlage der Veränderung des Resonanzpunkts der ungefederten Resonanzfrequenz und den Reifendruck Pr auf der Grundlage des Radius des dynamisch belasteten Reifens, wie bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel dar gelegt, überwacht. Wenn der Unterschied zwischen dem Rei fendruck Pf und dem Reifendruck Pr kleiner ist als ein ge gebener Schwellwert ΔP und wenn sich die Reifendrücke Pf und Pr unter eine zulässige untere Grenze Po verringern, wird ein Alarm an den Fahrer abgegeben.

Die Fig. 14 und 15 zeigen ein Ablaufdiagramm eines Programms in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungs beispiel des Systems zur Überwachung des Reifenzustands. Dieses Programm wird für jeden Reifen durchgeführt. Schrit te 300 bis 370 sind dieselben wie die in Fig. 11 gezeigten Schritte 200 bis 270 und werden daher nicht nochmals im einzelnen erläutert.

In einem Schritt 375 wird der sich bewegende bzw. glei tende Mittelwert (moving average) zur weiteren Verbesserung der Mittelwertbildung der Ergebnisse der schnellen Fourier- Transformationsoperation im Schritt 335 gebildet, um den Resonanzpunkt klarer zu machen. In einem Schritt 380 wird eine Resonanzfrequenz für einen der vertikalen und longitu dinalen Resonanzpunkte des ungefederten Abschnitts erfaßt. In einem Schritt 385 wird der Reifendruck Pf auf der Grund lage der Resonanzfrequenz fk durch Nachsehen unter Benut zung von tabellierten Daten, wie sie in Fig. 13 gezeigt sind, ermittelt.

Nachfolgend läuft das Programm zu einem Schritt 390 weiter, bei dem der Unterschied (Pf - Pr) zwischen den im Schritt 370 gewonnenen Reifendrücken Pr und dem im Schritt 385 bestimmten Reifendruck Pf ermittelt und bestimmt wird, ob der Unterschied (Pf - Pr) kleiner ist als ein gegebener Schwellenwert ΔP oder nicht. Falls die Antwort "JA" erhal ten wird, schreitet das Programm zu einem Schritt 395 wei ter, bei dem ermittelt wird, ob beide Reifendrücke Pf und Pr kleiner sind als eine zulässige untere Grenze Po. Falls die Antwort "JA" erhalten wird, geht das Programm zu einem Schritt 396 weiter, bei dem ein Alarm über die Anzeigeein heit 5 an den Fahrer abgegeben wird, um anzuzeigen, daß der Reifen teilweise oder vollständig unaufgeblasen ist. Mit dieser Ausgestaltung wird der Reifendruck mit höherer Ge nauigkeit als bei dem vorstehend erläuterten Ausführungs beispiel gemessen.

In den Fig. 16 und 17 ist ein drittes Ausführungs beispiel des Systems zum Überwachen des Reifenzustands ge zeigt. Das gezeigte Programm wird für jeden Reifen durchge führt. Die Schritte 400 bis 430 sind dieselben wie die Schritte 300 bis 335, die in Fig. 14 gezeigt sind, und de ren detaillierte Erläuterung entfällt somit im folgenden.

Nach dem Schritt 430 geht das Programm zu einem Schritt 435 über, bei dem erfaßt wird, ob die ermittelte Fahrzeug geschwindigkeit V in einen Bereich fällt, der von einer un teren Grenze V_L (zum Beispiel 10 km/h) bis zu einer oberen Grenze V_U (beispielsweise 150 km/h) reicht, oder außerhalb dieses Bereichs liegt. Falls die Antwort "JA" erhalten wird, geht das Programm zu einem Schritt 440 weiter, bei dem bestimmt wird, ob die Veränderung ΔV der Fahrzeugge schwindigkeit V, die im Schritt 400 ermittelt wurde, größer ist als ein vorbestimmter Wert V_L, der größer als der Refe renzwert V_O im Schritt 405 ist. Falls die Antwort "JA" er halten wird, geht das Programm dann zu einem Schritt 485 weiter.

Wie vorstehend erläutert wurde, basiert die Bestimmung des Reifendrucks unter Einsatz der Resonanzfrequenz fk des ungefederten Abschnitts auf der Größe von Frequenzkomponen ten innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs von Vibrationen, die auf den ungefederten Abschnitt einwirken. Die ungefederten Vibrationen sind üblicherweise verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit extrem niedrig ist, so daß folglich der Nachteil auftritt, daß die Meßgenauigkeit des Reifendrucks verschlechtert ist. Weiterhin ist nahezu keine ungefederte Vibration vorhanden, wenn die Fahrzeuggeschwin digkeit hoch ist (beispielsweise oberhalb von 150 km/h liegt). Dies führt zu dem Nachteil, daß es schwierig ist, den Reifendruck zu überwachen. Wenn weiterhin das Fahrzeug sich auf einer eisglatten Straßenoberfläche bewegt, be schränkt die Glätte der Straßenoberfläche die Entstehung der ungefederten Vibration, wodurch es schwieriger wird, den Reifendruck zu bestimmen.

Falls daher bei diesem Ausführungsbeispiel die Antwort "NEIN" in dem Schritt 435 oder 440 erhalten wird, d. h. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V außerhalb des Bereichs zwi schen der unteren Grenze V_L und der oberen Grenze V_U liegt und das Fahrzeug sich auf einer ebenen Straßenoberfläche bewegt, die lediglich geringe Vibrationen hervorruft, wird der Reifendruck unter Heranziehung des Radius r_AB des dyna misch belasteten Reifens auf der Grundlage der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB in Übereinstimmung mit den Schritten 445 bis 480 bestimmt.

Falls in dem Schritt 440 die Antwort "JA" erhalten wird, woraus geschlossen wird, daß die Veränderung ΔV der Fahrzeuggeschwindigkeit V größer ist als der vorbestimmte Wert V_L, geht das Programm zu dem Schritt 485 weiter. Die Schritte 485 bis 495 sind dieselben wie die Schritte 375 bis 385, die in Fig. 14 gezeigt sind, und werden daher hier nicht nochmals erläutert.

In ähnlicher Weise sind die Schritte 445 bis 480 im we sentlichen dieselben wie die in Fig. 14 gezeigten Schritte 340 bis 370, mit der Ausnahme des Schritts 470.

In dem Schritt 470 wird der Unterschied zwischen einer absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit VEB, die auf der Grund lage der Phasendifferenz τ zwischen dem rechten vorderen und hinteren Rad bestimmt wurde, und einer absoluten Fahr zeuggeschwindigkeit V_LAB ermittelt, die auf der Grundlage der Phasendifferenz τ zwischen den linken vorderen und hin teren Rädern ermittelt wurde, und es wird eine Bestimmung getroffen, ob der Unterschied |V_RAB - V_LAB| kleiner ist als ein gegebener Wert ΔV_AB oder nicht. Falls die Antwort "JA" erhalten wird, was bedeutet, daß das Fahrzeug geradeaus fährt, geht das Programm zu dem Schritt 475 weiter.

Nachdem beide Reifendrücke Pf und Pr in den Schritten 480 und 495 bestimmt wurden, geht das Programm zu dem Schritt 496 weiter, bei dem ermittelt wird, ob einer der Reifendrücke Pf und Pr kleiner ist als die zulässige untere Grenze Po. Falls die Antwort "JA" erhalten wird, schreitet das Programm dann zu dem Schritt 497 weiter, bei dem ein Alarm über die Anzeigeeinheit 5 an den Fahrer abgegeben wird, um anzuzeigen, daß der Reifen teilweise oder voll ständig unaufgeblasen bzw. luftleer ist.

Im folgenden wird ein viertes Ausführungsbeispiel des Systems zur Überwachung des Reifenzustands beschrieben.

Das vorstehend erläuterte zweite und dritte Ausfüh rungsbeispiel des Systems zur Überwachung des Reifenzu stands, das mit der ungefederten Resonanzfrequenz fk arbei tet, bieten den Vorteil, daß der Reifendruck genau bestimmt wird. Jedoch wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Rei fenwechsel nicht berücksichtigt, wodurch das Problem ent steht, daß der Reifendruck nicht genau erfaßt werden kann, wenn ein Reifen durch einen anderen Reifen ersetzt wird, da die zulässige untere Grenze Po für die Bestimmung der Größe des Druckverlusts des Reifens auf einen festen Wert festge legt ist. Daher ist das vierte Ausführungsbeispiel des Systems zur Überwachung der Reifenzustände so ausgelegt, daß dieses Problem beseitigt ist.

Üblicherweise wird eine Veränderung der ungefederten Resonanzfrequenz nahezu bzw. fast ausschließlich durch eine Veränderung der Federkonstante aufgrund der Veränderung des Reifendrucks bewirkt. Der Reifendruck kann somit gleichför mig ohne den Einfluß irgendeines anderen Grunds wie etwa der Reifenabnützung gemessen werden. Somit kann der Reifen druck mit hoher Genauigkeit dadurch gemessen werden, daß die Veränderung der ungefederten Resonanzfrequenz entweder in der vertikalen oder in der longitudinalen Richtung er faßt wird. Diese Messung wird jedoch unter der Annahme durchgeführt, daß dieselbe Art von Reifen an dem Fahrzeug montiert ist. Im allgemeinen ist, wie in Fig. 18 gezeigt, ein regulärer Reifendruck in Abhängigkeit von der Art des Reifens unterschiedlich, auch wenn die ungefederten Reso nanzfrequenzen dieselben sind. Demgemäß wird bei dem vier ten Ausführungsbeispiel des Reifenzustands-Überwachungssy stems ein Referenzwert für die Bestimmung des Ausmaßes des Druckverlusts des Reifens in Übereinstimmung mit der Art des Reifens wie etwa einem Radialreifen, einem stollen- bzw. spikelosen Schneereifen oder einem Reifen mit niedri gerem Längenverhältnis (lower aspect ratio tire) geändert. In den Fig. 18 und 19 zeigt eine Linie Z die Relation zwischen der ungefederten Resonanzfrequenz und der zulässi gen unteren Grenze P_O eines normalen Radialreifens, eine Linie Y die Relation zwischen der ungefederten Resonanzfre quenz und der zulässigen unteren Grenze P_O eines spikelosen Schneereifens und eine Linie X die Relation zwischen der ungefederten Resonanzfrequenz und der zulässigen unteren Grenze P_O eines Reifens mit geringerem Längenverhältnis an.

Die Art des Reifens wird unter Heranziehung des Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens und der ungefederten Resonanzfrequenz fk bestimmt. Die Resonanzfrequenz fk ist, wie in Fig. 19 gezeigt ist, direkt proportional dem Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens entsprechend der Art des Reifens.

In den Fig. 20 und 21 ist ein Ablaufdiagramm eines aus logischen Schritten bestehenden Programms gezeigt, das durch die elektronische Steuereinheit 4 bei dem vierten Ausführungsbeispiel des Systems zur Überwachung des Reifen zustands durchgeführt wird. Dieses Programm wird für jeden Reifen ausgeführt.

Die Schritte 501 bis 535 sind dieselben wie die Schrit te 300 bis 335, die in Fig. 14 gezeigt sind, und werden da her nicht nochmals in Einzelheiten erläutert.

Der Schritt 515 ist für die Ermittlung vorgesehen, ob die Art des Reifens bereits ermittelt wurde oder nicht. Falls eine Kennung F eine 1 anzeigt, was bedeutet, daß die Art des Reifens bereits ermittelt wurde, geht das Programm zu dem Schritt 550 weiter, der im folgenden beschrieben wird.

Die Schritte 540 bis 544 sind dieselben wie die Schrit te 340 bis 360, die in Fig. 14 gezeigt sind. Der Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens wird auf der Grundlage der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB ermittelt.

Die Schritte 545 und 546 werden gleichzeitig mit den Schritten 540 bis 544 abgearbeitet. In dem Schritt 375 (oder 545) wird der sich bewegende bzw. gleitende Durch schnitt des Mittelwerts der Ergebnisse der schnellen Fou rier-Transformationsoperationen gebildet. Im Schritt 546 wird die Resonanzfrequenz fk bestimmt.

Nachfolgend geht das Programm zu dem Schritt 547 wei ter, bei dem die Art des Reifens auf der Grundlage des im Schritt 544 gewonnenen Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens und der im Schritt 546 gewonnenen ungefederten Resonanzfrequenz fk unter Nachsehen in der Karte bzw. den Kennlinien, die in Fig. 19 gezeigt ist bzw. sind, ermit telt. Das Programm schreitet dann zu dem Schritt 548 wei ter, bei dem die ausgewählte zulässige untere Grenze P_O aus fLa, fLb und fLc auf der Grundlage der anhand des Nachse hens in der Karte bzw. dem Kennfeld bestimmten Art des Rei fens ausgewählt wird, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Das Pro gramm geht dann zu dem Schritt 549 weiter, bei dem die Ken nung F auf 1 gesetzt wird. Es sei angemerkt, daß die Be stimmung der Art des Reifens lediglich unmittelbar nach dem Starten des Fahrzeugs getroffen wird. In der Praxis ist es wünschenswert, daß die zulässige untere Grenze P_O im Schritt 548 lediglich dann geändert wird, wenn alle Reifen oder die Reifen der angetriebenen Räder gewechselt werden.

Sobald die Art des Reifens bestimmt ist, kehrt das Pro gramm zu dem Schritt 501 zurück. Falls in beiden Schritten 505 und 510 die Antwort "JA" erhalten wird, wird im Schritt 515 ermittelt, daß die Kennung F 1 ist und das Programm geht dann zu dem Schritt 550 weiter.

Im Schritt 550 wird die schnelle Fourier-Transformation (FFT) von Frequenzkomponenten der Radgeschwindigkeit V ge bildet und die Anzahl N der Operationen der schnellen Fou rier-Transformation FFT erzielt (N = N + 1). Die Schritte 501 bis 550 werden wiederholt, bis ein vorab ausgewählter Zählwert N_O erreicht ist.

Im Schritt 560 werden die Ergebnisse der FFT-Operatio nen einer Mittelwertbildung unterzogen. Im Schritt 565 wird der sich bewegende Durchschnitt bzw. gleitende Mittelwert des Durchschnittswerts der Ergebnisse der schnellen Fou rier-Transformationsoperationen gebildet. Im Schritt 546 (oder 570) wird die Resonanzfrequenz fk auf der Grundlage der Ergebnisse im Schritt 565 bestimmt.

Anschließend geht das Programm zu einem Schritt 575 weiter, bei dem bestimmt wird, ob die ungefederte Resonanz frequenz fk kleiner als die zulässige untere Grenze P~ (d. h. fLa, fLb oder fLc) ist oder nicht. Falls die Antwort "JA" erhalten wird, geht das Programm dann zu dem Schritt 580 weiter, bei dem ein Alarmsignal über die Anzeigeeinheit 5 erzeugt wird, um anzuzeigen, daß der Reifen teilweise oder vollständig luftleer ist.

Die Bestimmung der Art des Reifens kann alternativ un ter Nachschlagen in bzw. Zugriff auf eine Karte bzw. Kenn liniendarstellung (Kennfeld) durchgeführt werden, wie sie in Fig. 22 gezeigt ist. In diesem Fall wird die Art des Reifens auf der Basis derjenigen Region aus den Regionen X, Y und Z ermittelt, in die der Radius r_AB des dynamisch be lasteten Reifens und die ungefederte Resonanzfrequenz fk fallen.

Zusätzlich kann die Bestimmung der Art des Reifens un ter Nachschlagen in bzw. Zugreifen auf eine Karte bzw. Ta belle durchgeführt werden, wie sie in Fig. 23 gezeigt ist. Diese Tabelle definiert Zonen in der Anordnung einer 3 × 3- Matrix, wobei jede Zone die Art des Reifens anzeigt. Auf der Grundlage von Abweichungen des Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens und der ungefederten Resonanzfrequenz fk von denjenigen eines standardmäßigen Radialreifens, der in der Fabrik montiert wird, wird die Art des Reifens ermit telt.

Es wurde gefunden, daß sich in dem Fall eines standard mäßigen Radialreifens der Radius r_AB des dynamisch belaste ten Reifens und die ungefederte Resonanzfrequenz fk gleich zeitig aufgrund einer Veränderung des Reifendrucks verän dern. Diese Charakteristik ist in den Zonen "a" gezeigt.

In dem Fall eines stollen- bzw. spikelosen Schneerei fens ist das verwendete Gummimaterial üblicherweise weich und zeigt eine verringerte ungefederte Resonanzfrequenz fk. Diese Charakteristik ist in der Zone "b" gezeigt. Weiterhin ist in dem Fall eines Reifens mit niedrigerem Längenver hältnis eine Federkonstante normalerweise niedriger als bei einem Standard-Radialreifen, wodurch eine vergrößerte unge federte Resonanzfrequenz fk hervorgerufen wird. Diese Cha rakteristik ist in den Zonen "c" gezeigt.

Schraffierte Zonene zeigen Bereiche an, bei denen es schwierig ist, zu entscheiden, ob die Art des angebrachten Reifens ein Standard-Radialreifen oder eine andere Art ist, jedoch kann die Reifenart projiziert bzw. berechnet werden, indem die Ermittlungsergebnisse von anderen Reifen in der nachstehenden Weise herangezogen werden. Üblicherweise ist nahezu keine Möglichkeit gegeben, daß sich alle vier oder zwei Reifen gleichzeitig hinsichtlich des Reifendrucks auf grund von anderen Ursachen als einem Reifenwechsel verrin gern oder erhöhen. Wenn daher solche Zustände angetroffen werden, kann bestimmt werden, daß die Reifen gewechselt wurden. Wenn daher die ungefederten Resonanzfrequenzen fk und die Radien der dynamisch belasteten Reifen für alle vier oder zwei Reifen gleichzeitig verringert werden bzw. sind, wird festgestellt, daß die Reifen durch spikelose Schneereifen ersetzt wurden. Wenn umgekehrt die ungefeder ten Resonanzfrequenzen fk und die Radien der dynamisch be lasteten Reifen bei allen vier oder zwei Reifen gleichzei tig erhöht werden, wird festgestellt, daß die Reifen durch Reifen mit kleinerem Längenverhältnis ersetzt wurden.

Nachstehend wird ein fünftes Ausführungsbeispiel des Systems zum Überwachen der Reifenzustände beschrieben. Die ses Ausführungsbeispiel ist für die Messung des Ausmaßes der Reifenabnutzung auf der Grundlage des Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens und der ungefederten Resonanz frequenz fk ausgelegt.

Üblicherweise verändert sich die Resonanzfrequenz eines ungefederten Abschnitts selbst dann nicht, wenn sich der Reifen abgenutzt hat. Es ist daher anzumerken, daß das Aus maß der Reifenabnutzung dadurch erfaßbar ist, daß eine Ab weichung des auf der Grundlage der ungefederten Resonanz frequenz bestimmten Radius des dynamisch belasteten Reifens von demjenigen, wenn sich das Fahrzeug geradlinig im norma len Zustand, bei dem keine Reifenabnutzung vorliegt, fährt, gefunden wird.

Fig. 24 zeigt die Beziehung zwischen dem Radius r_AB (m) des dynamisch belasteten Reifens, der auf der Grundlage der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit V_AB berechnet wurde, und dem Reifendruck (kg/cm²). Weiterhin zeigt Fig. 25 die Be ziehung zwischen der ungefederten Resonanzfrequenz fk (Hz) und dem Reifendruck (kg/cm²). Auf der Grundlage dieser Be ziehungen, die in den Fig. 24 und 25 gezeigt sind, kann die Beziehung zwischen dem Radius r_AB (m) des dynamisch be lasteten Reifens und der ungefederten Resonanzfrequenz fk (Hz), wie in Fig. 26 gezeigt, gefunden werden. Fig. 26 zeigt eine Veränderung des Radius r_AB des dynamisch bela steten Reifens, wenn sich lediglich der Reifendruck ohne Reifenabnutzung unter normalen Bedingungen der Geradeaus fahrt für eine gegebene Zeitdauer ändert. Wenn alle vier Reifen noch keine Abnutzung zeigen oder andernfalls im we sentlichen im gleichen Ausmaß abgenutzt wurden, wird eine Korrelation zwischen der ungefederten Resonanzfrequenz fk jedes Reifens (d. h. dem Reifendruck) und dem Druck bzw. Ra dius r_AB des dynamisch belasteten Reifens durch eine Linie definiert, die durch Punkte P₁ bis P₄ verläuft. Hierbei ist anzumerken, daß P₁ einen minimalen Reifendruck zeigt, wäh rend P₄ einen maximalen Reifendruck angibt.

Fig. 27 zeigt den Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens im abnutzungsfreien Zustand, wenn der Reifendruck Pi und die ungefederte Resonanzfrequenz fk gleich fi ist. PiL zeigt den Fall, bei dem der Reifendruck absinkt, während PiH den Fall darstellt, daß der Reifendruck größer wird als der reguläre Pegel. Im Gegensatz hierzu erfährt der Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens eine Verän derung von Δr auf R_RFi, wenn der Reifen abgenutzt wird bzw. ist, während der Reifendruck bei Pi bleibt. Es versteht sich, daß das Ausmaß der Reifenabnutzung dadurch bestimmt werden kann, daß die Veränderung Δr des Radius r_AB des dy namisch belasteten. Reifens ermittelt wird.

In der Praxis wird die Phasendifferenz τ zwischen den vorderen und hinteren Rädern gewonnen, wie vorstehend er läutert wurde, und der Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens wird auf der Grundlage der absoluten Fahrzeugge schwindigkeit V_AB berechnet, um die ungefederte Resonanz frequenz fk zu ermitteln, um das Ausmaß der Reifenabnutzung auf der Grundlage der Veränderung Δr des Radius r_AB des dy namisch belasteten Reifens unter Nachsehen in einer bzw. unter Zugriff auf eine Karte bzw. Tabelle (Kennlinie), wie sie in Fig. 27 gezeigt ist, zu berech nen.

Die Fig. 28 und 29 zeigen eine Flußbilddarstellung eines Programms, das bei dem fünften Ausführungsbeispiel des Systems zur Überwachung des Reifenzustands durchgeführt wird. Dieses Programm wird für jeden Reifen ausgeführt. Schritte 600 bis 635 und Schritte 640 bis 650 sind diesel ben wie Schritte 300 bis 360 und Schritte 375 bis 380, die jeweils in Fig. 14 gezeigt sind und daher hier nicht noch mals in größeren Einzelheiten erläutert werden.

Im Schritt 636, der ähnlich dem in Fig. 11 gezeigten Schritt 265 ist, wird der Korrekturfaktor Kv des Radius r_AB des dynamisch belasteten Reifens auf der Grundlage der ab soluten Fahrzeuggeschwindigkeit VAB durch Zugriff auf eine Tabelle bzw. Kennlinie, wie in Fig. 10 gezeigt, ermittelt und ein korrigierter Radius r_RF des dynamisch belasteten Reifens wird in Übereinstimmung mit der Beziehung (r_AB/Kv) zur Beseitigung des Einflusses der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Im Schritt 655 wird ein Radius R_RF des dynamisch belasteten Reifens unter normalen Bedingungen mit fehlender Reifenabnutzung auf der Basis der ungefederten, im Schritt 545 gewonnenen Resonanzfrequenz fk dadurch bestimmt, daß auf die in Fig. 26 gezeigte Karte bzw. Kennlinie, die in der elektronischen Steuereinheit 4 gespeichert ist, zuge griffen wird.

Nachfolgend schreitet das Programm zu einem Schritt 660 weiter, bei dem das Ausmaß Δr der Reifenabnutzung (d. h. die Veränderung des Radius r_AB des dynamisch belasteten Rei fens) dadurch ermittelt wird, daß der korrigierte Radius r_RF des dynamisch belasteten Reifens von dem Radius RRF des dynamisch belasteten Reifens subtrahiert wird. Das Programm geht dann zu dem Schritt 656 weiter, bei dem bestimmt wird, ob das Ausmaß Δr größer als ein gegebener Schwert mH ist oder nicht. Falls die Antwort "JA" erhalten wird, schreitet das Programm zum Schritt 670 weiter, bei dem ein Alarm erzeugt wird, um den Fahrer davon zu informieren, daß sich der Reifen unterhalb eines regulären Pegels bzw. über ein bestimmtes Maß hinaus abgenutzt hat.

Die Fig. 30 und 31 zeigen ein sechstes Ausführungs beispiel des Systems zur Überwachung des Reifenzustands. Dieses Ausführungsbeispiel ist so ausgelegt, daß es den Ra dius r_AB des dynamisch belasteten Reifens unter Heranzie hung des Ausmaßes der Reifenabnutzung korrigiert, das auf der Grundlage des Radius des dynamisch belasteten Reifens und der ungefederten Resonanzfrequenz er mittelt wurde, um den Reifendruck mit höherer Genauigkeit zu bestimmen. Schritte 700 bis 714 und Schritte 720 bis 721 sind dieselben wie Schritte 300 bis 365 und 375 bis 380, die jeweils in Fig. 11 gezeigt sind, und werden daher nicht nochmals in größeren Einzelheiten erläutert.

In dem Schritt 722 wird der Radius R_RF des dynamisch belasteten Reifens beim normalen Zustand fehlender Reifen abnutzung in gleichartiger Weise wie beim Schritt 655 auf der Grundlage der ungefederten Resonanzfrequenz fk, die im Schritt 721 gewonnen wurde, ermittelt.

Nach den Schritten 714 und 722 schreitet das Programm zum Schritt 730 weiter, bei dem ermittelt wird, ob eine Kennung F 1 ist oder nicht. Falls die Antwort "NEIN" erhal ten wird, schreitet das Programm zum Schritt 735 weiter, bei dem das Ausmaß der Reifenabnutzung Δr dadurch ermittelt wird, daß der korrigierte Radius r_RF des dynamisch belaste ten Reifens von dem Radius R_RF des dynamisch belasteten Reifens subtrahiert wird. Sobald das Ausmaß Δr der Reifen abnutzung nach dem Starten des Fahrzeugs bestimmt wurde, wird die Kennung F im Schritt 736 auf 1 gesetzt. Dies liegt daran, daß die Bestimmung des Ausmaßes der Reifenabnutzung als adäquat bzw. richtig betrachtet werden kann, solange sie einmal nach dem Starten des Fahrzeugs durchgeführt wurde, da sich der Reifen üblicherweise nicht übermäßig ab nutzt, während sich das Fahrzeug bewegt. Weiterhin muß die Bestimmung des Ausmaßes der Reifenabnutzung nicht stets un mittelbar nach dem Anlassen des Fahrzeugs oder dem Ein schalten eines Zündschalters durchgeführt werden, sondern kann jeweils zu mehreren Zeitpunkten bzw. nach jeweils ei ner bestimmten Anzahl dieser Vorgänge durchgeführt werden.

Falls die Antwort "JA" im Schritt 730 oder nach dem Schritt 736 erhalten wird, geht das Programm zum Schritt 740 weiter, bei dem der in dem Schritt 714 gewonnene korri gierte Radius r_RF des dynamisch belasteten Reifens weiter hin dadurch korrigiert wird, daß das Ausmaß der Reifenab nutzung Δr hinzuaddiert wird, um einen neuen korrigierten Radius r_FF des dynamisch belasteten Reifens zu bestimmen. Das Programm geht dann zu dem Schritt 745 weiter, bei dem der Reifendruck Pr auf der Grundlage des korrigierten Radi us r_FF des dynamisch belasteten Reifens unter Nachsehen in einer bzw. Zugreifen auf eine Tabelle bestimmt wird, die in Fig. 9 gezeigt ist. Das Programm geht dann zu dem Schritt 750 über, bei dem ermittelt wird, ob der Reifendruck Pr kleiner als ein gegebener Schwellwert P₀ ist oder nicht. Falls die Antwort "JA" erhalten wird, geht das Programm dann zu dem Schritt 755 weiter, bei dem ein Alarm erzeugt wird, um den Fahrer davon zu informieren, daß der Reifen teilweise oder vollständig luftleer ist.

Das erfindungsgemäße, vorstehend beschriebene System zum Überwachen des Reifenzustands ist imstande, den Reifen druck, die Art des Reifens oder das Ausmaß der Reifenabnut zung zu bestimmen. Es ist somit möglich, dieses System zur Überwachung des Reifenzustands gemeinsam mit oder bei Sy stemen wie etwa einem Antiblockiersystem ABS, einem Trakti onssteuersystem (TCS = traction control system) oder einem 4WS-System (four-wheel steering system) einzusetzen. Im Fall des ABS-Systems kann ein Referenzwert zum Steuern ei nes Bremsdrucks in Abhängigkeit von der Art des Reifens korrigiert werden, wodurch die Bremssteuerung mit korrekter Zeitsteuerung eingeleitet wird, was zu einer noch weiteren Verbesserung der Effizienz der Bremssteuerung führt.

Es wird somit ein System zum Bestimmen der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit beschrieben, das allgemein einen ersten Sensor zum Erfassen einer auf ein Vorderrad einwirk enden ungefederten Vibrationsfrequenzkomponente und einen zweiten Sensor zum Erfassen einer auf ein Hinterrad einwir kenden ungefederten Vibrationsfrequenzkomponente aufweist. Die Phasendifferenz zwischen den ungefederten Vibrations frequenzkomponenten wird ermittelt, um die absolute Ge schwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Phasen differenz und des Radabstands des Fahrzeugs zu ermitteln. Zusätzlich wird ein System zum Überwachen eines Reifenzu stands beschrieben, das so ausgelegt ist, daß es die Eigen schaften des Reifens, beispielsweise den Reifendruck, die Art des Reifens oder das Ausmaß der Reifenabnutzung unter Heranziehung der berechneten absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs überwacht.

Claims

1. Einrichtung zum Ermitteln einer Absolutgeschwindigkeit eines Fahrzeugs, mit
einer ersten Detektoreinrichtung (2a, 2b, 3a, 3b) zum Erfassen einer auf ein Vorderrad (1a, 1b) einwirken den, ungefederten Vibrationsfrequenzkomponente und zum Erzeugen eines diese anzeigenden Signals, wobei die erste Detektoreinrichtung eine Vorderradgeschwindigkeit zur Erzeugung eines die Vorderradgeschwindigkeit anzeigenden Signals erfaßt, das eine ungefederte Resonanzfrequenz aufgrund von Vibrationseinwirkungen von der Straßenoberfläche her enthält,
einer zweiten Detektoreinrichtung (2c, 2d, 3c, 3d) zum Erfassen einer auf ein Hinterrad (1c, 1d) einwirken den, ungefederten Vibrationsfrequenzkomponente und zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals, wobei die zweite Detektoreinrichtung eine Hinterradgeschwindigkeit zur Erzeugung eines die Hinterradgeschwindigkeit anzeigenden Signals erfaßt, das eine ungefederte Resonanzfrequenz aufgrund von Vibrationseinwirkungen von der Straßenoberfläche enthält,
einer Phasendifferenz-Ermittlungseinrichtung (4), die auf die von der ersten und der zweiten Detektorein richtung stammenden Signale zur Ermittlung einer Phasen differenz zwischen den auf das Vorder- und Hinterrad ein wirkenden ungefederten Vibrationsfrequenzkomponenten und zur Bereitstellung eines diese anzeigenden Signals an spricht, wobei die Phasendifferenz-Ermittlungseinrichtung unter Heranziehung einer Fourier-Transformation die Phasendifferenz zwischen dem die Vorderradgeschwindigkeit anzeigenden Signal und dem die Hinterradgeschwindigkeit anzeigenden Signal bezüglich der Resonanzfrequenz erfaßt, und
einer auf das von der Phasendifferenz-Ermittlungs einrichtung stammende Signal ansprechenden Fahrzeugge schwindigkeits-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Phasendifferenz und eines Radabstands des Fahrzeugs.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz-Ermittlungseinrichtung die Phasendifferenz dann bestimmt, wenn eine Veränderung bei der ungefederten Resonanzfrequenz, die in den die Vorder- und Hinterradgeschwindigkeit anzeigenden Signalen enthalten ist, größer ist als ein gegebener Frequenzwert und wenn die Zeitdauer, während der die ungefederte Resonanzfrequenz den gegebenen Frequenzwert über schreitet, größer ist als eine gegebene Zeitdauer.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz-Ermitt lungseinrichtung einen ersten Zeitpunkt, bei dem ein maximaler Wert der ungefederten, auf das Vorderrad einwirkenden Vibrationsfrequenzkomponente erzeugt wird, und einen zweiten Zeitpunkt ermittelt, zu dem ein maximaler Wert der ungefederten, auf das Hinterrad einwirkenden Vibrationsfrequenzkomponente erzeugt wird, wobei die Phasendifferenz-Ermittlungseinrichtung die Zeitdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt ermittelt, um die Phasendifferenz zu bestimmen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz-Ermittlungseinrichtung den ersten und den zweiten Zeitpunkt dann ermittelt, wenn die Verhältnisse der maximalen Werte der auf die Vorder- und Hinterräder einwirkenden ungefederten Vibrationsfrequenzkomponenten innerhalb einer vorab ausgewählten Abtastzeitperiode für die ungefederte Vibrationsfrequenzkomponente jeweils größer sind als ein gegebener Wert.

5. Einrichtung zum Überwachen von Reifenzuständen eines Fahrzeugs, mit
einer ersten Detektoreinrichtung zum Erfassen einer ungefederten, auf ein Vorderrad einwirkenden Vibrations frequenzkomponente und zum Erzeugen eines diese anzeigen den Signals,
einer zweiten Detektoreinrichtung zum Erfassen einer ungefederten, auf ein Hinterrad einwirkenden Vibrations frequenzkomponente und zum Erzeugen eines diese anzeigen den Signals,
einer auf die von der ersten und der zweiten Detek toreinrichtung abgegebenen Signale ansprechenden Phasen differenz-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Pha sendifferenz zwischen den auf die Vorder- und Hinterräder einwirkenden ungefederten Vibrationsfrequenzkomponenten, um ein diese anzeigendes Signal zu erzeugen,
einer auf das von der Phasendifferenz-Ermittlungs einrichtung stammende Signal ansprechenden Fahrzeugge schwindigkeits-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Phasendifferenz und eines Radabstands des Fahrzeugs,
einer Radgeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Radgeschwindigkeit, und
einer Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung zum Er mitteln einer Veränderung des Radius eines dynamisch belasteten Reifens während des Fahrens auf der Grundlage der durch die Radgeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung ermittelten Radgeschwindigkeit und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung berechneten absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs, um einen Reifendruck unter Heranziehung einer vorbestimmten Relation zu dem Radius des dynamisch belasteten Reifens zu bestimmen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung einen Alarm an den Fahrer abgibt, wenn der Reifendruck kleiner ist als ein gegebener Schwellwert.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Resonanzfrequenz-Ermittlungsein richtung zum Ermitteln einer ungefederten Resonanzfre quenz jedes Rads vorhanden ist, daß die Reifenzustands- Ermittlungseinrichtung einen ersten Reifendruck auf der Grundlage der durch die Radgeschwindigkeits-Ermittlungs einrichtung ermittelten Radgeschwindigkeit und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung be rechneten absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermit telt sowie einen zweiten Reifendruck auf der Grundlage der durch die Resonanzfrequenz-Ermittlungseinrichtung er mittelten ungefederten Resonanzfrequenz erfaßt, wobei die Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung auf das Vorhanden sein einer Veränderung des Reifendrucks schließt, wenn der Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Rei fendruck kleiner ist als ein gegebener Wert und zumindest der erste und/oder der zweite Reifendruck kleiner ist als ein gegebener Schwellwert.

8. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Resonanzfrequenz-Ermittlungsein richtung zum Ermitteln einer ungefederten Resonanzfre quenz jedes Rads vorhanden ist, daß die Reifenzustands- Ermittlungseinrichtung einen ersten Reifendruck auf der Grundlage der durch die Radgeschwindigkeits-Ermittlungs einrichtung ermittelten Radgeschwindigkeit und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung be rechneten absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermit telt und einen zweiten Reifendruck auf der Grundlage der durch die Resonanzfrequenz-Ermittlungseinrichtung ermittelten ungefederten Resonanzfrequenz erfaßt, und daß die Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung auf das Vorliegen einer Veränderung des Reifendrucks auf der Grundlage des ersten Reifendrucks dann schließt, wenn die durch die Radgeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung ermittelte Radgeschwindigkeit außerhalb eines gegebenen Bereichs liegt, und auf der Grundlage des zweiten Reifendrucks dann schließt, wenn die Radgeschwindigkeit in dem gegebe nen Bereich liegt.

9. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermitt lungseinrichtung erste und zweite absolute Geschwindig keiten des Fahrzeugs auf der Grundlage der Phasendiffe renzen zwischen den rechten Vorder- und Hinterrädern und den linken Vorder- und Hinterrädern und dem Radabstand des Fahrzeugs ermittelt, und die Reifenzustands-Ermitt lungseinrichtung auf das Vorhandensein einer Veränderung des Reifendrucks schließt, wenn der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten absoluten Geschwindigkeit kleiner ist als ein bestimmter Wert.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung auf der Grundlage des zweiten Reifendrucks folgert, daß eine Veränderung des Reifendrucks vorliegt, wenn die Radgeschwindigkeit in dem gegebenen Bereich liegt und eine Veränderung der Radgeschwindigkeit größer ist als ein vorab ausgewählter Wert.

11. Einrichtung zum Überwachen von Reifenzuständen eines Fahrzeugs, mit
einer ersten Detektoreinrichtung zum Erfassen einer auf ein Vorderrad einwirkenden ungefederten Vibrations frequenzkomponente und zur Bereitstellung eines diese anzeigenden Signals,
einer zweiten Detektoreinrichtung zum Erfassen einer ungefederten, auf ein Hinterrad einwirkenden Frequenzkom ponente und zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals,
einer auf die Signale von der ersten und der zweiten Detektoreinrichtung ansprechenden Phasendifferenz-Ermitt lungseinrichtung zum Ermitteln einer Phasendifferenz zwi schen den auf die Vorder- und Hinterräder einwirkenden ungefederten Vibrationsfrequenzkomponenten und zur Erzeu gung eines diese anzeigenden Signals,
einer auf das von der Phasendifferenz-Ermittlungs einrichtung zugeführte Signal ansprechenden Fahrzeugge schwindigkeits-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Absolutgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Phasendifferenz und eines Radabstands des Fahrzeugs,
einer Radgeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Radgeschwindigkeit,
einer Resonanzfrequenz-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer ungefederten Resonanzfrequenz und
einer Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung zum Be stimmen eines Radius eines dynamisch belasteten Reifens auf der Grundlage der durch die Radgeschwindigkeits-Er mittlungseinrichtung ermittelten Radgeschwindigkeit und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungsein richtung berechneten absoluten Geschwindigkeit des Fahr zeugs, wobei die Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung eine Art des Reifens in einer vorbestimmten Beziehung zu dem Radius des dynamisch belasteten Reifens und der unge federten Resonanzfrequenz bestimmt und ferner einen Reifendruck in einer vorausgewählten Beziehung zu dem Radius des dynamisch belasteten Reifens bestimmt, wobei die Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Reifendruck niedriger als ein vorbestimmter, durch die Art des Reifens bestimmter Pegel wird.

12. Einrichtung zum Überwachen von Reifenzuständen eines Fahrzeugs mit
einer ersten Detektoreinrichtung zum Erfassen einer auf ein Vorderrad einwirkenden ungefederten Vibrations frequenzkomponente und zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals,
einer zweiten Detektoreinrichtung zum Erfassen einer auf ein Hinterrad einwirkenden ungefederten Vibrati onsfrequenzkomponente und zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals,
einer auf die von der ersten und der zweiten Detek toreinrichtung zugeführten Signale ansprechenden Phasen differenz-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Pha sendifferenz zwischen den ungefederten, auf die Vorder- und Hinterräder einwirkenden Vibrationsfrequenzkomponen ten zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals,
einer auf das von der Phasendifferenz-Ermittlungs einrichtung zugeführte Signal ansprechenden Fahrzeugge schwindigkeits-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Phasendifferenz und eines Radabstands des Fahrzeugs,
einer Radgeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Radgeschwindigkeit,
einer Resonanzfrequenz-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer ungefederten Resonanzfrequenz und
einer Reifenzustands-Ermittlungseinrichtung zum Er mitteln eines ersten Radius eines dynamisch belasteten Reifens für einen Reifen, der ein vorbestimmtes Ausmaß an Reifenabnutzung zeigt, auf der Grundlage der ungefederten Resonanzfrequenz, und zum Ermitteln eines zweiten Radius des dynamisch belasteten Reifens auf der Grundlage der durch die Radgeschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung er mittelten Radgeschwindigkeit und der durch die Fahrzeug geschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung berechneten abso luten Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wobei die Reifenzu stands-Ermittlungseinrichtung einen Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Radius des dynamisch belaste ten Reifens zur Ermittlung eines Ausmaßes der Reifenab nutzung erfaßt, und ferner die Reifenzustands-Ermitt lungseinrichtung den ersten Radius des dynamisch belaste ten Reifens um das Ausmaß der Reifenabnutzung korrigiert, um einen korrigierten Radius des dynamisch belasteten Reifens zu erhalten, wobei die Reifenzustands-Ermitt lungseinrichtung einen Reifendruck unter Heranziehung einer vorbestimmten Beziehung zu dem korrigierten Radius des dynamisch belasteten Reifens bestimmt und ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Reifendruck kleiner wird als ein vorbestimmter Pegel.