DE69305374T2

DE69305374T2 - System und Verfahren zur Bestimmung des Druckverlustes in einem Reifen

Info

Publication number: DE69305374T2
Application number: DE69305374T
Authority: DE
Inventors: Keiyu Kin; Takaski Nishihara; Shuji Shiraishi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1993-02-01
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2013-02-02
Also published as: EP0554131B1; EP0554131A1; DE69305374D1; JP2780887B2; US5343741A; JPH05213019A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung des Drucks eines Luftreifens zur Verwendung an einem Kraftfahrzeug, wie etwa einem Automobil.
Bekannte Systeme zur Bestimmung des Reifenluftdrucks sind beispielsweise in der japanischen Patentschrift Nr. 56-10202 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 63-305011 offenbart.
Das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 63-305011 offenbarte System zur Bestimmung des Reifenluftdrucks erfaßt die Winkelgeschwindigkeiten von vier Rädern, d.h. des vorderen linken, des vorderen rechten, des hinteren linken und des hinteren rechten Rads eines Kraftfahrzeugs, berechnet die Summen der Winkelgeschwindigkeiten diagonaler Paare der Räder und vergleicht die Winkelgeschwindigkeit jedes der Räder mit dem Durchschnittswert der Winkelgeschwindigkeiten der vier Räder, wenn die Differenz zwischen den berechneten Summen in einen vorbestimmten Bereich fällt, um hierdurch eine Abnahme des Luftdrucks in jedem der Reifen der Räder zu bestimmen.
Das offenbarte System zur Bestimmung des Reifenluftdrucks kann die Reifenluftdrücke nicht besonders genau bestimmen und ist daher nicht besonders zuverlässig, weil nur die Winkelgeschwindigkeiten der Räder als Bezugswert dienen. Insbesondere kann das System zur Bestimmung des Reifenluftdrucks eine Abnahme des Reifenluftdrucks eines Rads bestimmen, ist jedoch nicht in der Lage zu erfassen, bei welchem der Reifen der Räder ein Reifenluftdruckverlust aufgetreten ist.
Ferner, falls die Reifenluftdrücke von zwei oder drei Rädern gesunken sind, mit einer sich ergebenden Abnahme der durchschnittlichen Winkelgeschwindigkeit, kann das System nicht bestimmen, ob die Reifenluftdrücke abgefallen sind oder nicht.
Die EP-A-0 466 535 offenbart ein Überwachungssystem für den Reifendruck eines Fahrzeugs, das ein Kriterium CR1 verwendet, um einen druckverminderten Reifen an der linken oder rechten Seite des Fahrzeugs zu erfassen, und ein Kriterium CR2 zur Bestimmung, welches der Räder an der linken oder rechten Seite druckvermindert ist. CR1 ist eine Funktion der Differenz der Quadrate der Winkelgeschwindigkeiten der Vorderräder minus der Differenz der Quadrate der Winkelgeschwindigkeiten der Hinterräder, wohingegen CR2 eine Funktion der Summe der Vorderradgeschwindigkeiten minus der Summe der Hinterradgeschwindigkeiten ist.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zur Bestimmung des Reifenluftdrucks anzugeben, das in der Lage ist, eine Abnahme der Reifenluftdrücke einer Mehrzahl von Rädern zu bestimmen, und ferner zu bestimmen, bei welchem der Räder ein Druckabfall des Luftreifens aufgetreten ist.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Bestimmung einer Abnahme des Reifenluftdrucks von Rädern an einem Kraftfahrzeug angegeben, das erste Mittel zum Erfassen eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs umfaßt, und dadurch gekennzeichnet ist, daß es ferner umfaßt:
zweite Mittel zum Erfassen einer aktuellen Drehzahldifferenz zwischen Drehzahlen linker und rechter Vorderräder des Kraftfahrzeugs oder linker und rechter Hinterräder des Kraftfahrzeugs;
dritte Mittel zur Berechnung einer adäquaten Drehzahldifferenz zwischen Drehzahlen der linken und rechten Vorderräder oder der linken und rechten Hinterräder aufgrund eines Ausgangssignals von den ersten Mitteln; und
vierte Mittel zum Vergleichen der durch die dritten Mittel berechneten adäquaten Drehzahldifferenz mit der durch die zweiten Mittel erfaßten aktuellen Drehzahldifferenz, und zum Bestimmen einer Reifenluftdruckabnahme, wenn die Differenz zwischen den verglichenen aktuellen und adäquaten Drehzahldifferenzen einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Das System bestimmt eine adäquate Drehzahldifferenz, die aus dem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs geschätzt wird, wenn der Reifenluftdruck normal ist, vergleicht die adäquate Drehzahldifferenz mit der aktuellen Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- oder Hinterrädem und bestimmt eine Abnahme des Reifenluftdrucks, wenn die Differenz zwischen den verglichenen aktuellen und adäquaten Drehzahldifferenzen den vorbestimmten Wert überschreitet.
Die ersten Mittel können Mittel zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und Mittel zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs umfassen. Die ersten Mittel können einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs aufgrund eines Lenkwinkels, einer Querbeschleunigung und einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmen. Wenn der Lenkwinkel nicht null ist und eine Querbeschleunigung auftritt, dann kann das System einen Krümmungsradius eines Bogens berechnen, entlang dem das Kraftfahrzeug fährt, d.h. die adäquate Drehzahldifferenz, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Wenn der Lenkwinkel null ist und eine Querbeschleunigung auftritt, dann bestimmt das System eine Abnahme des Reifenluftdrucks eines der Räder.
Bevorzugt umfaßt das System Mittel zum Berechnen eines aktuellen Schlupfverhältnisses zwischen den angetriebenen und nichtangetriebenen Rädern aufgrund der erfaßten Drehzahlen; Mittel zum Berechnen eines adäquaten Schlupfverhältnisses der Antriebsräder, wenn der Reifenluftdruck der angetriebenen und nichtangetriebenen Räder als normal bestimmt wird, aufgrund eines Betriebszustands des Motors des Kraftfahrzeugs; und
Mittel zum Vergleichen des aktuellen Schlupfverhältnisses mit dem adäquaten Schlupfverhältnis und zum Bestimmen einer Reifenluftdruckabnahme, wenn die Differenz zwischen den verglichenen aktuellen und adäquaten Schlupfverhältnissen einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Das System bestimmt ein adäquates Schlupfverhältnis, das geschätzt wird, wenn der Reifenluftdruck als normal bestimmt wird, aus dem Betriebszustand des Motors, und bestimmt eine Abnahme des Reifenluftdrucks, wenn die Differenz zwischen den verglichenen aktuellen und adäquaten Schlupfverhältnissen einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Das System kann ferner Mittel umfassen, um die vierten Mittel zu sperren, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen a, b, c, d, e, f, g erfüllt ist:
a: das Kraftfahrzeug fährt nicht;
b: das Kraftfahrzeug wird gebremst;
c: das Kraftfahrzeug fährt auf rauhem Terrain;
d: eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich;
e: ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich;
f: eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich; und
g: ein Motorausgangsdrehmoment des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich.
Wenn wenigstens eine der obigen Bedingungen erfüllt ist, d.h. wenn der Betriebszustand des Kraftfahrzeugs oder des Motors nicht genau erfaßt werden kann, dann führt das System keinen Prozeß zur Bestimmung des Reifenluftdrucks durch. Demzufolge kann das System mit hoher Zuverlässigkeit einen Reifenluftdruck genau bestimmen.
Das System kann ferner ein Mittel umfassen, um die vierten Mittel freizugeben, wenn eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt, eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt, ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt und ein Motorausgangsdrehmoment des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt. Wenn die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs in den vorbestimmten Bereich fällt, die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs in den vorbestimmten Bereich fällt, der Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs in den vorbestimmten Bereich fällt und das Motorausgangsdrehmoment des Kraftfahrzeugs in den vorbestimmten Bereich fällt, d.h. wenn der Betriebszustand des Kraftfahrzeugs oder des Motors genau erfaßt werden kann, dann führt das System einen Prozeß zur Bestimmung eines Reifenluftdrucks durch. Demzufolge kann das System mit hoher Genauigkeit einen Reifenluftdruck genau bestimmen.
Die obigen und weitere Ziele, Details und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführung davon, die nur als Beispiel dient, beim Lesen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, worin:
Figur 1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zur Bestimmung eines Reifenluftdrucks nach der vorliegenden Erfindung; und
Figur 2 ist ein detailliertes Blockdiagramm einer Steuereinrichtung des in Figur 1 gezeigten Systems.
Wie in Figur 1 gezeigt, umfaßt ein hinterradgetriebenes Kraftfahrzeug wie etwa ein Automobil ein linkes Vorderrad 11FL, ein rechtes Vorderrad 11FR, ein linkes Hinterrad 11RL und ein rechtes Hinterrad 11RR. Das Kraftfahrzeug umfaßt ein Lenkrad 13, das durch einen bekannten Lenkmechanismus 12 mit den linken und rechten Vorderrädem 11FL, 11FR betriebsmäßig gekoppelt ist, um die linken und rechten Vorderräder 11FL, 11FR zum Lenken des Kraftfahrzeugs zu drehen. Das Kraftfahrzeug umfaßt ferner eine Antriebseinheit oder einen Motor 15, der durch einen Enddrehzahlminderungsmechanismus oder ein Differential 14 mit den linken und rechten Hinterrädem 11RL, 11RR zum Antrieb der rechten und linken Hinterräder 11RL, 11RR betriebsmäßig verbunden ist.
Ein Reifenluftdruck-Bestimmungssystem nach der vorliegenden Erfindung ist in dem in Figur 1 gezeigten Kraftfahrzeug enthalten und umfaßt Radsensoren 16FL, 16FR, 16RL, 16RR, die jeweils dem linken Vorderrad 11FL, dem rechten Vorderrad 11FR, dem linken Hinterrad 11RL und dem rechten Hinterrad 11RR zugeordnet sind, um deren jeweilige Drehzahlen einzeln zu erfassen, und einen dem Lenkmechanismus 12 zugeordneten Lenksensor 17 zum Erfassen eines Lenkwinkels, d.h. eines Winkels, mit dem das Lenkrad 13 gedreht worden ist. Die Radsensoren 16FL, 16FR, 16RL, 16RR und der Lenksensor 17 sind mit einer Steuereinrichtung 18 des Reifenluftdruck-Bestimmungssystems elektrisch verbunden. Mit der Steuereinrichtung 18 sind ferner elektrisch verbunden ein Querbeschleunigungssensor 19 zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, d.h. einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in dessen Querrichtung, ein Längsbeschleunigungssensor 20 zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, d.h. einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in dessen Längsrichtung, ein Bremssensor 21 zum Erfassen eines Betätigungshubs des Bremspedals des Kraftfahrzeugs, einen Gaspedalsensor 22 zum Erfassen eines Arbeitshubs des Gaspedals des Kraftfahrzeugs, ein Getriebesensor 26 zum Erfassen einer Gangstellung des Getriebes des Kraftfahrzeugs und eine Alarmeinheit 23, wie etwa Wamlampen, Lautsprecher, Summer oder dgl. Der Längsbeschleunigungssensor 20 kann eine Differenzierschaltung zur Berechnung der Ableitungen der Raddrehzahlen umfassen, d.h. der Radbeschleunigungen, oder eine Schaltung zur Berechnung einer Längsbeschleunigung aus der Differenz zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder.
Wie in Figur 2 gezeigt, umfaßt die Steuereinrichtung 18 einen ersten Subtrahierer 24 und einen ersten Addierer 27, die mit den Radsensoren 16FL, 16FR verbunden sind, die den jeweiligen linken und rechten Vorderrädem 11FL, 11FR zugeordnet sind, und einen zweiten Subtrahierer 25 und einen zweiten Addierer 28, die mit den Radsensoren 16RL, 16RR verbunden sind, die den jeweiligen linken und rechten Hinterrädem 11RL, 11RR zugeordnet sind. Der erste Subtrahierer 24 ist durch einen Tiefpaßfilter 29 mit einem ersten Lenkwinkelwandler 31 verbunden. Der erste Subtrahierer 24 subtrahiert ein Ausgangssignal des Radsensors 16FR von einem Ausgangssignal des Radsensors 16FL und gibt ein Differenzsignal aus, das die Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten Vorderräder 11FL, 11FR darstellt. Der zweite Subtrahierer 25 ist durch einen Tiefpaßfilter 30 mit einem zweiten Lenkwinkelwandler 32 verbunden. Der zweite Subtrahierer 25 subtrahiert ein Ausgangssignal des Radsensors 16RR von einem Ausgangssignal des Radsensors 16RL und gibt ein Differenzsignal aus, das die Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten Hinterräder 11RL, 11RR darstellt.
Der erste Lenkwinkelwandler 31 erhält ein Fahrgeschwindigkeitssignal V von einem Fahrgeschwindigkeitssensor 50 (siehe Figur 1) und hat einen Ausgangsanschluß, der mit einer ersten Mittelwertbildungsschaltung 33 verbunden ist. Der erste Lenkwinkelwandler 31 berechnet einen Lenkwinkel aus dem Differenzsignals von dem ersten Subtrahierer 24 und dem Fahrgeschwindigkeitssignal V und legt ein den berechneten Lenkwinkel bezeichnendes Signal an die erste Mittelwertbildungsschaltung 33 an. Der zweite Lenkwinkelwandler 32 erhält ebenfalls das Fahrgeschwindigkeitssignal V und hat einen Ausgangsanschluß, der mit einer zweiten Mittelwertbildungsschaltung 34 verbunden ist. Der zweite Lenkwinkelwandler 32 berechnet einen Lenkwinkel aus dem Differenzsignal von dem zweiten Subtrahierer 25 und dem Fahrgeschwindigkeitssignal V, und ein legt ein den berechneten Lenkwinkel bezeichnendes Signal an die zweite Mittelwertbildungsschaltung 34 an.
Der Fahrgeschwindigkeitssensor 50 kann eine Schaltung zur Berechnung eines Durchschnittswerts der Ausgangssignale von den Radsensoren 16FL, 16FR umfassen, so daß die Fahrgeschwindigkeit durch den Durchschnittswert der Drehzahlen der Vorderräder 11FL, 11FR dargestellt wird, die Antriebsräder sind.
Die ersten und zweiten Mittelwertbildungsschaltungen 33, 34, mit denen eine Hemmbedingungssetzschaltung 37 verbunden ist, hat Ausgangsanschlüsse, die mit jeweiligen dritten und vierten Subtrahierern 35 und 36 verbunden sind. Die erste Mittelwertbildungsschaltung 33 speichert Ausgangssignale von dem ersten Lenkwinkelwandler 31 während einer vorbestimmten Zeitperiode, erneuert die ältesten gespeicherten Daten jedesmal, wenn ein Ausgangssignal von dem ersten Lenkwinkelwandler 31 zugeführt wird, und berechnet einen Durchschnittswert der Ausgangssignale von dem ersten Lenkwinkelwandler 31 während der vorbestimmten Zeitperiode. Wenn von der Hemmbedingungs-Setzschaltung 37 ein Bestimmungserlaubnissignal zugeführt wird, legt die erste Mittelwertbildungsschaltung 33 an den dritten Subtrahierer 35 ein Signal an, das den Durchschnittswert (den geschätzten Lenkwinkel) der berechneten Lenkwinkel während der vorbestimmten Zeitperiode darstellt. In ähnlicher Weise speichert die zweite Mittelwertbildungsschaltung 34 Ausgangssignale von dem zweiten Lenkwinkelwandler 32 während einer vorbestimmten Zeitperiode, erneuert die ältesten gespeicherten Daten jedesmal, wenn von dem zweiten Lenkwinkelwandler 32 ein Ausgangssignal zugeführt wird, berechnet den Durchschnittswert der Ausgangssignale von dem zweiten Lenkwinkelwandler 32 während der vorbestimmten Zeitperiode und legt an den vierten Subtrahierer 36 ein Signal an, das den Durchschnittswert (den geschätzten Lenkwinkel) der berechneten Lenkwinkel während der vorbestimmten Zeitperiode darstellt, wenn von der Hemmbedingungs-Setzschaltung 37 ein Bestimmungserlaubnissignal zugeführt wird.
Die Hemmbedingungs-Setzschaltung 37 hat Ausgangsanschlüsse, die mit den oben beschriebenen ersten und zweiten Mittelwertbildungsschaltungen 33, 34 und auch mit einer dritten Mittelwertbildungsschaltung 39 verbunden sind. Die Hemmbedingungs- Setzschaltung 37 hat Eingangsanschlüsse, die verbunden sind mit dem Fahrgeschwindigkeitssensor 50, den Radsensoren 16FL, 16FR, 16RL, 16RR, dem Lenksensor 17, dem Querbeschleunigungssensor 19, dem Längsbeschleunigungssensor 20, dem Bremssensor 21 und einer Drehmomentschätzschaltung 38. Die Hemmbedingungs-Setzschaltung 37 bearbeitet von diesen Sensoren und Schaltungen erfaßte Signale und gibt ein Bestimmungshemmsignal aus, wenn die Fahrgeschwindigkeit null ist oder in einem Niedergeschwindigkeitsbereich unter einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit liegt, oder wenn das Bremspedal zum Bremsen des Kraftfahrzeugs niedergedrückt ist, oder wenn die Räder bei der Fahrt auf rauhem Terrain Drehschwingungen unterliegen, oder wenn die Querbeschleunigung nicht in einem vorbestimmten Bereich liegt, oder wenn der Lenkwinkel nicht in einem vorbestimmten Bereich liegt, oder wenn die Längsbeschleunigung nicht in einem vorbestimmten Bereich liegt, oder wenn das Ausgangsdrehmoment des Motors nicht in einem vorbestimmten Bereich liegt, und gibt anderenfalls ein Bestimmungserlaubnissignal aus. Die Drehmomentschätzschaltung 38 schätzt das Ausgangsdrehmoment des Motors aufgrund des Ausgangssignals von dem Gaspedalsensor 22.
Der dritte Subtrahierer 35 hat einen Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß der ersten Mittelwertbildungsschaltung 33 verbunden ist, und einen anderen Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß der dritten Mittelwertbildungsschaltung 39 verbunden ist. Der dritte Subtrahierer 35 hat einen Ausgangsanschluß, der mit einem ersten Komparator 40 verbunden ist. Der dritte Subtrahierer 35 erhält von der ersten Mittelwertbildungsschaltung 33 ein Signal, das den geschätzten Lenkwinkel darstellt, der aufgrund der Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten Vorderräder 11FL, 11FR berechnet ist, sowie von der dritten Mittelwertbildungsschaltung 39 ein Signal, das einen adäquaten Lenkwinkel (wird später beschrieben) darstellt, und subtrahiert eines der erhaltenen Signale vom anderen zur Ausgabe eines Signals, das eine Winkeldifferenz zwischen dem geschätzten Lenkwinkel und dem adäquaten Lenkwinkel bezeichnet. In ähnlicher Weise hat der vierte Subtrahierer 36 einen Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß der zweiten Mittelwertbildungsschaltung 34 verbunden ist, und einen anderen Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß der dritten Mittelwertbildungsschaltung 39 verbunden ist. Der vierte Subtrahierer 36 hat einen Ausgangsanschluß, der mit einem zweiten Komparator 41 verbunden ist. Der vierte Subtrahierer 36 erhält von der zweiten Mittelwertbildungsschaltung 34 ein Signal, das den geschätzten Lenkwinkel darstellt, der aufgrund der Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten Hinterräder 11RL, 11RR berechnet ist, sowie von der dritten Mittelwertbildungsschaltung 39 ein Signal, das den adäquaten Lenkwinkel darstellt, und subtrahiert eines der erhaltenen Signale von dem anderen zur Ausgabe eines Signals, das die Winkeldifferenz zwischen dem geschätzten Lenkwinkel und dem adäquaten Lenkwinkel bezeichnet. Jede der durch die Subtrahierer 35, 36 berechneten Winkeldifferenzen beruht auf einer als Bezugswert verwendeten der Drehzahlen der linken und rechten Räder, und ist positiv, wenn eine größer als die andere ist, und negativ, wenn eine kleiner als die andere ist.
Die dritte Mittelwertbildungsschaltung 39 hat einen Eingangsanschluß, der mit der Hemmbedingungssetzschaltung 37 verbunden ist, und einen anderen Eingangsanschluß, der mit einem Lenkwinkeiwandler 42 verbunden ist. Der Lenkwinkelwandler 42 hat Eingangsanschlüsse, die mit dem Querbeschleunigungssensor 19 und dem Fahrgeschwindigkeitssensor 50 verbunden sind. Der Lenkwinkelwandler 42 hat eine Datentabelle, die Lenkwinkel in Relation zu Querbeschleunigungen unter Verwendung von Fahrgeschwindigkeiten als Parameter speichert, wenn die Räder 11FL, 11FR, 11RL, 11RR normale Reifenluftdrücke haben. Aufgrund der durch den Querbeschleunigungssensor 19 erfaßten Querbeschleunigung und der durch den Fahrgeschwindigkeitssensor 50 erfaßten Fahrgeschwindigkeit sucht der Lenkwinkelwandler 42 in der Datentabelle nach einem adäquaten Lenkwinkel, d.h. einem Lenkwinkel, wenn die Reifenluftdrücke der Räder 11FL, 11FR, 11RL, 11RR normal sind, und legt an die dritte Mittelwertbildungsschaltung 39 ein Ausgangssignal an, das den adäquaten Lenkwinkel darstellt. In Antwort auf das Bestimmungserlaubnissignal von der Hemmbedingungssetzschaltung 37 berechnet die dritte Mittelwertbildungsschaltung 39 einen Mittelwert adäquater Lenkwinkel während einer vorbestimmten Zeitperiode und gibt an die dritten und vierten Subtrahierer 35, 36 ein Signal aus, das das durchschnittliche adäquate Lenksignal bezeichnet.
Der erste Komparator 40 hat zwei Eingangsanschlüsse, die mit dem dritten Subtrahierer 35 bzw. einer Bezugswertausgabeschaltung 43 verbunden sind, und einen Ausgangsanschluß, der mit der Alarmeinheit 23 verbunden ist. Die Bezugswertausgabeschaltung 43 gibt an den ersten Komparator 40 ein Signal aus, das einen bestimmten Bereich einer vorbestimmten Breite mit einem Mittelwert von 0 bezeichnet. Wenn das Ausgangssignal von dem dritten Subtrahierer 35 nicht in den Bereich des Ausgangssignals von der Bezugswertausgabeschaltung 43 fällt oder diesen überschreitet, gibt der erste Komparator 40 an die Alarmeinheit 23 ein Treibersignal aus, das von der Richtung abhängt, in der das Ausgangssignal von dem dritten Subtrahierer 35 den Bereich von der Bezugswertausgabeschaltung 43 überschreitet. Insbesondere ist, wie oben beschrieben, das Ausgangssignal von dem dritten Subtrahierer 35 positiv oder negativ in Abhängigkeit davon, welche der Drehzahlen der linken und rechten Vorderräder 11FL, 11FR höher als die andere ist. Wenn daher das Ausgangssignal von dem dritten Subtrahierer 35 den Bereich des Ausgangssignals von der Bezugswertausgabeschaltung 43 in einer positiven Richtung überschreitet, dann läßt sich bestimmen, daß der Reifenluftdruck in dem linken Vorderrad 11FL abgefallen ist, und wenn das Ausgangssignal von dem dritten Subtrahierer 35 den Bereich des Ausgangssignals von der Bezugswertausgabeschaltung 43 in einer negativen Richtung überschreitet, dann läßt sich bestimmen, daß der Reifenluftdruck des rechten Vorderrads 11FR abgefallen ist. Der erste Komparator 40 gibt nun ein Treibersignal aus, das anzeigt, daß der Reifenluftdruck des linken Vorderrads 11FL oder des rechten Vorderrads 11FR abgefallen ist. In ähnlicher Weise hat der zweite Komparator 41 zwei Eingangsanschlüsse, die mit dem vierten Subtrahierer 36 bzw. einer Bezugswertausgabeschaltung 44 verbunden sind, und einen Ausgangsanschluß, der mit der Alarmeinheit 23 verbunden ist. Wenn das Ausgangssignal von dem vierten Subtrahierer 36 den Bereich des Ausgangssignals von der Bezugswertausgabeschaltung 44 überschreitet, gibt der zweite Komparator 41 an die Alarmeinheit 23 ein Treibersignal aus, das von der Richtung abhängt, in der das Ausgangssignal von dem vierten Subtrahierer 36 den Bereich von der Bezugswertausgabeschaltung 44 überschreitet.
Die ersten und zweiten Addierer 27, 28 haben jeweilige Ausgangsanschlüsse, die mit jeweiligen Eingangsanschlüssen eines fünften Subtrahierers 45 verbunden sind, dessen Ausgangsanschluß mit einem Eingangsanschluß eines sechsten Subtrahierers 46 verbunden ist. Der fünfte Subtrahierer 45 substrahiert ein Ausgangssignal des zweiten Addierers 28 von einem Ausgangssignal des ersten Addierers 27 zur Berechnung der Differenz zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder, d.h. eines Schlupfbetrags (aktueller Schlupfbetrag) der Vorder- und Hinterräder pro Zeiteinheit, und gibt an den sechsten Subtrahierer 46 ein Signal aus, das den aktuellen Schlupfbetrag darstellt. Der sechste Subtrahierer 46 hat zwei Eingangsanschlüsse, von denen einer mit dem fünften Subtrahierer 45 verbunden und der andere mit einer Schlupfbetragschätzschaltung 47 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß des sechsten Subtrahierers 46 ist mit einem dritten Komparator 48 verbunden. Der sechste Subtrahierer 46 erhält von der Schlupfbetragschätzschaltung 47 ein Signal, das einen geschätzten Schlupfbetrag bezeichnet, und vergleicht das Ausgangssignal von dem fünften Subtrahierer 45 mit dem Signal von der Schlupfbetragschätzschaltung 47, d.h. vergleicht den aktuellen Schlupfbetrag mit dem geschätzten Schlupfbetrag. Der sechste Subtrahierer 46 gibt dann an den dritten Komparator 48 ein Signal aus, das die Differenz zwischen den aktuellen und geschätzten Schlupfbeträgen bezeichnet, d.h. eine Schlupfdifferenz.
Die Schlupfbetragschätzschaltung 47 hat zwei Eingangsanschlüsse, die mit dem Ausgangsanschluß der Drehmornentschätzschaltung 38 und dem Fahrgeschwindigkeitssensor 50 verbunden sind. Die Drehmomentschätzschaltung 38 hat Eingangsanschlüsse, die mit dem Gaspedalsensor 22 und dem Getriebesensor 26 verbunden sind. Die Drehmomentschätzschaltung 38 hat eine erste Datentabelle, die Motorausgangsdrehmomente in Relation zu Betatigungshüben des Gaspedals speichert, und ferner eine zweite Datentabelle, die Antriebskräfte für die Hinterräder 11RL, 11RR in Relation zu Motorausgangsdrehmornenten unter Verwendung von Getriebeübersetzungsverhältnissen als Parameter speichert. In Antwort auf den erfaßten Betatigungshub des Gaspedals, der als Adresse dient, sucht die Drehmomentschätzschaltung 38 in der ersten Datentabelle nach einem Motorausgangsdrehmoment. Dann sucht die Drehrnomentschätzschaltung 38 in der zweiten Datentabelle nach einer Antriebskraft für die Hinterräder 11RL, 11RR aufgrund des aus der ersten Datentabelle bestimmten Motorausgangsdrehmoments. Die Drehmomentschätzschaltung 38 gibt nun an die Schlupfbetragschätzschaltung 47 ein Signal aus, das die Antriebskraft bezeichnet. Aufgrund des Antriebskraftsignals von der Drehmomentschätzschaltung 38 und dem Fahrgeschwindigkeitssignal V von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 50 berechnet die Schlupfbetragschätzschaltung 47 einen geschätzten Schlupfbetrag der Hinterräder, oder bestimmt diesen aus einer Datentabelle. Die Schlupfbetragschätzschaltung 47 legt dann an den sechsten Subtrahierer 46 ein Signal an, das den geschätzten Schlupfbetrag bezeichnet.
Der dritte Komparator 48 hat zwei Eingangsanschlüsse, von denen einer mit dem sechsten Subtrahierer 46 verbunden und der andere mit einer Bezugswertausgabeschaltung 49 verbunden ist. Der dritte Komparator 48 hat einen Ausgangsanschluß, der mit der Alarmeinheit 23 verbunden ist. Die Bezugswertausgabeschaltung 49 gibt ein Bezugswertsignal aus, das einen bestimmten Bereich zur Bestimung bezeichnet, bei welchem der Vorder- und Hinterräder einen Reifenluftdruckabfall aufgetreten ist. Der dritte Komparator 48 vergleicht das Ausgangssignal von dem sechsten Subtrahierer 46 mit dem Bezugswertsignal von der Bezugswertausgabeschaltung 49. Wenn das Ausgangssignal von dem sechsten Subtrahierer 46 den Signalbereich der Bezugswertausgabeschaltung 49 überschreitet, gibt der dritte Komparator 48 ein Treibersignal aus in Abhängigkeit davon, ob das Ausgangssignal von dem sechsten Subtrahierer 46 den Signalbereich der Bezugswertausgabeschaltung 49 in einer positiven oder negativen Richtung überschreitet. Insbesondere, wenn die Schlupfdifferenz zwischen den aktuellen und geschätzten Schlupfbeträgen den Bezugssignalbereich überschreitet, legt der dritte Komparator 48 an die Alarmeinheit 23 ein Treibersignal an, das davon abhängt, ob das Ausgangssignal von dem sechsten Subtrahierer 46 den Bezugssignalbereich in einer positiven oder negativen Richtung überschreitet.
Die Alarmeinheit 23 kann entsprechend den jeweiligen Reifenluftdrücken aller Räder Warnlampen oder Lautsprecher aufweisen. In Antwort auf die Treibersignale von den ersten, zweiten und dritten Komparatoren 40, 41, 48 erregt die Alarmeinheit 23 wahlweise die Wamlampen oder schaltet diese an und aus, um den Fahrer des Kraftfahrzeugs zu warnen. Alternativ kann die Alarmeinheit 23 die Summer wahlweise erregen, um an den Fahrer des Kraftfahrzeugs hörbare Wamgeräusche auszugeben.
In dieser Ausführung wird ein Lenkwinkel aus der Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten Vorderräder 11FL, 11FR geschätzt, und ein adäquater Lenkwinkel wird aus der Querbeschleunigung unter der Annahme bestimmt, daß die Reifenluf tdrücke normal sind. Insofern die Reifenluftdrücke normal sind, stimmt der geschätzte Lenkwinkel mit dem adäquaten Lenkwinkel überein. Wenn der Reifenluftdruck eines der linken und rechten Vorderräder 11FL, 11FR gesunken ist, dann verkleinert sich der Krümmungsradius eines Bogens, entlang dem das Rad mit dem gesunkenen Reifenluftdruck fährt, und die Differenz zwischen den Drehzahlen der Räder ändert sich, was eine Änderung des geschätzten Lenkwinkels zur Folge hat.
Wenn die Differenz zwischen dem geschätzten Lenkwinkel der Vorderräder 11FL, 11FR und dem adäquaten Lenkwinkel einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird gewertet, daß der Reifenluftdruck eines der linken und rechten Vorderräder 11FL, 11FR gesunken ist. Auch im Falle einer Abnahme des Reifenluftdrucks der Hinterräder 11RL, 11RR kann daher das System eine Abnahme des Reifenluftdrucks der linken und rechten Vorderräder 11FL, 11FR mit hoher Zuverlässigkeit genau bestimmen. Weil der adäquate Lenkwinkel aus dem Ausgangssignal von dem Querbeschleunigungssensor 19 anstelle des Lenkwinkelsensors berechnet wird, braucht der Lenkwinkelsensor nicht besonders genau sein und kann somit billig ausgeführt sein.
In ähnlicher Weise wird ein geschätzter Lenkwinkel aus der Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten Hinterräder 11RL, 11RR berechnet, und ein adäquater Lenkwinkel wird aus der Querbeschleunigung unter der Annahme bestimmt, daß die Reifenluftdrücke normal sind. Wenn die Differenz zwischen dem geschätzten Lenkwinkel der Hinterräder 11RL, 11RR und dem adäquaten Lenkwinkel einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird gewertet, daß der Reifenluftdruck eines der linken und rechten Hinterräder 11RL, 11RR gesunken ist. Das System kann daher eine Abnahme des Reifenluftdrucks der linken und rechten Hinterräder 11RL, 11RR mit hoher Zuverlässigkeit genau bestimmen, ohne daß es durch die Reifenluftdrücke der Vorderräder 11FL, 11FR nachteilig beeinflußt wird.
Das System nach einer bevorzugten Ausführungs berechnet ferner den Durchschnittswert der Drehzahlen der Vorderräder 11FL, 11FR und den Durchschnittswert der Drehzahlen der Hinterräder 11RL, 11RR und bestimmt einen aktuellen Schlupfbetrag oder ein aktuelles Schlupfverhältnis aus dem Durchschnittswert der Drehzahlen der Vorderräder 11FL, 11FR und dem Durchschnittswert der Drehzahlen der Hinterräder 11RL, 11RR. Zusätzlich berechnet das System einen adäquaten (geschätzten) Schlupfbetrag oder ein solches Schlupfverhältnis unter der Annahme, daß die Reifenluf tdrücke normal sind, durch Schätzen von Antriebskräften für die Hinterräder aus dem Betätigungshub des Gaspedals und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes. Wenn die Differenz zwischen dem aktuellen Schlupfverhältnis und dem adäquaten Schlupfverhältnis einen vorbestimmten Wert überschreitet, bestimmt das System, daß die Reifenluftdrücke der Vorder- oder Hinterräder reduziert sind. Auch für den Fall, daß die Reifenluftdrücke der Vorder- und Hinterräder an der linken oder rechten Seite gesunken sind, kann daher das System zuverlässig bestimmen, daß der Reifenluftdruck eines der Vorder- und Hinterräder reduziert ist. Isofern das Motorausgangsdrehmoment durch Bearbeitung des Ausgangssignals von dem Gaspedalsensor anstelle eines Drehmomentsensors bestimmt wird, ist ein teurer Drehmomentsensor nicht erforderlich, was die Kosten des Systems relativ gering macht.
Aufgrund der Ergebnisse der obigen Bestimmungsprozesse betatigt das System die Alarmeinheit 23 zum wahlweisen Erregen oder An- und Ausschalten der Warnlampen, Lautsprecher oder Summer entsprechend derjenigen Räder, bei denen eine Abnahme des Reifenluftdrucks aufgetreten ist, um hierdurch den Fahrer des Kraftfahrzeugs zu warnen. Daher kann der Fahrer nicht nur einen Abfall des Reifenluftdrucks erkennen, sondern auch einen Reifen, dessen Luftdruck abgefallen ist, so daß der Fahrer anschließend schnell tatig werden kann, um den Reifenluftdruck zu erhöhen oder den Reifen zu ersetzen.
Das Sytem nach einer bevorzugten Ausführung bestimmt nicht, ob ein Reifenluftdruck abgefallen ist oder nicht, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen a, b, c, d, e, f, g erfüllt ist, d.h. das Kraftfahrzeug sich in einem unstabilen Zustand befindet:
a: das Kraftfahrzeug fährt nicht;
b: das Kraftfahrzeug wird gebremst;
c: das Kraftfahrzeug fährt auf rauhem Terrain;
d: die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich;
e: der Lenkwinkel liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich;
f: die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich; und
g: das Motorausgangsdrehmoment liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich.
Durch Nichtausführung der Reifendruckbestimmung während einer der obigen Bedingungen a, b, c, d, e, f, g kann das System einen Reifenluftdruck äußerst genau und zuverlässig bestimmen.
Das System nach einer bevorzugten Ausführung kann so angeordnet sein, daß es einen Reifenluftdruck nur dann bestimmt, wenn die Querschleunigung des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt, die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt, der Lenkwinkel in einen vorbestimmten Bereich fällt und das Motorausgangsdrehmoment in einen vorbestimmten Bereich fällt. Das derart ausgebildete System kann einen Reifenluftdruck äußerst zuverlässig nur dann bestimmen, wenn das Kraftfahrzeug äußerst stabil fährt.
In der dargestellten Ausführung verwendet das System während eines Bestimmungsprozesses des Reifenluftdrucks eine Zwischengröße (physikalische Größe), wie etwa einen Lenkwinkel, eine Schlupfrate oder dgl. Jedoch ist eine solche Zwischengröße nur als illustratives Beispiel angegeben. Statt dessen läßt sich eine Gierrate, eine Radgeschwindigkeitsdifferenz oder eine Querbeschleunigung für den Vergleich verwenden, oder es läßt sich eine Größe verwenden, die sich von dem Lenkwinkel oder dgl. unterscheidet. Insbesondere, wenn eine Gierrate anstelle einer Querbeschleunigung verwendet wird, dann läßt sich ein Gierratensensor anstelle des Querbeschleunigungssensors verwenden, und ein Lenkwinkel läßt sich aus einem Ausgangssignal von dem Gierratensensor berechnen, um dieses mit einem Lenkwinkel zu vergleichen, der aus einer Radgeschwindigkeitsdifferenz bestimmt ist, oder läßt sich eine Gierrate aus einer Radgeschwindigkeitsdifferenz berechnen, um diese mit einer Gierrate zu vergleichen, die von dem Gierratensensor erfaßt ist. Wenn die Differenz zwischen den verglichenen Lenkwinkeln oder Gierraten einen vorbestimmen Wert überschreitet, kann das System bestimmen, daß der Reifenluftdruck abgefallen ist.
Das System nach der bevorzugten Ausführung wurde so dargestellt, daß es in einem Kraftfahrzeug mit Hinterradantrieb enthalten ist. Jedoch sind die Prinzipien der bevorzugten Ausführung auch an einem Kraftfahrzeug mit Vorderradantrieb anwendbar.
Obwohl dasjenige beschrieben wurde, was gegenwärtig als die bevorzugte Ausführung der Erfindung betrachtet wird, ist dies so zu verstehen, daß die Erfindung in anderen spezifischen Formen enthalten sein kann, ohne von ihren wesentlichen Charakteristiken abzuweichen. Die vorliegende Ausführung wird daher in allen Aspekten als illustrativ und nicht restriktiv betrachtet. Der Umfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche festgelegt und nicht durch die vorstehende Beschreibung.

Claims

1. System zur Bestimmung einer Abnahme des Reifenluftdrucks von Rädern (11FL, 11FR, 11RL, 11RR) an einem Kraftfahrzeug, das

erste Mittel (19; 50) zum Erfassen eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs umfaßt; und dadurch gekennzeichnet ist, daß das System ferner umfaßt:

zweite Mittel (24, 25) zum Erfassen einer aktuellen Drehzahldifferenz zwischen Drehzahlen linker und rechter Vorderräder (11FL, 11FR) des Kraftfahrzeugs oder linker und rechter Hinterräder (11RL, 11RR) des Kraftfahrzeugs;

dritte Mittel (39, 42) zur Berechnung einer adäquaten Drehzahldifferenz zwischen Drehzahlen der linken und rechten Vorderräder (11FL, 11FR) oder der linken und rechten Hinterräder (11RL, 11RR) aufgrund eines Ausgangssignals von den ersten Mitteln (19; 50); und

vierte Mittel (35, 40, 43; 36, 41, 44) zum Vergleichen der durch die dritten Mittel (39, 42) berechneten adäquaten Drehzahldifferenz mit der durch die zweiten Mittel (24, 25) erfaßten aktuellen Drehzahldifferenz, und zum Bestimmen einer Reifenluftdruckabnahme, wenn die Differenz zwischen den verglichenen aktuellen und adäquaten Drehzahldifferenzen einen vorbestimmten Wert überschreitet.

2. System nach Anspruch 1, in dem die ersten Mittel Mittel (19) zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und Mittel (50) zum Erfassen einer Geschwindigkeit (V) des Kraftfahrzeugs umfassen.

3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Mittel (45) zum Bestimmen eines aktuellen Schlupfverhältnisses zwischen angetriebenen und nichtangetriebenen Rädern des Fahrzeugs; Mittel (47) zum Bestimmen eines Bezugschlupfverhältnisses aufgrund des Betriebszustands des Fahrzeugs, das zu erwarten wäre, wenn die Reifenluftdrücke der Räder (11FL, 11FR, 11RL, 11RR) korrekt wären; Mittel (46) zum Vergleichen des aktuellen Schlupfverhältnisses mit dem Bezugsschlupfverhältnis; und Mittel (48, 49) zum Bestimmen einer Abnahme des Reifendrucks, wenn die Differenz zwischen den aktuellen und den Bezugswerten einen vorbestimmten Wert überschreitet.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Mittel (27, 28, 45) zum Berechnen eines aktuellen Schlupfverhältnisses zwischen den angetriebenen und nichtangetriebenen Rädern aufgrund der erfaßten Drehzahlen; Mittel (47) zum Berechnen eines adäquaten Schlupfverhältnisses der Antriebsräder, wenn der Reifenluftdruck der angetriebenen und nichtangetriebenen Räder als normal bestimmt wird, aufgrund eines Betriebszustands des Motors des Kraftfahrzeugs; und Mittel (46) zum Vergleichen des aktuellen Schlupfverhältnisses mit dem adäquaten Schlupfverhältnis und zum Bestimmen einer Reifenluftdruckabnahme, wenn die Differenz zwischen den verglichenen aktuellen und adäquaten Schlupfverhältnissen einen vorbestimmten Wert überschreitet.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner Mittel (37) zum Sperren der vierten Mittel aufweist, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen a, b, c, d, e, f, g erfüllt ist:

a: das Kraftfahrzeug fährt nicht;

b: das Kraftfahrzeug wird gebremst;

c: das Kraftfahrzeug fährt auf rauhern Terrain;

d: eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich;

e: ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich;

f: eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich; und

g: ein Motorausgangsdrehmoment des Kraftfahrzeugs liegt nicht in einem vorbestimmten Bereich.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner Mittel zum Sperren der vierten Mittel umfaßt, wenn eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt, eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt, ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt und ein Motorausgangsdrehmoment des Kraftfahrzeugs in einen vorbestimmten Bereich fällt.

7. Verfahren zur Bestimmung einer Reifendruckabnahme von Fahrzeugrädem (11FL, 11FR, 11RL, 11RR), dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Wert, der einer Differenz der aktuellen Drehzahlen eines Paars axial entgegengesetzter Räder (11FL, 11FR; 11RL, 11RR) entspricht, mit einem Bezugswert verglichen wird, der einer Raddrehzahldifferenz entspricht, die zwischen dem Räderpaar zu erwarten wäre, wenn diese einen im wesentlichen korrekten Reifendruck hätten, und wobei eine Abnahme des Reifendrucks bestimmt wird, wenn sich der erste Wert von dem zweiten Wert um mehr als einen vorbestimmten Betrag unterscheidet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, in dem der Bezugswert ein Lenkwinkel ist, der aus einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs abgeleitet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, in dem dasjenige der Räder mit geringem Druck danach bestimmt wird, ob der erste Wert größer oder kleiner als der Bezugswert ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, in dem ein aktueller Schlupf zwischen den angetriebenen und nicht angetriebenen Rädern des Fahrzeugs mit einem auf Betriebszuständen des Fahrzeugs beruhenden Bezugsschlupf verglichen wird, der zu erwarten wäre, wenn die Reifendrücke der Räder korrekt wären, und wobei eine Reifendruckabnahme bestimmt wird, wenn die Differenz zwischen dem aktuellen und dem Bezugsschlupf einen vorbestimmten Wert überschreitet.