DE69815730T2

DE69815730T2 - Verfahren zur Erkennung eines Reifendruckverlustes an Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE69815730T2
Application number: DE69815730T
Authority: DE
Inventors: Frank Sager; John Y. Liu
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2018-02-05
Also published as: EP0863028A2; EP0863028A3; US5760682A; JPH10258618A; DE69815730D1; EP0863028B1; KR19980079854A

Description

Allgemeiner Stand der Technik:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen, wann der Luftdruck in einem Reifen unter ein vorbestimmtes Druckniveau gefallen ist, auf der Basis der gemessenen Radgeschwindigkeiten.
Einrichtungen zum direkten Messen des Luftdrucks in einem Reifen enthalten traditionellerweise einen Sensor im Reifen und übertragen ein elektrisches Signal durch Schleifringe an der Narbe oder durch Funkübertragung. Derartige Einrichtungen sind teuer und insbesondere in der aggressiven Umgebung eines Fahrzeugrads unzuverlässig.
Mit dem Erscheinen von ABS und der Plazierung von Geschwindigkeitserfassungseinrichtungen an jedem der Räder sind Bemühungen unternommen worden, zum Bestimmen, wann ein Reifen zu wenig Luft hat, die Radgeschwindigkeitsdaten zu verwenden. Diese Bestimmung basiert auf dem Prinzip, daß ein Druckverlust an laufenden Rädern die Rollradien der Reifen in sehr geringen Größenordnungen reduzieren kann und dadurch die gemessenen Radgeschwindigkeiten vergrößern kann. Derartige Systeme involvieren möglicherweise über eine Niederdruckwarneinrichtung hinaus keine zusätzliche Hardware und sind deshalb wirtschaftlich und zuverlässig.
Aus GB 2,225,434 ist ein System bekannt, bei dem vorausgesetzt wird, daß alle Radgeschwindigkeiten gleich sind, solange sie den gleichen effektiven Durchmesser aufweisen und sich das Fahrzeug in einer geraden Linie bewegt. Störungen in den Radgeschwindigkeitssignalen werden nicht ausgefiltert, sondern vielmehr über einen Zeitraum gemittelt, um ihre Effekte zu minimieren. Ein Entweichen von Luft wird angezeigt, wenn bei Radgeschwindigkeiten eine Differenz erfaßt wird.
Aus dem US-Patent Nr. 4,876,528 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Signale proportional zu den gemessenen Winkelgeschwindigkeiten der Räder arithmetisch verarbeitet werden, um Größen zu erzeugen, die mit Schwellwerten verglichen werden, um zu bestimmen, wann ein Reifen relativ zu den anderen Reifen weniger Luft aufweist. Wie bei einigen anderen bekannten Verfahren ist die Differenz zwischen den Summen von Geschwindigkeiten diagonal gegenüberliegender Paare von Rädern eine kritische Größe.
Aus dem US-Patent Nr. 5,483,220 ist ein hybrides Verfahren bekannt, bei dem eine Einrichtung verwendet wird, die den Druck des Reifens an einem Rad direkt erfaßt und die Winkelgeschwindigkeiten aller Räder mißt. Wenn der direkt erfaßte Druck gering ist, wird eine Warneinrichtung betätigt. Wenn der erfaßte Druck normal ist, werden Verhältnisse der Winkelgeschwindigkeiten der anderen Räder zu der Winkelgeschwindigkeit des erfaßten Rads ausgewertet, um zu bestimmen, wann ein Reifen auf einem der anderen Räder weniger Luft aufweist. Das System bietet den Vorteil, daß anstelle des relativen Drucks der wirkliche Druck ausgewertet wird; es erfordert aber einen Drucksensor und ein Signalübertragungsmittel.
Ungeachtet der Zuverlässigkeit und der wirtschaftlichen Attraktivität der Reifenluftdrucküberwachung auf der Basis von Radgeschwindigkeiten bleibt noch Raum zum Verbessern der Genauigkeit dieser Systeme. Es muß deshalb vorgesehen werden, zum Nachstellen verschiedener Rollradien die Geschwindigkeiten zu kalibrieren, wobei gestörte Werte und Werte, die während Fahrmanövern des Fahrzeugs gemessen werden, nicht berücksichtigt werden.
Kurze Darstellung der Erfindung
Das Verfahren gemäß der Erfindung isoliert verwertbare Radgeschwindigkeitsdaten von Daten, die durch eingebaute Radradiusvariationen und Fahrmanöver des Fahrzeugs verfälscht werden. Mit den Daten wird eine einzelne Zahl berechnet, der sogenannte F-Wert, um signifikante Raddifferenzen und folglich einen geringen Reifendruck zu erfassen.
Der F-Wert wird aus den Radgeschwindigkeitssignalen V_if berechnet, die in einem Antiblockiersystem (ABS) zur Verfügung stehen. Bei perfekten Fahrbedingungen, d. h. kein Schlupf, Fahren in einer geraden Linie und konstante Rollradien, ist Vi1 Ri1 = Vi2 Ri2 = Vi3 Ri3 = Vi4 Ri4 = Vi,ref
Hierbei sind die Werte V_if die Radgeschwindigkeiten (/s), R_ij die Radien (m) und V_i,ref ist die Fahrzeuggeschwindigkeit (m/s). Die gemessenen Radgeschwindigkeitssignale über ein gegebenes Zeitintervall können wie folgt in vier Spalten und Reihen angeordnet werden:
Das Statistikverfahren „Varianzanalyse" kann optimal verwendet werden, um zu prüfen, ob die vier Radgeschwindigkeitsspalten statistisch ähnlich sind oder nicht. Es liefert auch einen quantitativen Weg zur Messung der Differenzen zwischen den vier über ein Zeitintervall gemessenen Radgeschwindigkeitssignalen. Falls jedes Radgeschwindigkeitssignal als eine unabhängige Probenmenge behandelt wird, sollten die vier Radgeschwindigkeitsspalten nach Abzug von Meßrauschen und Straßengeräuschen statistisch gleich sein, vorausgesetzt die lineare Geschwindigkeit in der Mitte jedes Rads ist gleich. Die Größe eines statistischen Maßes der Differenz, gekennzeichnet durch den F-Wert, wird dann zur Identifizierung der Radwinkelgeschwindigkeitsdifferenz verwendet. Indem zuerst Quellen für Störungen des Rollradius identifiziert werden, bei denen es sich nicht um einen Reifendruckverlust handelt, kann zur Angabe eines Druckverlusts bei einem Reifen die Radwinkelgeschwindigkeitsdifferenz isoliert werden.
Der F-Test ist eine statistische Methode, um zu testen, wie verschieden Probenmengen eines Ereignisses voneinander sind. Diese Methode ist besser als die herkömmliche Mittelwertvergleichsmethode, da sie die Standardabweichung als Maß der Differenz berücksichtigt. Sie hat die Vorteile gegenüber einer Plausibilitätsprüfung, daß sie (1) eine optimale Gewißheit liefert und (2) bei der Implementierung einfach und RAM-effizient ist.
Die Berechnung eines F-Werts entsprechend der „Varianzanalyse", auch bekannt als ANOVA, wird in Statistiktexten beschrieben. Siehe beispielsweise Walpole et al., Probability and Statistics for Engineers and Scientists [Wahrscheinlichkeit und Statistik für Ingenieure und Wissenschaftler], S. 365–374. Der F-Wert wird wie folgt berechnet:

Sp 2 = SSC/(4 – 1) St 2 = SSR/4(n – 1) P = St 2/Sp 2 = [SSC/(4 – 1)]
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird F etwas anders berechnet, um den RAM-Speicher zu begrenzen und dennoch eine ausreichende Genauigkeit beizubehalten. Das heißt, während eines bestimmten Zeitraums werden sowohl
für jedes Rad gespeichert. Dann gilt X = SUMV1 + SUMV2 + SUM3 + SUMV4
F = SSC/SSR
Ein so berechneter F-Wert genügt der sogenannten F-Verteilungskurve. Falls zwischen den vier Spalten keine signifikante Differenz vorliegt, sollte F nahe bei Eins liegen. Falls zwischen zwei beliebigen Spalten eine signifikante Differenz vorliegt, sind die beiden verschiedenen Varianzabschätzungen signifikant unterschiedlich, wobei S_t ² > S_p ², wodurch man einen größeren F-Wert erhält. Dieser Wert kann mit einem empirisch bestimmten Wert verglichen werden, der einem gegebenen Druckverlust entspricht, und eine Fahrerwarneinrichtung kann aktiviert werden, wenn der vorbestimmte Wert überschritten wird.
Vor der Berechnung des F-Werts werden mit einem Kalibrierungsvorgang Kalibrierungsfaktoren erzeugt, mit denen dann die gemessenen Radgeschwindigkeiten modifiziert werden, um statische oder eingebaute Rollradiusvariationen nicht zu berücksichtigen. Um diese Kalibrierungsfaktoren zu erhalten, wird eine Fehlerquadratmethode verwendet. Die Fehlerquadratmethode ist allgemein ein systematischer Weg, die Lösung eines Satzes linearer Gleichungen, die sich ansonsten nicht exakt lösen lassen, optimal zu schützen. Durch die Verwendung der Fehlerquadratmethode zum Erhalten der relativen Reifenrollradien über einen gegebenen Radgeschwindigkeitsdatensatz erhält man einen minimalen Fehler, und sie ist auch einfach bei der Implementierung und RAM-effizient. Der Satz von Radgeschwindigkeitsgleichungen bei gleichem Reifendruck auf einer geraden Linie und einer waagerechten Oberfläche über einen bestimmten Zeitraum kann beschrieben werden als:
Wegen der eingebauten Variationen kann man nicht davon ausgehen, daß die Rollradien verschiedener Räder genau gleich sind, und auch nicht davon, daß der Rollradius jedes Rades mit der Zeit konstant ist. Um eine optimale Schätzung des Rollradius zu finden, wird für jedes Rad die Fehlerquadratmethode verwendet. Eine Lösung für R_j* ist die Fehlerquadratlösung, falls sie
genügt. Nachdem die Radgeschwindigkeitskalibrierungsfaktoren erhalten worden sind, werden die Radgeschwindigkeitssignale kalibriert: Vij cal = Rj*Vij
Genau mit diesen Signalen V_ij ^cal wird der F-Wert berechnet.
Vor der Kalibrierung und der Identifizierung der Geschwindigkeitsdifferenz werden alle gemessenen Radgeschwindigkeiten durch die Referenzgeschwindigkeit V_i,ref normiert, die als der Durchschnitt der Winkelradgeschwindigkeiten mal einem virtuellen Zeitradius berechnet werden kann: Vi,ref = Vi1 + Vi2 + Vi3 + Vi4)R/4 Vij ner = Vij/Vi,ref
Man beachte, daß die Normierung von Radgeschwindigkeiten weder das Ergebnis der Varianzanalyse noch den F-Wert beeinflußt. Zu Kalibrierungszwecken lautet die optimale Lösung für den Rollradius R_j*
Erfassung eines Fahrmanövers:
Um die durch einen Druckverlust verursachte Radgeschwindigkeitsdifferenz weiter von von anderen Quellen verursachten Differenzen zu unterscheiden, wird ein dynamischer Filterungsprozeß verwendet, um Radgeschwindigkeitsdaten auszuschließen, die während verschiedener Fahrzeugfahrmanöver gesammelt werden. Dazu enthält der Algorithmus gemäß der Erfindung (1) eine Fahrzeugbeschleunigungs- und -abbremsungsfilterung, (2) eine Abbiegefluktuationsfilterung und (3) eine Unebene-Straße-Filterung auf dem Niveau der ABS-Abtastperiode (10 Millisekunden). Außerdem wirken (1) eine Kurvenfahrterfassungsroutine und (2) eine Bergauf-/Bergaberfassungsroutine über eine bestimmte Anzahl von Abtastperioden, beispielsweise 40 (400 ms). Für die Kurvenfahrt ist die Differenz zwischen den linearen Geschwindigkeiten in der Mitte der rechten und linken Räder proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit und invers proportional zum Kurvenfahrtradius: VLRL – VRRR = Vref 1/rwobei r der Kurvenfahrtradius und 1 die Spurbreite ist. Die in diesem Fahrzustand erhaltene Radgeschwindigkeitsdifferenz kann nicht dazu verwendet werden, einen Druckverlust zu identifizieren, der auf eine Verfälschung durch Kurvenfahrt zurückzuführen ist. Der Algorithmus identifiziert eine Kurvenfahrt, indem er sowohl an der Vorder- als auch an der Hinterachse ähnliche Radgeschwindigkeitsdifferenzmuster erkennt, und verhindert, daß die unter diesen Bedingungen gesammelten Daten in den Erfassungsprozeß eintreten. Bei einer Bergauf-/Bergabfahrt mit konstanter Geschwindigkeit erzeugt das Motordrehmoment an der angetriebenen Achse einen größeren (kleineren) Reifenschlupf als an der nicht angetriebenen Achse in der Bergaufsituation (Bergabsituation); die unter diesen Fahrbedingungen erhaltene Radgeschwindigkeitsdifferenz kann nicht zum Identifizieren eines Druckverlustes verwendet werden. Der Algorithmus identifiziert eine Bergauf-/Bergabsituation, indem er sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite ähnliche Radgeschwindigkeitsdifferenzmuster erkennt, und verhindert, daß unter diesen Bedingungen gesammelte Daten in den Erfassungsprozeß eintreten.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die 1a, 1b und 1c stellen ein Flußdiagramm eines bevorzugten Verfahrens gemäß der Erfindung in drei Teilen dar. 2 zeigt ein ausführlicheres Flußdiagramm.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf das in den Figuren dargestellte Flußdiagramm stellt dies eine vereinfachte Wiedergabe eines Computerprogramms dar, das zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
Im ganzen Programm werden von den Radgeschwindigkeitssensoren an jedem der vier Räder in Intervallen von 10 Millisekunden Radgeschwindigkeiten eingelesen. Diese Radgeschwindigkeitswerte, die alle wie oben beschrieben normiert werden, werden sowohl in einem Kalibrierungsvorgang, bei dem eingebaute Variationen bestimmt werden, als auch bei der folgenden F-Wert-Routine, bei der ein Luftverlust auf drei Niveaus von Druckverlust geprüft wird, verwendet. Wenn ein Luftverlust erfaßt wird, wird angenommen, daß der Fahrer Gegenmaßnahmen ergreift, um die Reifendrücke gleichförmig zu machen. Dabei kann er das System zurücksetzen, indem er einen Rücksetzknopf drückt. Dies kann immer dann erfolgen, wenn eine Neukalibrierung gewünscht wird, wie etwa nach einer Radauswuchtung oder dem Aufziehen neuer Reifen.
Immer wenn das System zurückgesetzt wird, werden die verschiedenen Flags und Zähler, die in dem Programm verwendet werden, initialisiert (Block 10). Durch das Setzen des Kalibrierungsflags (f_cal = 1) wird angezeigt, daß der Rücksetzknopf gedrückt worden ist und die Kalibrierung ablaufen soll. Das Setzen des Warnlichtflags (f_–wlt = 1) schaltet die Warnlichteinstellung ein, das Bremslichtschalterflag (f_–bls = 0) weist auf einen mangelnden Bremsdruck hin. Dieser Schalter ist parallel zu den Bremslichtern geschaltet. Durch das Setzen des Reifenaufblasüberwachungszählers (i_–tim = 1) und des Fahrmanöverzählers (i_–man = 1) werden diese Zähler bei Null gestartet.
Nach der Initialisierung beginnt das Lesen von Radgeschwindigkeiten (Block 12). Wenn jeder Satz aus vier Werten gelesen wird, werden die Kalibrierungs- und Warnlichtflags geprüft (Block 14). Falls beide gesetzt sind, ist dies ein eindeutiger Hinweis darauf, daß sich das Programm immer noch in der Kalibrierungsschleife befindet, und das Warnlicht wird ausgeschaltet (Block 16), die Kalibrierungsfaktoren werden auf 1 gesetzt (Block 18), und die Fahrmanöver- und Reifenaufblasüberwachungssummen werden gelöscht (Block 20), bis die Kalibrierung beendet ist. Falls das Warnlichtflag gesetzt ist und sich das System nicht in einer Kalibrierung befindet (Block 22), ist dies ein eindeutiger Hinweis darauf, daß ein niedriger Reifendruck erfaßt worden ist, und das Programm wird beendet. Es ist nun die Aufgabe des Fahrers, die Reifen aufzupumpen und das System zurückzusetzen.
Falls das Warnlicht ausgeschaltet ist und sich das System nicht in der Kalibrierungsschleife befindet (Antwort „nein" in Block 22), werden die Radgeschwindigkeitswerte durch mehrere Filterungsstufen geschickt, um Werte zu eliminieren, die für eine zuverlässige Reifenaufblasprüfung nicht verwendet werden können. Block 24 prüft auf einen ABS-Ausfall hin, der extern durch das ABS bestimmt wird, so daß sich das ABS abschaltet, und die automatische Regelung des Bremsdrucks wird eliminiert. Block 26 prüft auf das Vorliegen eines Reservereifens, was erfaßt wird, wenn eine Radgeschwindigkeit erheblich schneller ist als andere Radgeschwindigkeiten. Block 28 filtert Radgeschwindigkeiten heraus, die auftreten, wenn sich das Fahrzeug besonders langsam (unter 10 kmh) oder besonders schnell (über 200 kmh) bewegt. Danach prüft Block 30 auf Bremsen und ignoriert Werte, wenn der Bremslichtschalter eingeschaltet ist. Falls kein Bremsen vorliegt, werden die Radgeschwindigkeitswerte auf abrupte positive oder negative Änderungen hin überprüft (Block 32), was auf einen Schlupf oder eine Blockierung beim Antrieb hinweisen würde. Das heißt, Block 32 läßt nur Radgeschwindigkeitswerte durch, wenn dv_r/dt innerhalb von Grenzen liegt, die eine Beschleunigung oder ein Abbremsen des Rades anzeigen würden.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 1B werden nach der Vorfilterung von 1A die Radgeschwindigkeitswerte im Block 34 normiert und korrigiert. Man beachte, daß, falls die Kalibrierungsschleife nicht beendet worden ist, alle Rollradien R_j* immer noch auf 1 gesetzt sind. Nach der Normierung und Korrektur werden die Radgeschwindigkeiten zu den jeweiligen Fahrmanöversummen addiert (Block 36), und der Fahrmanöverzähler wird inkrementiert. Die Fahrmanöverschleife ist ein 40– Schleifen-(400-ms)-Zyklus, der jederzeit läuft, um zu prüfen, ob sich das Fahrzeug in einem Fahrmanöver befindet. Wenn 40 Schleifen beendet sind (Block 42), wird eine Fahrmanöverprüfung vorgenommen (Block 42), indem die Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der Vorderräder mit der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der Hinterräder verglichen wird. Falls erhebliche Differenzen vorliegen und sie vergleichbar sind, wird die Fahrmanöversumme gelöscht (Block 50), und der Fahrmanöverzähler wird zurückgesetzt (Block 52). Falls die Differenzen nicht erheblich sind, wird die Fahrmanöversumme zur Reifenaufblasüberwachungssumme addiert (Block 46), und der TIM-Zäh1er wird um 40 inkrementiert (Block 48). Nach dieser Inkrementierung der TIM-Summe und des Zählers wird die MAN-Summe gelöscht (Block 50), und der Fahrmanöverzähler wird zurückgesetzt (Block 52). Block 54 prüft dann, ob die Kalibrierung beendet ist, d. h., ob das Kalibrierungsflag zurückgesetzt ist.
Im Block 42 kann auch auf eine Bergauf-/Bergabfahrt geprüft werden, indem die Geschwindigkeitsdifferenz der linken Räder mit der Geschwindigkeitsdifferenz der rechten Räder verglichen wird. Falls erhebliche Differenzen vorliegen und sie vergleichbar sind, wird eine Bergauf-/Bergabfahrt (oder eine Fahrzeugbeschleunigung/-abbremsung) angezeigt, und die Fahrmanöversumme wird gelöscht, genauso wie bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs. Diese Prüfung basiert auf der Tatsache, daß sich angetriebene Räder schneller drehen als nicht angetriebene Räder, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder mit konstanter Geschwindigkeit bergauf fährt. Analog drehen sich angetriebene Räder langsamer als nicht angetriebene Räder, wenn das Fahrzeug abbremst oder mit konstanter Geschwindigkeit bergab fährt.
Eine Kalibrierung nach einer Rücksetzung erfordert 6 000 gefilterte Radgeschwindigkeitsablesungen. Falls das Kalibrierungsflag gesetzt ist, fragt somit ein Block 56, ob 6 000 Schleifen beendet worden sind, (i_tim = 6 001). Bei Nein werden weitere Radgeschwindigkeiten eingelesen. Bei Ja werden die Rollradien R_j* in Block 58 aus den normierten Geschwindigkeitswerten berechnet. In Block 60 wird die TIM-Summe gelöscht, da Daten kalibriert worden sind und die Reifenaufblasüberwachung noch nicht begonnen hat. Schließlich wird das Kalibrierungsflag auf Null gesetzt, und der TIM-Zähler wird zurückgesetzt (Block 62). Die Reifenaufblasüberwachung kann nun beginnen, was in Block 54 durch f_cal = 0 angezeigt wird.
Mit größer werdender Erfassungszeit können drei Niveaus von Druckverlust erfaßt werden. Der erste Schritt der Reifenaufblasüberwachung nach der Kalibrierung erfordert 6 000 Schleifen. Wenn 6 000 Schleifen beendet worden sind (Block 64), wird in Block 66 der F-Wert entsprechend der in der kurzen Darstellung erwähnten modifizierten Varianzanalysemethode berechnet. Der F-Wert wird mit einem empirisch ermittelten Schwellwert T₁ verglichen, der bekannterweise einem gegebenen Luftdruckverlust entspricht, z. B. 50% (Block 68). Wenn der empfohlene Reifendruck eines Herstellers 36 psi beträgt, wird somit ein Wert T₁ durch Berechnen eines F-Werts bestimmt, wenn einer der Reifen auf 18 psi ist. Wenn F über T₁ liegt, wird ein 50-%iger Druckverlust festgestellt, und das Warnlicht wird aktiviert (Block 70). Die TIM-Summe wird gelöscht (Block 72), und das Programm geht weiter zu „Ende". Das heißt, die Radgeschwindigkeitswerte werden weiterhin eingelesen, aber in dieser Unterroutine nicht verwendet. Man erinnere sich daran, daß bei einem gegebenen Probensatz der mögliche Druckverlust um so größer ist, je größer der F-Wert ist. Je größer die Probe (längere Zeit), um so zuverlässiger wird F, um einen Druckverlust festzustellen. Falls der F-Wert den Schwellwert T₁ nicht übersteigt, erfolgt eine weitere Prüfung, um zu erkennen, ob F unter einem kleineren Wert (Unterschwellwert T₁₂), der einem geringeren Druckverlust, z. B. 25%, entspricht liegt. Bei dem gegebenen Beispiel wird dann T₁₂ empirisch für eine 6000-Schleifen-Probe bei einem Reifendruck von 27 psi bestimmt. Falls F unter T₁₂ liegt (Antwort „Ja" in Block 74), wird der TIM-Zähler zurückgesetzt (Block 76). Das bedeutet, daß es auf keinen Fall für auch nur einen 25-%igen Verlust gibt. Falls F über T₁₂ liegt (Antwort „Nein" in Block 74), bedeutet dies, daß eine Möglichkeit eines Druckverlustes vorliegt (25% < Verlust < 50%), aber weitere Daten benötigt werden, um eine zuverlässige Feststellung zu treffen. In diesem Fall werden die Radgeschwindigkeitswerte weiterhin eingelesen, aber in dieser Unterroutine nicht verwendet.
Falls 6 000 Schleifen beendet worden sind und das Warnlicht nicht eingeschaltet ist, antwortet der Block 64 „Nein", wenn 6 001 Radgeschwindigkeitsablesungen vorgenommen worden sind. Der erste F-Wert wird erst dann berechnet, wenn 6 000 Schleifen beendet worden sind, wonach die TIM-Summen
berechnet werden.
Wenn ein möglicher Druckverlust von unter 50%, aber über 25% vorliegt, sammelt das Programm weiterhin Radgeschwindigkeitswerte, filtert die Werte und nimmt ständig Fahrmanöverprüfungen vor. Unter Bezugnahme auf 1c wird, wenn 12 000 Sätze von Radgeschwindigkeitswerten gesammelt worden sind (I_tim = 12 001), was in Block 78 durch eine Antwort „Ja" angezeigt wird, der Wert F wieder berechnet (Block 80) und mit einem zweiten vorbestimmten Schwellwert T₂ verglichen (Block 82), der einem Reifendruckverlust von 33% entspricht. Man beachte, daß dies nicht das Gleiche wie T₁₂ ist, da T₂ für 12 000 Schleifen vorbestimmt ist und der F-Wert sich mit steigender Probengröße ändert. Falls F T₂ übersteigt, wird das Warnlicht aktiviert (Block 84) und die TIM-Summe wird gelöscht. Falls F nicht den Schwellwert T₂ übersteigt, erfolgt eine weitere Prüfung, um zu sehen, ob F kleiner ist als ein kleinerer Wert (Unterschwellwert T₂₃), der einen geringeren Druckverlust von z. B. 25% entspricht, wobei die Konfidenz auf 2 Minuten an Daten basiert. Bei dem gegebenen Beispiel wird dann T₂₃ empirisch für eine 12000-Schleifen-Probe bei einem Reifendruck von 27 psi bestimmt. Falls F kleiner ist als T₂₃ (Antwort „Ja" in Block 88), wird der TIM-Zähler zurückgesetzt (Block 90). Falls F über T₂₃ liegt (Antwort „Nein" in Block 88), werden die Radgeschwindigkeitswerte weiterhin eingelesen.
Falls 12 000 Schleifen beendet worden sind und das Warnlicht nicht eingeschaltet ist, antwortet Block 78 mit „Nein", wenn 12 001 Radgeschwindigkeitsablesungen vorgenommen worden sind, und die TIM-Summen akkumulieren weiter, bis der TIM-Zähler 18 000 erreicht (i_tim = 18 001), wie in Block 92 bestimmt. An dieser Stelle wird der F-Wert wieder berechnet (Block 94) und mit einem dritten vorbestimmten Schwellwert T₃ verglichen (Block 96), der einem Reifendruckverlust von 25% entspricht. Man beachte, daß dies nicht das Gleiche ist wie T₂₃, da T₃ für 18 000 Schleifen vorbestimmt ist. Falls F über T₃ liegt, wird das Warnlicht aktiviert (Block 98), und die TIM-Summe wird gelöscht (Block 100). Falls F nicht größer ist als T₃, wird der TIM-Zähler einfach zurückgesetzt (Block 102), so daß das Programm weitere 6 000 Schleifen beginnt, die erforderlich sind, um auf einen 50-%igen Druckverlust hin zu prüfen. 18 000 Schleifen, was drei Minuten an gefilterten Geschwindigkeitswerten entspricht, werden nicht überstiegen.
Das Programm prüft immer zuerst auf einen 50-%igen Verlust, so daß der Fahrer, wenn Luft schnell verlorengeht, dies sobald wie möglich erfährt. Falls für Schlupf und Fahrmanöver keine Radgeschwindigkeitswerte ausgefiltert werden, dauert dies eine Minute (6 000 Schleifen bei 10 ms/Schleife). Falls kein 50-%iger Verlust erfaßt wird, werden die Radgeschwindigkeitsdaten entweder gelöscht, so daß eine neue 6000 er Schleife (Erfassung eines 50-%igen Verlusts) beginnen kann, oder weiterhin für weitere 6 000 Schleifen akkumuliert (insgesamt 2 Minuten), so daß eine Prüfung auf einen 33-%igen Verlust hin erfolgen kann. Falls kein 33-%iger Verlust erfaßt wird, werden die Radgeschwindigkeitsdaten entweder gelöscht, so daß eine neue 6000 er Schleife (Erfassung eines 50-%igen Verlustes) beginnen kann, oder weiterhin für weitere 6 000 Schleifen (insgesamt 3 Minuten) akkumuliert, so daß auf einen 25-%igen Verlust hin geprüft werden kann. Wenn das gleiche Warnlicht für alle Druckverlustniveaus verwendet wird, dann kennt der Fahrer nicht das Ausmaß des Druckverlusts im Reifen, sondern weiß nur, daß der Druck um mindestens 25% geringer ist. Es ist jedoch auch möglich, drei verschiedene Lichter oder eine Sequenz von Blitzen zu verwenden, um den Luftverlustgrad anzuzeigen.
2 zeigt ein ausführlicheres Flußdiagramm der Berechnung des obenerwähnten F-Werts.
Nach dem Startschritt 201 wird der Wert F ausgewertet, was die folgenden Schritte umfaßt:
X = SUMV1 + SUMV2 + SUMV3 + SUMV4 (Schritt 204)
F = SSC/SSR (Schritt 207)

Claims

Verfahren zum Erfassen eines Druckverlustes in einem Reifen einen Kraftfahrzeugs mit vier Rädern und einem Reifen auf jedem Rad, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: mehrmaliges (n) Messen der Geschwindigkeiten V_if jedes der vier Räder in einem ersten Zeitintervall, Addieren der mehreren Geschwindigkeiten für jedes Rad, um vier Radgeschwindigkeitsspaltensummen SUMV_j zu erhalten, wobei
und j = 1, 2, 3, 4, Addieren der vier Radgeschwindigkeitsspaltensummen SLTMV_j, um eine Geschwindigkeitsendsumme X zu bilden, Bilden einer Zwischenspaltenvariation SSC auf der Basis der vier Spaltensummen SUMV_j und der Geschwindigkeitsendsumme X, Bilden einer Zwischenreihenvariation SSR auf der Basis der vier Spaltensummen SUMV_j und der Radgeschwindigkeiten V_if, Bilden eines Werts F auf der Basis des Verhältnisses von SSC/SSR, Vergleichen von F mit einem ersten vorbestimmten Schwellwert entsprechend einem ersten vorbestimmten Druckverlust und Aktivieren einer Fahrerwarneinrichtung, wenn der F-Wert den ersten vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zwischenspaltenvariation SSC gebildet wird durch Subtrahieren der Geschwindigkeitsendsumme X von dem Vierfachen der Spaltensumme SUMV₁ für jedes Rad zum Bilden von vier Abweichungen, Quadrieren der Abweichungen und Addieren der quadrierten Abweichungen, wodurch
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zwischenreihenvariation SSR gebildet wird durch Quadrieren der vier Spaltensummen SUMV_j und Addieren der quadrierten Spaltensummen zum Bilden einer Endsumme quadrierter Spaltensummen
Quadrieren der gemessenen Geschwindigkeiten V_if jedes der vier Räder, Addieren der quadrierten Geschwindigkeiten (V_if)² für jedes Rad zum Bilden von vier Spaltensummen quadrierter Geschwindigkeiten
und Addieren der Spaltensummen quadrierter Geschwindigkeiten SUM2V_j zum Bilden einer Gesamtsumme quadrierter Geschwindigkeiten
und Subtrahieren der Endsumme quadrierter Spaltensummen von der Gesamtsumme quadrierter Geschwindigkeiten, wodurch
Verfahren nach Anspruch 1, wobei F = SSC/SSR.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin umfaßt, wenn F den ersten vorbestimmten Schwellwert nicht übersteigt: Vergleichen von F mit einem ersten vorbestimmten Unterschwellwert, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Schwellwert, mehrmaliges Messen der Geschwindigkeiten jedes der vier Räder in einem zweiten Zeitintervall, das kumulativ zum ersten Zeitintervall ist, wenn F den ersten Unterschwellwert übersteigt, Bilden des Werts F auf der Basis der mehreren gemessenen Radgeschwindigkeiten im zweiten Zeitintervall, Vergleichen des Werts F mit einem zweiten vorbestimmten Schwellwert entsprechend einem zweiten vorbestimmten Druckverlust, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Druckverlust, und Aktivieren einer Fahrerwarneinrichtung, wenn F den zweiten vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 5, das weiterhin umfaßt, wenn F den zweiten vorbestimmten Schwellwert nicht übersteigt: Vergleichen von F mit einem zweiten vorbestimmten Unterschwellwert, der kleiner ist als der zweite vorbestimmte Schwellwert, mehrmaliges Messen der Geschwindigkeiten jedes der vier Räder in einem dritten Zeitintervall, das kumulativ zum zweiten Zeitintervall ist, wenn F den zweiten Unterschwellwert übersteigt, Bilden des Werts F auf der Basis der mehreren gemessenen Radgeschwindigkeiten im dritten Zeitintervall, Vergleichen des Werts F mit einem dritten vorbestimmten Schwellwert entsprechend einem dritten vorbestimmten Druckverlust, der kleiner ist als der zweite vorbestimmte Druckverlust, und Aktivieren einer Fahrerwarneinrichtung, wenn F den dritten vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfaßt: Bestimmen von Radkalibrierungsfaktoren für jedes der vier Räder vor dem ersten Zeitintervall, wobei die Radkalibrierungsfaktoren Variationen der Rollradien der vier Räder nicht berücksichtigen, und Modifizieren der Radgeschwindigkeiten mit den Radkalibrierungsfaktoren während des ersten Zeitintervalls und aller nachfolgenden Zeitintervalle.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Normieren aller gemessenen Radgeschwindigkeiten umfaßt, wobei das Normieren umfaßt: Berechnen einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit V_iref und Dividieren jeder gemessenen Radgeschwindigkeit V_if durch die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit V_iref, um eine normierte Radgeschwindigkeit V_ij ^nor zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit das Mittel der Winkelgeschwindigkeiten der vier Räder mal einem virtuellen Reifenradius ist.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin folgendes umfaßt: mehrmaliges (m) Messen der Geschwindikeiten jedes der vier Räder vor dem ersten Zeitintervall, Bestimmen von Radkalibrierungsfaktoren für jedes der vier Räder vor dem ersten Zeitintervall, wobei die Radkalibrierungsfaktoren jeweils entsprechend
als ein Rollradius R_j* bestimmt werden, und Modifizieren der Radgeschwindigkeiten V_if mit den Radkalibrierungsfaktoren R_j* während des ersten Zeitintervalls und aller nachfolgenden Zeitintervalle.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem Bestimmen, wann das Fahrzeug eine Kurve fährt, und Ausschließen von während der Kurvenfahrt gemessenen Radgeschwindigkeiten aus Schritten, mit denen der Wert F gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine Kurvenfahrt bestimmt wird durch: Bestimmen einer Differenz zwischen einer Geschwindigkeit des linken Vorderrads und einer Geschwindigkeit des rechten Vorderrads, Bestimmen einer Differenz zwischen einer Geschwindigkeit des linken Hinterrads und einer Geschwindigkeit des rechten Hinterrads, Vergleichen der Differenz zwischen den Vorderradgeschwindigkeiten und der Differenz zwischen den Hinterradgeschwindigkeiten und Bestimmen, daß das Fahrzeug eine Kurve fährt, wenn die Differenzen größer sind als ein vorbestimmtes Minimum und beide innerhalb der gleichen vorbestimmten Grenzen liegen.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfaßt: Bestimmen, wann eines der Räder beschleunigt oder abbremst, und Ausschließen von Radgeschwindigkeiten, die gemessen werden, wenn eines der Räder beschleunigt oder abbremst, aus Schritten, mit denen der F gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Beschleunigen und Abbremsen bestimmt werden durch Bestimmen einer zeitlichen Änderungsrate dV_ij/dt, Bestimmen, daß ein Rad beschleunigt, wenn dV_ij/dt einen positiven Schwellwert übersteigt, und Bestimmen, daß eines der Räder abbremst, wenn dV_ij/dt unter einen negativen Schwellwert fällt.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfaßt: Bestimmen, wann das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt, und Ausschließen von Radgeschwindigkeiten, die gemessen werden, wenn das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt, aus Schritten, mit denen der Wert F gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Bergaufoder Bergabfahrt bestimmt werden durch: Bestimmen einer Differenz zwischen einer Geschwindigkeit des linken Vorderrads und einer Geschwindigkeit des linken Hinterrads, Bestimmen einer Differenz zwischen einer Geschwindigkeit des rechten Vorderrads und einer Geschwindigkeit des rechten Hinterrads, Vergleichen der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der linken Räder und der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der rechten Räder und Bestimmen einer Bergauf- oder Bergabfahrt, wenn die Differenzen größer sind als ein vorbestimmtes Minimum und beide innerhalb der gleichen vorbestimmten Grenzen liegen.
Verfahren zum Erfassen eines Druckverlustes in einem Reifen einen Kraftfahrzeugs mit vier Rädern und einem Reifen auf jedem Rad, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: mehrmaliges (m) Messen der Geschwindigkeiten V_if jedes der vier Räder in einem Kalibrierungszeitintervall, Bestimmen von Radkalibrierungsfaktoren für jedes der vier Räder auf der Basis der mehreren (m) gemessenen Geschwindigkeiten für jedes der vier Räder, wobei die Radkalibrierungsfaktoren Variationen der Rollradien der vier Räder nicht berücksichtigen, mehrmaliges (n) Messen der Geschwindigkeiten V_if jedes der vier Räder in einem ersten Zeitintervall, nach dem Kalibrierungszeitintervall, Modifizieren der Radgeschwindigkeiten mit den Radkalibrierungsfaktoren während des ersten Zeitintervalls und aller nachfolgenden Zeitintervalle, Addieren der mehreren Geschwindigkeiten für jedes Rad, um vier Radgeschwindigkeitsspaltensummen SUMV_j zu erhalten, wobei
und j = 1, 2, 3, 4, Addieren der vier Radgeschwindigkeitsspaltensummen SUMV_j, um eine Geschwindigkeitsendsumme X zu bilden, Bilden einer Zwischenspaltenvariation SSC auf der Basis der vier Spaltensummen SUMV_j und der Geschwindigkeitsendsumme X, Bilden einer Zwischenreihenvariation SSR auf der Basis der vier Spaltensummen SUMV_j und der Radgeschwindigkeiten V_if, Bilden eines Werts F auf der Basis des Verhältnisses von SSC/SSR, Vergleichen von F mit einem ersten vorbestimmten Schwellwert entsprechend einem ersten vorbestimmten Druckverlust, und Aktivieren einer Fahrerwarneinrichtung, wenn der F-Wert den ersten vorbestimmten Schwellwert übersteigt.