Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reifen¬ drucküberwachung durch Messen, Vergleichen und Auswerten der Drehgeschwindigkeiten der einzelnen Fahrzeugräder. Ei¬ ne Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens ge¬ hört ebenfalls zur Erfindung.

Aus den US-Patentschriften Nr. 4 876 528 und 5 192 929 sind bereits Verfahren zum Erkennen von Reifendruckverlust bekannt, die auf dem Messen und Vergleichen der Drehge¬ schwindigkeiten der einzelnen Fahrzeugräder beruhen. Im Prinzip wird nach beiden Schriften die Drehgeschwindigkei¬ ten der diagonalen Räder summiert und die Differenz beider Summen ermittelt. Wenn diese Differenz zwischen 0,05% und 0,60% des Mittelwerts beider Summen liegt, darf die Dreh¬ geschwindigkeit jedes einzelnen Rades, solange genügender Reifendruck vorhanden ist, höchstens um 0,1% von der mitt¬ leren Geschwindigkeit aller vier Räder abweichen. Bei größerer Abweichung wird Druckverlust signalisiert.

Die Genauigkeit dieser bekannten Verfahren läßt zu wün¬ schen übrig. Wird ein Reserverad oder "Notrad" mit abwei¬ chendem Durchmesser montiert, versagt die Methode voll¬ ständig.

Es sind noch weitere, im Prinzip auf dem gleichen Algorithmus basierende Verfahren bekannt US-PS 35 81 277, JP 63-305011(A), FR-25 685 19-A) .

Es ist auch bereits aus der DE 39 15 879-A1 ein Verfahren zum Auswerten der Geschwindigkeitεsignale, die das Dreh¬ verhalten der einzelnen Räder eines Fahrzeugs wiedergeben, bekannt, bei dem für jedes Rad ein Geschwindigkeitskorrek¬ turfaktor ermittelt wird. Die Multiplikation der momenta¬ nen Radgeschwindigkeit mit dem Geschwindigkeitskorrektur¬ faktor ergibt eine gemeinsame Basisgeschwindigkeit, die z.B. aus der Geschwindigkeit des momentan langsamsten Ra¬ des abgeleitet ist. Die mit dem zugehörigen Korrekturfak¬ tor multiplizierte Radgeschwindigkeit wird dann anstelle der tatsächlichen Radgeschwindigkeit der weiteren Signal¬ verarbeitung zugrunde gelegt. Das Verfahren dient zur Er¬ mittlung des Raddrehverhaltens im Rahmen einer Blockier- schutzregelung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reifendrucküberwachung zu schaffen, das sich durch hö¬ here Genauigkeit und Zuverlässigkeit im Vergleich zu den bekannten Verfahren auszeichnet und das auch dann anwend¬ bar ist, wenn Reifen montiert sind, die infolge von Ferti¬ gungstoleranzen, ungleichmäßiger Abnutzung oder dergl. oder weil sie nur als Notrad dienen, unterschiedlichen Ab¬ rollumfang aufweisen.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch das im An¬ spruch 1 beschriebene Verfahren gelöst werden kann, dessen Besonderheit darin besteht, daß

für die einzelnen Fahrzeugräder Geschwindigkeitskorrektur¬ faktoren gebildet werden, die multipliziert mit der Radge¬ schwindigkeit eine Basisgeschwindigkeit ergeben, wobei in einer Lernphase die Werte der einzelnen Korrek¬ turfaktoren ermittelt,

Korrelationen zwischen den Korrekturfaktoren für typische Fahrsituationen festgestellt und von der jeweiligen Fahrsituation abhängige Bandbreiten bzw. "Toleranzen" für die Korrekturfaktoren ermittelt wer¬ den, daß in einer Identifizierungsphase die Abweichungen der Korrekturfaktoren von den gelernten Werten unter Be¬ rücksichtigung der von der Fahrsituation abhängigen Tole¬ ranzen und dem Fortschritt des Lernverfahrens festgestellt und bewertet werden und daß Reifendruckverlust signalisiert wird, wenn für ein Rad der aktuelle Korrekturfaktor unter Berücksichtigung der aktuellen Abweichung kleiner wird als der für die aktuelle Fahrsituation in der Lernphase für das betreffende Rad be¬ reits ermittelte Geschwindigkeitskorrekturfaktor unter Be¬ rücksichtigung der für die aktuelle FahrSituation während der Lernphase bereits ermittelten Toleranz.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reifendrucküberwachung beruht also auf dem Bilden und Auswerten von Geschwindig¬ keitskorrekturfaktoren, die gewissermaßen die Unterschiede im Durchmesser der einzelnen Räder ausgleichen, und in ei¬ ner Gliederung des Verfahrens in eine Lern- und eine Iden¬ tifizierungsphase. Dabei werden zuerst die Werte der ein¬ zelnen Korrekturfaktoren und Korrelationen zwischen diesen Faktoren in typischen FahrSituationen, z.B. Geradeausfahrt oder Kurvenfahrt, gelernt. An die Lernphase schließt sich die Identifizierungsphase an, in der die Abweichungen von

den gelernten Korrekturfaktoren unter Berücksichtigung der Fahrsituation bewertet werden. Sobald das Lernverfahren so weit fortgeschritten ist, daß die Größe des Korrekturfak¬ tors sehr genau festliegt und eine Fahrsituation - z.B. normale Geradeausfahrt - herrscht, in der bei intakten Reifen nur geringe Abweichungen der Korrekturfaktoren mög¬ lich sind, läßt sich Reifendruckverlust bzw. die dadurch eintretende Durchmesserverringerung sehr genau erkennen.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird Raddruckverlust signalisiert, wenn für ein Rad die folgende Bedingung erfüllt ist

K _χ (t,FS) + G2 _χ (t,FS) < K _Sp ^ _χ (FS) - Gl _Sp/χ (FS),

wobei bedeuten:

X = Rad 1, Rad 2, Rad 3, Rad 4

FS = Fahrsituation _χ (t, FS ) = in der Identifizierungsphase (Phase 2) für das Rad x ermittelter aktueller Korrekturfaktor

^K Sp, x ( FS ) = für die aktuelle FS erwarteter, in der Phase 1 bereits ermittelter Geschwin¬ digkeitskorrekturfaktor für das Rad x

Sp , x ( FS ) ' = für die aktuelle FS in der Phase 1 bereits ermittelte Toleranz

G2 x ( t , FS ) = aktuelle Abweichung für das Rad x in der Phase 2.

Als typische Fahrsituationen, in denen Korrelationen zwi¬ schen den Korrekturfaktoren ermittelt und ausgewertet wer-

den, gelten beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Situationen:

Kurvenfahrt, Geradeausfahrt, hohe Fahrzeugbeschleunigung oder -Verzögerung, schlechte Wegstrecke, hoher An¬ triebs- oder Bremsschlupf, Hoch- oder Niedrigreibbeiwert, unterschiedlicher Reibbeiwert rechts/links usw..

Aussagefähige Korrelationen werden z.B. durch paarweisen, achsweisen, diagonalen, seitenweisen Vergleich der Korrek¬ turfaktoren, d.h. durch alle oder durch einige dieser Ma߬ nahmen, gebildet.

Die Bewertung der Korrekturfaktor-Toleranzen erfolgt zweckmäßigerweise nach Genauigkeitswerten, die in der Lernphase ermittelt werden. Die Empfindlichkeitsschwellen, die zur Druckverlustsignalisierung führen, wenn die Abwei¬ chungen diese Schwellen überschreiten, werden nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abhängigkeit von der Fahrsituation oder in Abhängigkeit von der Fahrsituation und dem Lern-Fortschritt variiert.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Lernphase durch vorgegebene Geschehnisse, wie Radmontage, Reset-Si- gnal, und/oder durch regelmäßig wiederkehrende Ereignisse, wie Fahrzeug- oder Motorstart, Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne usw., in Lauf zu setzen.

Nach einem Ausführungsbeispiel wird die Lernphase abge¬ schlossen, wenn die Korrekturfaktoren eine vorgegebene Ge¬ nauigkeitsschwelle erreicht haben, und zwar entweder unter Berücksichtigung der jeweiligen Fahrsituation oder unter der Voraussetzung idealer Bedingungen.

Die Identifizierungsphase wird erst nach Abschluß der Lernphase oder, sobald in der Lernphase eine Mindest-Ge- nauigkeitsschwelle erreicht ist, gestartet.

Es können nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Er¬ findung mehrere Genauigkeitsschwellen vorgegeben werden, wobei die Empfindlichkeitsschwelle in Abhängigkeit von der in der Lernphase erreichten Genauigkeitsschwelle variiert wird.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens ist mit einer Tiefpaß-Filterschaltung ausgerüstet, der zur Bildung der Geschwindigkeitskorrek¬ turfaktoren auf Basis der Radgeschwindigkeitssignale dient und deren Dämpfungscharakteristik in Abhängigkeit von der Fahrsituation, die das Ausgangssignal eines Fahrsitua- tionserkennungskreises wiedergibt, veränderbar ist. Außer¬ dem sind Schaltkreise zur Ermittlung der von der Fahrsi¬ tuation abhängigen Toleranzen und Schaltkreise zur Ermitt¬ lung der Abweichungen von den gelernten Geschwindigkeits¬ korrekturwerten vorhanden.

Weitere Merkmale, Vorteile und -Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den folgenden Erläuterungen von De¬ tails anhand der beigefügten Schaltungen hervor.

Es zeigen

Fig. 1 schematisch die wichtigsten Komponenten einer

Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 in vereinfachter Darstellung schematisch die wichtigsten Stufen einer ersten Phase (Lernphase) des Verfahrens nach der Erfindung und

Fig. 3 in gleicher Darstellungsweise die zweite Phase bzw. Identifizierungsphase des Verfahrens nach der Erfindung.

In Fig. 1 sind mit VR,VL,HR,HL die vier Räder eines Kraft¬ fahrzeugs symbolisiert. Jedes Rad ist mit einem Radsensor Sl bzw. S2 bis S4 ausgerüstet, der ein Signal liefert, dessen Frequenz und/oder Amplitude die Geschwindigkeit des jeweiligen Rades wiedergibt.

Zur Aufbereitung und Auswertung der Sensorsignale und zur Erzeugung eines Warnsignals dient eine elektronische Schaltungsanordnung 1, die außer den Eingängen El - E4 für die Signale der Sensoren Sl bis S4 noch weitere Eingänge E5,E6,En zur Aufnahme zusätzlicher, für das Reifendruck¬ überwachungsverfahren oder für den Start des Verfahrens benötigter Informationen besitzt. Im vorliegenden Ausfüh¬ rungsbeispiel ist an einen Eingang E5 ein Lenkwinkelsensor LW angeschlossen, der ein zur Unterscheidung von Kurven¬ fahrt und Geradeausfahrt wichtiges Signal liefert. Ein Eingang E6 für einen BremslichtSchalter BLS ist ebenfalls angedeutet. Weitere Eingänge En dienen zum Anschluß weite¬ rer Sensoren, externer Speicher für bereits gelernte Werte usw. , je nach Ausführungs- und Anwendungsart der Erfin¬ dung.

Bei Fahrzeugen mit Blockierschutz- oder Antriebsschlupfre¬ gelungssystemen sind Radsensoren der beschriebenen Art und elektronische Schaltungsanordnungen zur Auswertung und Verarbeitung der Signale ohnehin vorhanden, die für die Reifendrucküberwachung zumindest teilweise mitverwendet werden können. Der erforderliche Zusatzaufwand für die er¬ findungsgemäße Reifendrucküberwachung wird beim Vorhanden¬ sein solcher Regelungssysteme minimal.

Fig. 2 dient zur Veranschaulichung der Phase 1, d.h. der Lernphase, des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierzu werden einer Tiefpaß-Filterschaltung 2 die mit Hilfe der Radsen¬ soren Sl bis S4, siehe Fig. 1, gewonnenen und aufbereite¬ ten RadgeschwindigkeitsSignale v(t) zugeführt. Mit Hilfe solcher Filterschaltungen werden in an sich bekannter Wei¬ se, wie dies in der eingangs genannten DE 39 15 879 AI be¬ schrieben ist, Geschwindigkeitskorrekturfaktoren K( t ) er¬ mittelt, die ein Maß sind für die Abweichung der Radge¬ schwindigkeiten der einzelnen Räder von einer Basisge¬ schwindigkeit. Die Geschwindigkeitskorrekturfaktoren sind definitionsgemäß Werte, die multipliziert mit der jeweili¬ gen Radgeschwindigkeit die Basisgeschwindigkeit ergeben. Es kann eine für alle Räder gemeinsame Basisgeschwindig¬ keit gebildet werden. Die Korrekturfaktoren werden dabei in einem Lernverfahren ermittelt, bei dem in jedem Rechen¬ zyklus die Änderung gegenüber dem vorangegangenen Zyklus festgestellt und zur Korrektur des bisherigen Geschwindig¬ keitskorrekturfaktors ausgewertet wird.

Erfindungsgemäß werden nun, wie Fig. 2 zeigt, die Ge¬ schwindigkeitskorrekturfaktoren J(t,FS) mit Hilfe einer

Tiefpaß-Filterschaltung 2 gewonnen, deren DämpfungsCharak¬ teristik eine Funktion der FahrSituation ist; die vektorielle Schreibweise

K ₁ (t,FS)

K ₂ (t,FS)

K(t,FS) = K ₃ (t,FS)

K ₄ (t,FS)

bringt zum Ausdruck, daß für jedes Rad ein individueller Geschwindigkeitskorrekturwert gilt.

In einer Schaltung 3 zur Fahrsituationserkennung wird aus den Geschwindigkeitssignalen v(t) der einzelnen Räder - im vorliegenden Beispiel unter Zuhilfenahme weiterer, über gestrichelte Leitungen 4 und 5 zugeführter Informationen - erkannt, ob Kurvenfahrt, Geradeausfahrt, Niedrigreibbei- wert oder Hochreibbeiwert, Brems- oder Antriebsschlupf oder eine andere typische Fahrsituation vorliegt. Das Fahrsituationserkennungssignal wird zum einen der Tief¬ paß-Filterschaltung 2 und zum anderen einem Schaltkreis 6, der zur Ermittlung oder Abschätzung von fahrsituationεab- hängigen Bandbreiten bzw. "Toleranzen" Gl(t,FS) für die Geschwindigkeitskorrekturfaktoren dient, zugeleitet.

In der Filterschaltung 2 werden die Korrekturfaktoren K_(t,FS) der einzelnen Räder in einem Lernprozeß gebildet. Der Lernprozeß ist dabei abhängig von der Fahrsituation FS. Beispielsweise ist bei Geradeausfahrt mit "normaler" Beschleunigung, also außerhalb der Phasen hohen Brems- oder Anfahrschlupfes, ein schnelleres Lernen der

Korrekturfaktoren als bei einer Kurvenfahrt, bei schlech¬ ter Wegstrecke oder dergl. gegeben. Es gilt ganz allgemein die Formel

K _l( n+1) = K _l( n) + L (V _BasiS/1 - K^n) x V _χ )

"K " ist der Korrekturfaktor für das Rad "1", "n" und "n+1" symbolisieren zwei aufeinanderfolgende Abtastvorgän¬ ge. "L" ist dabei der fahrsituationεabhängige Parameter,

_5 der z.B. bei Geradeausfahrt "10 " ist und in anderen, ungünstigen Situationen (Kurven, schlechte Wegstrecke usw.) sehr viel kleiner wird, z.B. 10 —7 oder 10—8

Zwischen den Geschwindigkeitssignalen v(t) oder Korrektur¬ signalen K(t) der einzelnen Räder werden erfindungsgemäß Korrelationen für die typischen Fahrsituationen ermittelt. Hierzu werden beispielsweise die Räder paarweise, diago¬ nal, seitenweise, achsweise usw. verglichen. Dies ge¬ schieht in dem Schaltkreis 6. Die ermittelten oder ge¬ schätzten Toleranzen Gl(t,FS) sind daher eine Funktion der jeweiligen Fahrsituation und des Fortschritts (t) der Lernphase unter Berücksichtigung der vorgegebenen Korrela¬ tionen zwischen den Korrekturfaktoren JC(t) oder zwischen den Radgeschwindigkeiten v(t).

Die Lernphase wird abgeschlossen, wenn die Korrekturfakto¬ ren K(t,FS) unter Berücksichtigung der jeweiligen Fahrsi¬ tuation eine bestimmte Genauigkeitsschwelle G10 erreicht haben. Es ist auch möglich, mehrere Genauigkeitsschwellen G10,G10' ,G10" ... zu definieren und die anschließende Iden¬ tifizierungsphase zu starten, sobald in der Lernphase eine Mindest-Genauigkeitsschwelle G10 erreicht wird. Beim Er-

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reichen der nächst höheren Genauigkeitsschwelle G10' wird dann die Empfindlichkeitsschwelle angehoben, so daß be¬ reits kleinere Luftdruckdifferenzen oder Korrekturfaktor- differenzen zur Anzeige von Reifendruckverlust führen.

An die Lernphase schließt sich die in Fig. 3 dargestellte Identifizierungsphase an (Phase 2). Die Fahrsituationser¬ kennung mit Hilfe einer Schaltung 3' und die Bildung der Geschwindigkeitskorrekturfaktoren K(t,FS) mit Hilfe einer Tiefpaß-Filterschaltung 2' auf Basis der Radgeschwindig¬ keitssignale v(t) und ggf. weiterer Informationen gleicht oder ähnelt den entprechenden Schritten in der Lernphase nach Fig. 2. Die Abweichungen G2(t,FS) der aktuellen Kor¬ rekturfaktoren JK(t,FS) von den bereits gelernten Werten unter Berücksichtigung der Fahrsituation werden in einem Schaltkreis 7 ermittelt oder abgeschätzt. Die aktuellen Abweichungen G2(t,FS) werden in einem Vergleicher 11 mit Empfindlichkeitsschwellen G20,G20' ,G20" verglichen und ei¬ ner Auswerteschaltung 8 zugeführt. In der Auswerteschal¬ tung 8 werden die aktuellen Geschwindigkeitskorrekturwerte K_(t,FS) der einzelnen Räder unter Berücksichtigung der ak¬ tuellen Abweichung G2(t,FS) mit bereits erlernten, d.h. in der Lernphase für die momentane Fahrsituation ermittelten Geschwindigkeitskorrekturfaktoren K_ unter Berücksich¬ tigung der ebenfalls bereits gelernten, momentanen Tole¬ ranz Gl _ς verglichen. Die gelernten Werte K_ und Gl _ς werden Speichern 9 und 10 entnommen. Die Auswerte¬ schaltung 8 schließt aus den ihr zugeführten Signalen auf Reifendruckverlust, wenn für ein Rad (Rad x) die Bedingung

K _χ (t,FS) + G2 _χ( t,FS) < K _Sp/χ( FS) - Gl _{Sp X} (FS),

erfüllt ist. Hierbei bedeuten die einzelnen Ausdrücke:

x = Rad 1, Rad 2, Rad 3, Rad 4

FS = Fahrsituation

K (t,FS) = während der Identifizierungsphase

(Phase 2) für das Rad x ermittelter aktueller Geschwindigkeitskorrekturfak- tor

Kb _c p,x(FS) = in momentaner FS erwarteter, in der

Phase 1 bereits ermittelter Geschwin¬ digkeitskorrekturfaktor für das Rad x

Gl_ (FS) = für die aktuelle FS während der Phase 1 bereits ermittelte Toleranz

G2 (t,FS) = während der Phase 2 aktuelle Abweichung für das Rad x.

Die Speicher 9,10 werden zweckmäßigerweise bei jedem Rad¬ wechsel zurückgestellt. Dies kann der Werkstatt vorbehal¬ ten bleiben, oder es ist ein Handschalter zum Zurückstel¬ len vorgesehen. Die Empfindlichkeit der Reifendrucküberwa¬ chung wächst dann in Abhängigkeit von dem Lernprozeß, un¬ ter Berücksichtigung der jeweiligen Fahrsituation.

Die Abweichungen G_2(t,FS) werden mit vorgegebenen Empfind¬ lichkeitsschwellen G20,G20' ,G20" usw. verglichen. Die Schwelle G20 gilt beim Erreichen einer Mindest-Genauig- keitsschwelle (G10) der Geschwindigkeitskorrekturfaktoren K_(t,FS). Wurde bereits eine höhere Genauigkeit "gelernt", gilt G20', bei noch höherer Genauigkeit G20" usw..