Aus dem Stand der Technik sind System zur Reifenzustandserkennung in vielerlei Vari- ationen bekannt. Neben Systemen, die den Reifendruck direkt sensieren, ist es bekannt, die durch Luftverlust oder erhöhten Abrieb bedingten Änderungen des Reifendurchmes- sers derart zu sensieren, dass die Drehgeschwindigkeiten der Räder ausgewertet werden.

So wird in der DE 36 30 116 A und in der DE 32 36 520 C eine Einrichtung zum Anzei- gen des Zustandes von Reifen eines Fahrzeugs beschrieben, bei dem die Differenzen der Drehgeschwindigkeiten einzelner Räder bei bestimmten Betriebszuständen (ungebremste, unbeschleunigte Geradeausfahrt) ermittelt werden. Insbesondere wird vorgeschlagen, diese Drehgeschwindigkeiten auf die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit zu normieren.

Ebenso ist es aus der EP 0 291 217 B 1 bekannt, Differenzen von Drehgeschwindigkeiten einzelner Räder zur Reifenzustandserkeiinung zu verwenden.

In der DE 41 13 278 A wird ein Reifentoleranzabgleich beschrieben, bei dem zum Ab- gleich der Raddrehzahlen Verhältnisse der Drehgeschwindigkeiten von Rädern aufje-

weils einer Fahrzeugseite gebildet und daraus Korrekturwerte zum Abgleich abgeleitet werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Reifenzustandserkennung zu optimieren.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung Die Erfindung geht aus von einem Verfahren beziehungsweise einer Vorrichtung zur Ü- berwachung des Reifenzustands an den angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs. Zur Überwachung werden die Drehbewegungen der angetriebenen Räder erfasst und Größen, die von den erfaßten Drehbewegungen abhängig sind, erzeugt. Weiterhin werden die er- zeugten Größen miteinander verknüpft. Die Überwachung geschieht dann abhängig von dem Verknüpfungsergebnis. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass in die Überwa- chung weiterhin das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment eingeht.

Der Hintergrund der Erfindung besteht darin, dass bei verschiedenartigen Reifen sich der Ab- rollurnfang in Abhängigkeit vom Antriebsmoment so stark unterschiedlich verändert, dass eine druckverlustbedingte Abrollumfangsänderung kompensiert werden kann und damit nicht er- kannt wird. Aus dem selben Grund kann es auch zu einer Fehlerkennung von Druckverlusten kommen. Wird nun erfindungsgemäß der Antriebsmomenteneinfluß bei der Reifendruckver- lusterkennung berücksichtigt, so kann auch in solchen Fällen Druckverlust sicher und ohne Fehlerkennungen, erkannt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass abhängig von dem Verknüpfungsergebnis und abhängig von dem auf die Antriebsräder wirkenden An- triebsmoment ein Signal, das den Reifenzustand repräsentiert, erzeugt wird. Bei dieser Ausgestaltung sind Anzeigemittel vorgesehen, die auf das Signal der Auswertemittel hin den Reifenzustand anzeigen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass we- nigstens zwei Verknüpfungsergebnisse bei wenigstens zwei unterschiedlichen Antriebs- momenten erfasst werden und die Änderung der Verknüpfungsergebnisse in Bezug auf diese Antriebsmomente in die Überwachung eingeht.

Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Verknüp- fungsergebnisse bei wenigstens zwei unterschiedlichen Antriebsmomenten erfasst wer- den und die Änderung der Verknüpfungsergebnisse in Bezug auf diese Antriebsmomente in die Erzeugung des Signals zur Anzeige eingeht.

Bei den beiden letztgenannten Ausführungsformen wird die Änderung der Verknüp- fungsergebnisse in Bezug auf die Antriebsmomente mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen. Die Überwachung geschieht dann abhängig von dem Vergleichsergebnis und/oder die Erzeugung des Signals geschieht abhängig von dem Vergleichsergebnis.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Überwachung nicht wäh- rend aller Betriebszustände benutzt wird. So kann beispielsweise nur bei Vorliegen ge- ringerer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebsmomenten unterhalb eines Schwellenwertes, das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment in die Ü- berwachung eingehen. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass - bei Vorliegen geringerer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von An- triebsmome. nten unterhalb eines Schwellenwertes, das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment in die Überwachung eingeht und - bei Vorliegen höherer Antriebsmomente, insbesondere bei Vorliegen von Antriebs- momenten oberhalb eines Schwellenwertes, die Überwachung unabhängig von dem auf die Antriebsräder wirkenden Antriebsmoment geschieht.

Vorteilhafterweise kann die Überwachung bei einem Allradfahrzeug angetrieben werden.

Dabei können neben den Raddrehzahlen der angetriebenen Rädern auch die Raddreh-

zahlen der nichtangetriebenen Räder in der Überwachung berücksichtigt werden. Denk- bar ist hierbei beispielsweise ein Betrieb des Allradfahrzeugs, bei dem nur bei Bedarf ei- ne weiterer Achsantrieb hinzugeschalten wird. Weiterhin ist vorgesehen, dass die erfass- ten Raddrehzahlen zu unterschiedlichen Verknüpfungsergebnissen verknüpft werden. So kann beispielsweise eine redundante Überwachung durchgeführt werden, wenn ein Ver- knüpfungsergebnis eine achsweise und ein anderes Verknüpfungsergebnis eine diagonale Verknüpfung der Raddrehzahlen vorsieht. Darüber hinaus kann in die Überwachung die Ansteuerung der im Fahrzeug vorhandenen Differentialsperre eingehen. So ist denkbar, dass die Kopplung der Radgeschwindigkeiten durch eine Quersperre, d. h. achsweisen Sperrung und/oder durch eine Längssperre zwischen den Achsen zu einer Zwangskopp- lung der Raddrehzahlen führt und Auswirkungen auf die Überwachung nach sich zieht.

Durch eine Berücksichtigung der Differentialsperre bei der Überwachung kann die Fest- stellung eines Druckverlustes verbessert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Zeichnung Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt dazu ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems. Die Figuren 2,3, 4 und 5 stellen Abhängigkeiten einer Raddrehzahldifferenz vom Antriebsmoment dar. Die Figur 6 beschreiben das Ausführungsbeispiel anhand eines Ablaufdiagrarnms.

Ausführungsbeispiele Die Figur 1 zeigt mit den Bezugszeichen 10,11, 12 und 13 Drehzahlsensoren, die die Drehgeschwindigkeiten Vij (Vvl, Vvr, Vhl und Vhr) von (nicht gezeigten) vier Rädern eines Kraftfahrzeugs sensieren. Der Index i bedeutet dabei die Zuordnung zur vorderen (i=v) oder hinteren (i=h) Fahrzeugachse und der Index j die Zuordnung zur rechten (j=r) oder linken =1) Fahrzeugseite.

Die Raddrehzahlen Vij werden dem ABS-und/oder ASR-und/oder ESP-Modul 20 zuge- führt, wobei das Modul 20 als bekanntes Antiblockiersystem und/oder Antriebsschlupf- regelsystem und/oder Fahrstabilisierungssystem ausgestaltet ist, mittels dem aus den Raddrehzahlen in bekannter Weise Größen (bspw. Radschlupf und/oder Radverzögerung) gebildet werden, um die Blockierneigung und/oder die Durchdrehneigung der Räder und/oder beispielsweise ein Gierverhalten des Fahrzeugs auf ein gewünschtes Maß zu bringen.

Weiterhin können die Raddrehzahlsignale Vij Einheiten 30 zum Reifentoleranzabgleich zugeleitet werden. Hier werden in bekannter Weise Korrekturwerte zur Korrektur der Raddrehzahlsignale ermittelt. Dies geschieht deshalb, weil unterschiedliche Reifen- durchmesser der Räder unterschiedliche Schlupfgrößen vortäuschen können und damit die ABS-und/oder ASR-und/oder ESP-Regelung verschlechtem können. Hierzu werden in bekannter Weise in bestimmten Betriebszuständen (kein Schlupf bspw. ungebremste, unbeschleunigte Geradeausfahrt) die Raddrehzahlen miteinander verglichen und aus den Abweichungen die Korrekturwerte abgeleitet. Die Korrekturwerte können dann in einen Speicher 50 abgelegt werden.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist die Einheit 40 zur Erkennung des Reifenzu- stands, der ebenfalls die Raddrehzahlen Vij zugeführt werden. Wird ein Reifendefekt, beispielsweise ein Reifendruckverlust, festgestellt, so wird durch das Signal S von der Einheit 40 eine Anzeigevorrichtung 80 aktiviert. Diese Anzeigevorrichtung 80 kann im einfachsten Fall eine Warnlampe sein, die lediglich anzeigt, ob ein Reifendefekt erkannt wurde oder nicht. In diesem Fall muß das Signal S nur zwei Werte einnehmen. Darüber hinaus kann die Anzeigevorrichtung 80 derart ausgelegt sein, dass angezeigt wird, wel- cher Reifen den Defekt aufweist.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass der Einheit 40 von der Motorsteuerung 90 das ak- tuell an den Antriebsrädern wirkende Radmoment Mrad zugeführt wird. Dieses Radmo- ment kann beispielsweise durch das in modernen Motorsteuerungsgeräten vorliegende Motorausgangsmoment unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung und ggf. unter

Berücksichtigung eines Wandlers und anderer im Antriebsstrang zwischen dem Motor und den Rädern befindlichen Einheiten berechnet werden.

Zur Verdeutlichen der Erfindung wird im Folgenden zunächst auf konventionelle Über- wachungssysteme eingegangen.

Bekannte Reifendruckkontrollsysteme sind im Fahrzeug mit anderen Systemen, die Fahrfunlti- onen steuern beziehungsweise regeln, in der Regel nicht verbunden bzw. vernetzt. Bei solchen eingangs erwähnten Systemen werden nur die Raddrezahlsensoren verwendet. Ein Reifen- druckverlust wird erkannt, wenn das Rad mit Druckverlust über längere Zeit eine abweichende Radgeschwindigkeit zeigt. Bei solchen Fahrzeugen mit Reifendruckkontrolle wird dem Fahrer ein Druckverlust angezeigt. Je schneller und je zuverlässiger ein Druckverlust angezeigt wird, um so unwahrscheinlicher sind kritische Fahrzustände oder thermische Beschädigungen des Reifens.

Im Auswertealgorithmus werden in der Regel Differenzen der Radgeschwindigkeiten aufinteg- riert, wobei die Differenzen meist achsweise gebildet werden. Sobald eine der Differenzen eine vorgebbare beziehungsweise parametrierbare Schwelle überschreitet, wird ein Druckverlust er- kannt. Dies ist in der Figur 2 zu sehen.

In den Figuren 2, 3,4 und 5 ist die Differenz AVvl-vr = (Vvl-Vvr) IVFz der Raddrehzahlen der angetriebenen Räder, bezogen auf die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit VFz, in Abhängigkeit von dem auf die Antriebsräder wirkenden Radmoment Mrad aufgetragen.

In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um angetriebene Vorderräder.

Bei den folgenden Betrachtungen soll Vl > Vr sein. also ein Druckverlust im vorderen linken Reifen. Ist ein Druckverlust im vorderen rechten Reifen, so ergeben sich im Vergleich mit den

Figuren 2,3, 4 und 5 spiegelbildliche Verhältnisse.

Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel sind die Reifen an der Antriebsachse des Fahrzeugs gleichartig. Dies bedeute, dass die radmomentenabhängige Verformung der Reifen auch gleich- artig geschieht. Man gelangt somit zu der in der Figur 2 gezeigten Abhängigkeit. In dem Be- reich 2B sind die Werte, die dem Nominalreifendruck entsprechen. In den Bereichen 2A liegen die Werte, die einen Druckverlust indizieren.

Bei verschiedenartigen Reifen verändert sich jedoch der Abrollumfang in Abhängigkeit vom Antriebsmoment so stark, dass eine druckverlustbedingte Abrollumfangsänderung kompensiert wird. Wenn der Antriebsmomenteneinfluß bei der Reifendruckverlusterkennung berücksichtigt werden kann, kann auch in solchen Fällen Druckverlust sicher, ohne Fehlerkennungen, erkannt werden.

In der Figur 3 ist diese Antriebsmomentenabhängigkeit zu sehen. Hier ist der Bereich, dessen Werte einen Reifendruckverlust indizieren, mit 3A gekennzeichnet, während die Werte im Be- reich 3C den Nominaldruckbereich repräsentieren.

Bei nichtangetriebenen Rädern wird das Abrollverhalten bei Nominaldruck erfaßt und in einem EEPROM-Speicher (electronic erasable programmable read only memory) als Sollzustand ab- gespeichert (Bereiche 2B, 3C, 4B und 5D in den Figuren 2,3, 4 und 5).

Die Druckverlusterkennungsschwellen (zu den Bereichen 2A, 5C in den Figuren 2 und 5) wer- den, mit einem Sicherheitsabstand versehen, oberhalb des Sollzustandes festgelegt. Wenn dann in der Erkennungsphase ein größerer Unterschied in den Radgeschwindigkeiten auftritt, was sich durch einen Über-beziehungsweise. Unterschreiten des Wertes AVvl-vr zeigt, so wird auf Druckverlust erkannt (Soll-Istvergleich). Dabei werden nur Fahrzustände ohne Brems-oder Vortriebs-Regeleingriffe, d. h. ohne starke Radbeschleunigungen usw. betrachtet (Figur 2).

Die"Bänder"in den Figuren 2, 3,4 und 5 stellen Einhüllende von Messwerten dar.

Wenn die Antriebsräder eine vergleichbare Abrollumfangscharakteristik aufweisen, wie die nicht angetriebenen Räder, kann der bisherige, anhand der Figur 2 gezeigte Auswertealgorith- mus auch für die Antriebsachse zuverlässig verwendet werden. Bei einer Abrollumfangscha- rakteristik wie sie in den Figuren 3,4 und 5 zu sehen ist, ist eine Erkennung mit dem bisherigen Algorithmus, bei dem mit einer festen Erkennungsschwelle gearbeitet wird, nicht möglich.

In den Figuren 3,4 und 5 erkennt man, dass bei unterschiedlichen Reifenarten die Werte der Drehzahldifferenzen AVvl vrf die einen Druckverlust indizieren (Bereiche 3A, 4A, SA in den Figuren 3,4 und 5), sich markant von dem Bereich 2A (Figur 2, gleichartige Reifen) unter- scheiden. Insbesondere in dem Bereich 3B ist der Abrollumfang luftdruckunabhängig. Dies be- deutet, dass bei Antriebsmomenten Mrad in diesen Bereich 3B nach der beschriebenen konven- tionellen Art und Weise ein Druckverlust nicht erkannt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Erkennung für angetriebene Räder wird nun der Gradient der Ab- rollumfänge beziehungsweise der Gradient STAV der : Differenz AVVl vr bezogen auf das Rad- moment ausgewertet. Dies ist in der Figur 4 zu sehen.

Sobald dieser Gradient STAV einen Grenzwert (Grenzwert = Steigung-zulässig,) überschreitet, wird auf Druckverlust an einem Antriebsrad erkannt. Die Messwerte, die den Streubereich der Abrollumfänge ergeben, werden, wie beim bisherigen Erkennungsalgorithmus (Figur 2) auch, zyklisch erfaßt und statistisch ausgewertet.

Alternativ kann nun auch, wie in der Figur 5 gezeigt, die bisherige Erkennung (Figur 2, feste Erkennungsschwellen) mit der erfindungsgemäßen Erkennung (Figur 4, Erkennung durch Gra- dientenauswertung) kombiniert werden.

Im Bereich kleinerer Radmomente wird bei Druckverlust die Erkennungsschwelle rasch über- schritten. Hier wirkt die bisherige Erkennung (Bereich 5C).

Im Bereich größerer Radmomente kann dann aus der Steigungsberechnung 5B auf Druckverlust erkannt werden (Erkennung über die beschriebene neue Methode). Mit der zusätzlichen Antriebsmomenteninformation kann somit auch bei angetriebenen Rädern ein Druckverlust si- cher erkannt werden.

Die Figur 6 zeigt beispielhaft einen Ablauf des Ausführungsform gemäß Figur 5.

Nach dem Startschritt 51 wird im Schritt 52 aus den Raddrehzahlen Vvl, Vvr der ange- triebenen Räder die Differenz AVvl-vr gemäß oben beschriebener Formel berechnet.

Weiterhin wird das aktuelle Radmoment Mrad eingelesen. Im Schritt 53 wird das Rad- moment Mrad mit einem ersten Schwellenwert SW l verglichen.

Liegen nur geringe Radmomente (} ; leiner/gleicll SW1) vor, so wird aus den oben ge- nannten Gründen die konventionelle Erkennung durch einen Vergleich 57 mit einer fes- ten Schwelle SW3 getätigt. Überschreitet der Betrag der Differenz AVvl-vr den Wert SW3 (Bereich 5C in Figur 5), so wird zu dem Schritt 56 übergegangen, in dem das Signal S erzeugt wird, das einen Reifendruckverlust anzeigt. Überschreitet der Betrag der Diffe- renz AVvl vr den Wert SW3 nicht, so liegt kein detektierbarer Luftdruckverlust vor und es wird direkt zum Endschritt 58 gegangen.

Liegen höhere Radmomente (größer SW1) vor, so wird im Schritt 54 der Gradient STAV gebildet. Der Gradient STAV gibt die radmomentenabhängige Änderung der AVvl vr wieder. Im einfachsten Fall werden hierzu zwei Differenzwerte AVvl rE die bei unter- schiedlichen Radmomenten erfasst worden sind, voneinander abgezogen und durch die Differenz der jeweiligen Radmomente dividiert. Man erhält so die Steigung der in der Figur 5 gezeigten Gerade 5B.

Im Schritt 55 wird der Betrag des Gradienten STAV mit einem Schwellenwert SW2 ver- glichen.

Überschreitet der Betrag des Gradienten STAV den Wert SW2, so wird zu dem Schritt 56 übergegangen, in dem das Signal S erzeugt wird, das einen Reifendruckverlust anzeigt.

Überschreitet der Betrag des Gradienten STAV den Wert SW2 nicht, so liegt kein Luft- druckverlust vor und es wird direkt zum Endschritt 58 gegangen.

Nach dem Endschritt 58 wird der in der Figur 6 gezeigte Ablauf erneut durchlaufen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden aus den erfassten Raddrehzahlsignalen vij gemäß #vA := {(vVL + vVR)-(vHL+vHR)}/vcar.

#vD := {(vVL+vHR)-(vVR+vHL)}/vcar zwei unterschiedliche Verknüpfungsergebnisse Reifenzustandsgrößen ermittelt, die so- wohl auf achsweiser (OvA) als auch auf diagonaler (AVD) Basis der Raddrehzahlgrößen VVR, VVL, VVR, und VVL normiert auf die Fahrzeuggeschwindigkeit Vcar bestimmt werden.

Diese beiden Reifenzustandsgrößen werden zunächst bei Nominaldruck kalibriert und dienen bei der folgenden Überwachung als Referenz-Sollwerte. Anschließend wird der Istzustand (aktuelle Radgeschwindigkeitsdifferenz) mit dem Sollzustand verglichen. So- bald Soll-und Istwerte um einen parametrisierbaren Betrag differieren, wird auf Druck- verlust erkannt und gegebenenfalls dem Fahrer akustisch und/oder optisch mitgeteilt.

Bei einer differenzierteren Überwachung der Reifenzustände kann als weitere Größe die Antriebsmomentenverteilung an den Rädern in die Überwachung mit einfließen. Besteht darüber hinaus die Möglichkeit durch eine Differentialsperre sowohl achsweise als auch längs die Räder miteinander zu koppeln, wie es beispielsweise bei Allradfahrzeugen der Fall ist, so kann diese Information dazu genutzt werden, die Antriebsmomentenverteilung zu ermitteln. Anhand dieser Antriebsmomentenverteilung können theoretische Werte der

einzelnen Radgeschwindigkeiten und damit die Reifenzustandsgrößen AvA, theor und AvD, theor gewonnen werden. In einem weiteren Schritt können anschließend die Reifenzu- standsgrößen AvA und AvD, die auf den realen Radgeschwindigkeiten basieren, mit den theoretischen Werten #vA,theor und AvD, theor verglichen werden. Sobald ein Differenzbetrag zwischen den beiden unterschiedlichen Datensätzen einen parametrisierbaren Schwel- lenwert übersteigt, wird somit ein Druckverlust in einem Reifen erkannt.

Alle Vergleichrechungen der Geschwindigkeiten erfolgen dabei nur in Fahrsituationen, die keine Verfälschung der Ergebnisse verursachen, d. h. nur bei Geradeausfahrt, ohne nennenswerte Beschleunigung/Verzögerung, ohne Regeleingriffe wie ABS, ASR, ESP,...

Mit der Kopplung von AvA und Ava gepaart mit einer Antriebsmomenteninformation kann auch bei angetriebenen, gesperrten Rädern ein Druckverlust sicher erkannt werden.