DE19643879A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung eines Reifenaufblasdrucks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung eines Reifenaufblasdrucks, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, die eine auf der Grundlage einer zeitlich lokalisierten Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellte Wavelet-Funktion verwenden, wobei das Verfahren und die Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug Anwendung finden können.

Verschiedene Systeme zur Erfassung eines Reifen­ aufblasdrucks einschließlich einer Vorrichtung zur indirekten Erfassung des Reifenaufblasdrucks auf der Basis eines mittels eines Radgeschwindigkeitssensors erfaßten Signals sind bekannt. Beispielsweise ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-133831 eine Vorrichtung zur Erfassung des Reifenaufblasdrucks bekannt, bei der der Reifenaufblasdruck indirekt ermittelt und die Erfassungsgenauigkeit verbessert wird. Die Vorrichtung umfaßt eine Einrichtung zur Bildung eines Ausgangssignals mit einer Schwingungsfrequenzkomponente eines Reifens, eine Einrichtung zum Herausgreifen einer Resonanzfrequenz aus dem Signal einschließlich der Schwingungsfrequenzkomponente des Reifens, und eine Einrichtung zur Erfassung des Reifenaufblasdrucks auf der Basis der Resonanzfrequenz. Im Rahmen eines Ausführungsbeispiels der vorstehend angegebenen Druckschrift wird beschrieben, daß Frequenzanalyse­ verarbeitungen (über eine schnelle Fourier-Transformation) in Bezug zu berechnenden Rad­ geschwindigkeiten durchgeführt werden, und eine Bearbeitungsnummer der Verarbeitung (N) gezählt wird, und es wird ferner beschrieben, daß in den Fällen, in denen Verarbeitungsabläufe mit der schnellen Fourier-Transformation bezüglich der Radgeschwindigkeiten eines tatsächlich auf einer Straße fahrenden Fahrzeugs durchgeführt werden, die Frequenzkennlinien im allgemeinen zufällig sind. Es ist dabei angegeben, daß auf der Straßenoberfläche auftretende Erhöhungen bezüglich ihrer Form und ihrer Höhe nicht einheitlich sind, so daß die Frequenzkennlinien in Abhängigkeit von den Radgeschwindigkeiten veränderlich sind. Es ist daher in der Offenlegungsschrift angegeben, daß das Ausführungsbeispiel zur Berechnung eines Mittelwerts aus den Ergebnissen der Verarbeitungen mit der schnellen Fourier-Transformation vorgesehen ist.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Reifenaufblasdruck-Erfassungsvorrichtung wird die Analyse auf der Basis einer Verarbeitung mit der schnellen Fourier-Transformation durchgeführt, so daß hiermit eine Analyse der Signale über einen Mittelwert von Frequenzen während einer bestimmten Zeitdauer durchgeführt wird. Es ist daher nicht immer möglich, die Resonanzfrequenz herauszugreifen, noch ist es möglich, die Zeit zum Herausgreifen zu bestimmen. Somit ist es nicht möglich, die Resonanzfrequenz in genauer Weise unter Verwendung einer Analyse mittels der schnellen Fourier-Transformation zu erhalten. Um jedoch in konstanter Weise die Resonanzfrequenz zu erhalten, ist es erforderlich, die Frequenz zum Herausgreifen der Resonanzfrequenz ständig zu bestimmen.

Auf dem Gebiet der Analyse und Signalverarbeitung wird die Fourier-Transformation in vielen Fällen verwendet. Zur Aufteilung oder Kombination derartiger Signale ist eine Wavelet-Transformation in jüngster Zeit zur Verwendung in einem weiten Bereich, wie Audio-Technik, Anzeigetechnik oder dergleichen bekannt, wie es in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 4-275685 angegeben ist. Dabei ist es bekannt, daß die Wavelet-Transformation ein Verfahren darstellt zur Aufteilung von Eingangssignalen in sogenannte Wavelets als dessen Komponenten, und zum Wiederzusammensetzen des ursprünglichen Eingangssignals als eine lineare Kopplung (Kombination) der Wavelets. Die Wavelet-Transformation wird wirkungsvoll verwendet zum Analysieren eines ungleichförmigen (unstetigen) Zustands, wie einen Übergangszustand oder dergleichen, und weist als Basis eine Mutter-Wavelet-Funktion auf, bei welcher eine Skalentransformation und eine Verschiebetransformation ausgeführt werden. Die Mutter-Wavelet-Funktion ist eine quadratisch integrierbare Funktion, die zeitlich lokalisiert bzw. eine Funktion im Zeitbereich ist, und deren Basis frei gewählt werden kann, so lange flexible zulässige Bedingungen erfüllt werden können, obwohl die Basis eine solche sein muß, die begrenzt ist, oder eine solche, die in einem Entfernungsbereich schnell gedämpft oder abgeschwächt werden kann. Ferner kann die Mutter-Wavelet-Funktion wirkungsvoll zum Bestimmen (Identifi­ zieren) einer Position eines singulären Punkts oder Singularitätspunkts verwendet werden, da sie verschiedene Eigenschaften in der Weise aufweist, daß die Basis analog ist, daß eine Gleichstromkomponente nicht enthalten ist, und daß eine Zerlegerate für die Analyse frei wählbar vorgesehen werden kann.

Es können nun als elektrisches Schwingungssignal mit einer Schwingungsfrequenzkomponente eines Reifens eine Radgeschwindigkeit und dergleichen verwendet werden, da derartige Signale wiederholbare Eigenschaften entsprechend dem Reifenaufblasdruck aufweisen. Kann daher durch Analyse des Ausgangssignals eine singuläre Eigenschaft ermittelt werden, dann wird es hierdurch möglich, eine Verminderung des Reifenaufblasdrucks zu erfassen und sodann den Wert des Reifenaufblasdrucks zu schätzen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung eines Reifenaufblasdrucks derart auszugestalten, daß ständig und in genauer Weise ein Reifenaufblasdruck erfaßt und bei einem Absinken des Reifenaufblasdrucks eine Warnung ausgegeben wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bezüglich des Verfahrens mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Bezüglich der Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 5 angegebenen Mitteln gelöst.

Das Verfahren zur Erfassung eines Reifenaufblasdrucks gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte des Bildens eines elektrischen Schwingungssignals mit einer Schwingungsfrequenzkomponente des Fahrzeugreifens, und des Transformierens des elektrischen Schwingungssignals mittels einer Wavelet-Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten.

Die Wavelet-Funktion wird auf der Basis einer Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellt, die zeitlich lokalisiert ist, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter (Maßstabsparameter) skaliert ist und in Abhängigkeit von einem Versetzungsparameter zur Anzeige einer zeitlichen Lokalisierung versetzt ist. Das Verfahren umfaßt ferner die Schritte des Herausgreifens einer Resonanzfrequenz aus den Frequenzen mit der Schwingungsfrequenzkomponente des Fahrzeugreifens auf der Basis des Wavelet-Koeffizienten, und den Schritt der Schätzung des Reifenaufblasdrucks auf der Basis der Resonanzfrequenz. Als Wavelet-Funktionen kann beispiels­ weise eine Gabor-Funktion, eine Mexican-Hat-Funktion, eine French-Hat-Funktion, eine Haar-Funktion oder dergleichen verwendet werden.

Gemäß dem Verfahren zur Erfassung des Reifenaufblasdrucks kann der Schritt des Bildens des elektrischen Schwingungssignals den Schritt des Erfassens einer Drehzahl des Fahrzeugreifens umfassen zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Drehzahl, das als elektrisches Schwingungssignal dient. Ferner können eine Beschleunigung der ungefederten Teile des Fahrzeugs, eine veränderliche Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines mittels eines Lastsensors, eines Höhensensors oder dergleichen erfaßten Signals als elektrisches Schwingungssignal verwendet werden, das die Schwingungs­ frequenzkomponenten des Reifens aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung eines Reifenaufblasdrucks eines Reifens umfaßt eine Einrichtung zur Bildung eines elektrischen Schwingungssignals mit einer Schwingungsfrequenzkomponente des Fahrzeugreifens und eine Einrichtung zur Transformation des elektrischen Schwingungssignals mittels einer Wavelet-Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten. Die Wavelet-Funktion wird auf der Basis einer Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellt, die zeitlich lokalisiert ist, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter skaliert und in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter zur Angabe einer zeitlichen Lokalisierung versetzt ist. Die Vorrichtung umfaßt ferner eine Einrichtung zum Herausgreifen einer Resonanzfrequenz aus der Schwingungsfrequenzkomponente des Fahrzeugreifens auf der Basis des Wavelet-Koeffizienten, und eine Einrichtung zur Schätzung des Reifenaufblasdrucks auf der Basis der Resonanzfrequenz. Die Einrichtung zur Bildung des elektrischen Schwingungssignals kann dabei einen Drehzahlsensor umfassen zur Erfassung einer Drehzahl des Fahrzeugreifens zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Drehzahl an die Einrichtung zum Transformieren des elektrischen Schwingungssignals in den Wavelet-Koeffizienten.

Die Vorrichtung umfaßt ferner eine Einrichtung zum Vergleichen der Resonanzfrequenz mit einer vorbestimmten Bezugsfrequenz, und eine Einrichtung zum Warnen vor einer Verminderung der Resonanzfrequenz, wenn die Vergleichseinrichtung bestimmt, daß eine Differenz zwischen der Resonanzfrequenz und der Bezugsfrequenz einen vorbestimmten Wert überschreitet.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung zur Veranschaulichung des grundsätzlichen Aufbaus eines Reifenaufblasdruck-Erfassungssystems,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus des Reifenaufblasdruck-Erfassungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs zum Warnen bezüglich eines Reifenaufblasdrucks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels einer Änderung der Drehzahl eines Reifens, die gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mittels eines Rad­ geschwindigkeitssensors erfaßt wird,

Fig. 5 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels von Schwingungen einer Reifengeschwindigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels der Bedingungen eines Wavelet-Koeffizienten zur Verwendung beim Herausgreifen einer Resonanzfrequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels einer Kennlinie zur Angabe einer Beziehung zwischen einer Resonanzfrequenz und einem Reifenaufblasdruck gemäß einem Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 8 eine grafische Darstellung eines Beispiels eines Wavelet-Koeffizienten in dreidimensionaler Dar­ stellung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein Reifen­ aufblasdruck-Erfassungssystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug entsprechend einem Ausführungsbeispiel. Eine Schwingungserfassungseinrichtung VD ist vorgesehen zur Bildung eines elektrischen Schwingungssignals mit einer Schwingungsfrequenzkomponente eines Fahrzeugreifens TR. Ein Wavelet-Transformator WT dient zur Tranformation des elektrischen Schwingungssignals mittels einer Wavelet-Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten F (a, b). Die Wavelet-Funktion wird bereitgestellt auf der Basis einer Mutter-Wavelet-Funktion mw, die in Abhängigkeit von einem Skalenparameter a skaliert und in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter b zur Angabe einer zeitlichen Lokalisierung verschoben ist. Eine Resonanzfrequenz-Herausgreifeinrichtung VF ist vorgesehen zum Heraus­ greifen einer Resonanzfrequenz aus der Schwingungs­ frequenzkomponente des Fahrzeugreifens TR, und es ist ferner eine Aufblasdruck-Schätzeinrichtung PE vorgesehen zur Schätzung des Reifenaufblasdrucks auf der Basis der Resonanzfrequenz. Die Schwingungserfassungseinrichtung VD umfaßt einen Drehzahlsensor WS zur Erfassung einer Drehzahl des Fahrzeugreifens und zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Drehzahl an den Wavelet-Transformator WT. Desweiteren sind ein Komparator CP zum Vergleichen der Resonanzfrequenz mit einer vorbestimmten Bezugsfrequenz und eine Warneinrichtung WN vorgesehen zur Warnung vor einer Verminderung der Resonanzfrequenz, wenn der Komparator cP bestimmt, daß die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz und der Bezugsfrequenz einen vorbestimmten Wert übersteigt.

In Fig. 2 sind weitere Einzelheiten des Ausführungs­ beispiels gemäß Fig. 1 dargestellt. Benachbart zu den Rädern TR des Fahrzeugs 1 sind Radgeschwindigkeits­ sensoren 2 angeordnet, die als Drehzahlsensor WS gemäß Fig. 1 dienen. Jeder der Radgeschwindigkeitssensoren 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein bekannter Sensor vom elektromagnetischen Induktionstyp, der eine um einen Permanentmagneten gewickelte Aufnehmerspule und einen Roter mit am Außenumfang desselben angeordneten Zähnen aufweist, und der in Abhängigkeit von einer Drehzahl jedes Rads ein digitales Signal ausgibt. Anstelle des vorstehend beschriebenen Sensors können auch Sensoren eines anderen Typs oder einer anderen Bauart verwendet werden. Fig. 4 veranschaulicht ein Beispiel einer Änderung der Radgeschwindigkeit, die eine in Fig. 5 gezeigte Schwingungskomponente aufweist. Die Radgeschwindigkeits­ sensoren 2 sind mit einer elektronischen Steuerungs­ einheit 3, die einen Mikrocomputer 20 aufweist, verbunden, in welche Ausgangssignale der Rad­ geschwindigkeitssensoren 2 eingegeben werden und die vorgesehen ist zur Bestimmung, ob sich der Aufblasdruck des Reifens TR vermindert, und die weiter vorgesehen ist zur Ansteuerung einer Warneinrichtung 4 in Überein­ stimmung mit dem Bestimmungsergebnis.

Der Mikrocomputer 20 besteht in bekannterweise aus einem Eingangsanschluß 21, einer Zentraleinheit CPU 22, einem Festwertspeicher (Nur-Lese-Speicher) ROM 23, einem Schreib-/Lesespeicher RAM 24, einem Ausgangsanschluß 25 und dergleichen, wobei diese Bauelemente jeweils miteinander über einen gemeinsamen Datenbus verbunden sind. Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren 2 werden dem Eingangsanschluß 21 zugeführt, mittels der Zentraleinheit CPU 22 verarbeitet bzw. berechnet und werden sodann am Ausgangsanschluß 25 zur Warneinrichtung 4 ausgegeben. Der Mikrocomputer 20 umfaßt eine Wavelet-Funktion 11, die beispielsweise eine Gabor-Funktion sein kann. Im Mikrocomputer 20 ist im Festwertspeicher ROM 23 ein Programm entsprechend einem in Fig. 3 gezeigten Ablaufdiagramm gespeichert, wobei die Zentraleinheit CPU 22 dieses Programm verarbeitet, während ein (nicht gezeigter) Zündschalter geschlossen ist, und wobei der Schreib-/Lesespeicher RAM 24 zeitweilig verschiedene, zur Durchführung des Programms erforderliche Daten speichert.

Die Bestimmung der Wavelet-Transformation, wie sie im Rahmen des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet wird, wird nachstehend in Verbindung mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Dabei wird die Basis der Wavelet-Transformation als Grund- oder Mutter-Wavelet-Funktion h(t) bezeichnet, die eine quadratisch integrierbare Transformationsfunktion darstellt, deren Norm normiert wurde und die zumindest in einem Zeitbereich lokalisiert ist. Diese Mutter-Wavelet-Funktion h(t) kann als diejenige Funktion definiert werden, die die nachstehende Gleichung (1), die als zulässige Bedingung oder Zulässigkeitsbedingung bezeichnet wird, und die anzeigt, daß eine Gleichstrom­ komponente (oder ein Mittelwert) des Signals gleich Null ist, erfüllt.

Sodann wird die Wavelet-Funktion bereitgestellt durch "a"-faches Skalieren der Mutter-Wavelet-Funktion und nachfolgendes Versetzen oder Verschieben ihres Ursprungspunkts um "b" in Übereinstimmung mit der nachstehenden Gleichung (2):

Unter der Annahme, daß eine zu analysierende Funktion f(t) ist, kann die Wavelet-Transformation gemäß der nachstehenden Gleichung (3) bestimmt (definiert) werden:

F (a,b) ≡ < h_{a, b} (t), f (t) < ≡ ∫ h*_{a, b} (t) f (t) dt (3)

wobei F(a,b) einen Wavelet-Koeffizienten, < < ein inneres Produkt und * eine komplexe Konjugierte bezeichnen.

Die zur Analyse eines Vorgangs verwendete Wavelet-Funktion wird als Analyse-Wavelet (Mutter-Wavelet-Funktion) bezeichnet, wofür die Gabor-Funktion oder dergleichen verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Morlet′s Wavelet verwendet werden, die eine der Gabor-Funktionen ist, und die gemäß der nachfolgenden Gleichung (4) bestimmt ist, wobei die Morlet′s Wavelet als Analyse-Wavelet bekannt ist, die zum Analysieren eines Signals mit einer Singularität derart, daß ein Differenzenkoeffizient diskontinuierlich ist, geeignet ist.

Im Mikrocomputer 20 wird die Verminderung des Aufblasdrucks des Reifens TR, wie es nachstehend noch beschrieben wird, bestimmt, und das Ergebnis der Bestimmung wird der Warneinrichtung 4 zugeführt. Die Warneinrichtung 4 ist vorgesehen zur Ausleuchtung einer (nicht gezeigten) Lampe, wenn bestimmt wird, daß sich der Aufblasdruck des Reifens TR vermindert hat. Die Warneinrichtung 4 kann ferner in der Weise ausgelegt sein, daß die Verminderung des Reifenaufblasdrucks über eine optische und/oder akustische Anzeige angegeben wird. Nachstehend wird nun im einzelnen das mittels der elektronischen Steuerungseinheit 3 zur Erfassung des Aufblasdrucks eines Reifens TR verarbeitete Programm unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Das dem in Fig. 3 gezeigten Ablaufdiagramm entsprechende Programm wird beim Einschalten des (nicht gezeigten) Zündschalters gestartet und führt in Schritt 101 zum Löschen und Rücksetzen verschiedener Daten eine Initialisierung des Systems durch. Beginnt das Fahrzeug sich zu bewegen, dann geht das Programm zu Schritt 102 über, in welchem jeder der Radgeschwindigkeitssensoren 2 ein digitales Signal in Abhängigkeit von der Drehzahl des Reifens TR abgibt, wobei dieses Signal als elektrisches Schwingungssignal mit der Schwingungsfrequenzkomponente des Reifens TR zur Schätzung des Reifenaufblasdrucks verwendet werden kann.

Das Programm geht sodann zu Schritt 103 über, in welchem bestimmt wird, ob ein Anfangsablauf durchgeführt wurde oder nicht. Im einzelnen wird dabei in Schritt 103 bestimmt, ob in einem nachstehend noch zu beschreibenden Schritt 109 eine Marke zur Beendigung des Anfangsablaufs gesetzt wurde (= 1) oder nicht. Wird bestimmt, daß die Marke noch nicht gesetzt ist, dann geht das Programm zu Schritt 104 über, in welchem desweiteren bestimmt wird, ob sich eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vs um mehr als eine vorbestimmte Geschwindigkeit Vk vergrößert hat oder nicht. Wurde die vorbestimmte Geschwindigkeit Vk nicht erreicht, dann kehrt das Programm zu Schritt 102 zurück. In dem Falle, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs gleich oder größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit Vk ist, geht das Programm zu den dem Schritt 105 folgenden Schritten über zur Durchführung des Anfangsablaufs. Auf der Basis des Ausgangssignals des Radgeschwindigkeits­ sensors 2 wird in bekannterweise die Fahrzeug­ geschwindigkeit Vs geschätzt.

In Schritt 105 wird das vom Radgeschwindigkeitssensor ausgegebene elektrische Schwingungssignal dem Mikro­ computer 20 beispielsweise in Form der vorstehend angegebenen Funktion f(t) zur Analyse zugeführt. Im Mikrocomputer 20 wird die Wavelet-Transformation in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter "b" (nach­ stehend als zeitliche Lokalisierung (b) bezeichnet), und von einem Frequenzskalenparameter "a" (nachstehend als Skale (a) bezeichnet) durchgeführt, so daß ein Wavelet-Koeffizient F(a,b) berechnet wird. Somit wird die Funktion f(t) durch Faltung der Mutter-Wavelet-Funktion integriert. Fig. 6 veranschaulicht eine Bedingung des Wavelet-Koeffizienten F(a,b) entsprechend der Wavelet-Analyse. Die Größe des Wavelet-Koeffizienten F(a,b) wird in Fig. 6 mittels eines Höhenlinienkennfelds dargestellt. Die Bedingungen (Eigenschaften) des Wavelet-Koeffizienten F(a,b) können mittels einer in Fig. 8 gezeigten dreidimensionalen Darstellung veranschaulicht werden, die jedoch nicht direkt der Fig. 6 entspricht. In jeder Figur ist der Skalenparameter a durch seinen logarithmischen Wert angezeigt. Als Wavelet-Funktionen können die Gabor-Funktion, die Mexican-Hat-Funktion, die French-Hat-Funktion, die Haar-Funktion oder dergleichen verwendet werden.

In Schritt 106 wird in jeder ersten vorbestimmten Zeitdauer in Abhängigkeit von den Bedingungen des Wavelet-Koeffizienten F(a,b) eine maximale Frequenz herausgegriffen. Aus den herausgegriffenen maximalen Frequenzen wird in einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer der häufigste Frequenzwert, d. h. der am häufigsten herausgegriffene maximale Frequenzwert zur Bereitstellung der Resonanzfrequenz gemäß Schritt 107 ausgewählt. Das Programm geht sodann zu Schritt 108 über, in welchem verschiedene Parameter zur Abschätzung des Reifen­ aufblasdrucks auf der Basis der Resonanzfrequenz eingestellt werden. Nach dem Setzen (= 1) der Marke zur Beendigung des Anfangsablaufs gemäß Schritt 109 kehrt sodann das Programm zu Schritt 102 zurück.

Wird in Schritt 103 bestimmt, daß die Marke gesetzt wurde, dann wird in Schritt 110 die Wavelet-Verarbeitung wie in Schritt 105 durchgeführt und dieselben Abläufe wie in den Schritten 106, 107 und 108 werden in den Schritten 111, 112 und 113 durchgeführt. Das Programm geht sodann zu Schritt 114 über, in welchem bestimmt wird, ob sich der Aufblasdruck des Reifens TR vermindert hat oder nicht. Im einzelnen wird dabei die in Schritt 112 herausgegriffene Resonanzfrequenz mit der Resonanz­ frequenz verglichen, die beispielsweise mittels des Anfangsablaufs in Schritt 107 erhalten wurde. Wird eine Differenz zwischen der in Schritt 112 erhaltenen Resonanzfrequenz und der in Schritt 107 erhaltenen Resonanzfrequenz kleiner als die vorbestimmte Frequenz (von beispielsweise 4 Hz), dann wird bestimmt, daß sich der Aufblasdruck des Reifens TR vermindert hat. Sofern nicht bestimmt wird, daß sich der Aufblasdruck des Reifens TR vermindert hat, kehrt das Programm zu Schritt 102 zur Wiederholung der Schritte 102 bis 113 zurück. Wird in Schritt 114 bestimmt, daß sich der Reifen­ aufblasdruck vermindert hat, dann geht das Programm zu Schritt 115 über, bei dem ein Aufblasdruck-Warnsignal zur Warneinrichtung 4 ausgegeben wird, so daß dann beispielsweise eine (nicht gezeigte) Lampe aufleuchtet zur Anzeige der Verminderung des Reifenaufblasdrucks.

Nach einer Aktivierung der Warneinrichtung 4 wird in Schritt 116 die Marke zur Beendigung des Anfangsablaufs zurückgesetzt (= 0), worauf das Programm endet. In dem Falle, daß bestimmt wird, daß sich der Aufblasdruck des Reifens TR vermindert hat und daß ein Warnsignal im vorhergehenden Zyklus ausgegeben wurde, wird daher der Anfangsablaufim gegenwärtigen Zyklus nicht durchgeführt, so daß die Parameter in Abhängigkeit von der im vorhergehenden Zyklus herausgegriffenen Resonanzfrequenz eingestellt werden. Im Ergebnis wird in dem Falle, daß der Zündschalter ausgeschaltet wurde, wenn sich der Reifenaufblasdruck vermindert hat und daß der Zündschalter erneut eingeschaltet wird, der Anfangsablauf erneut durchgeführt ohne Verwendung der Ergebnisse des vorhergehenden Anfangsablaufs, so daß eine fehlerhafte Bestimmung bezüglich des Aufblasdrucks des Reifens TR vermieden werden kann.

Es ist in Schritt 110 möglich, die Abläufe unter Verwendung eines Butterworth-Bandpaßfilters zu vereinfachen, wobei die vom Mikrocomputer 20 durchzuführenden Verarbeitungsabläufe einschließlich derjenigen der Schritte 111 bis 114 vermindert werden können. Ist beispielsweise die im Anfangsablauf herausgegriffene Resonanzfrequenz 40 Hz, dann kann das Bandpaßfilter auf 42/40/38/36/34 Hz eingestellt werden. Bezüglich der Resonanzfrequenz von 40 Hz kann bestimmt werden, daß sich der Aufblasdruck des Reifens TR vermindert hat und eine Ausgabe des Warnsignals an die Warneinrichtung 4 erfolgt, wenn die bei einem späteren Ablauf herausgegriffene Resonanzfrequenz um 4 Hz vermindert ist und 36 Hz annimmt. Somit kann die vorstehend beschriebene Vorrichtung in einfacher Weise auch dann angepaßt werden, wenn ein Reifen ersetzt wird und kann dabei in allgemeiner Anwendung als Reifenaufblasdruck-Erfassungsvorrichtung dienen.

Wird gemäß der vorstehenden Beschreibung bestimmt, daß sich der Reifenaufblasdruck vermindert hat, dann erfolgt gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel eine Warnung. Es kann dabei jedoch auch vorgesehen sein, daß der Reifenaufblasdruck direkt angezeigt wird. Da der Reifenaufblasdruck geschätzt werden kann in Abhängigkeit von der Resonanzfrequenz, beispielsweise auf der Basis des in Fig. 7 gezeigten Kennfelds, kann der geschätzte Wert direkt anstelle der Durchführung des Schritts 114 angezeigt werden. Ohne Anwendung des Kennfelds (Kennlinie) kann der Reifenaufblasdruck gemäß der nachfolgenden Gleichung (5) berechnet werden:

wobei "f" die Resonanzfrequenz (in Hz), "m" die Masse (in Kg), "K" eine Federkonstante (in N/M) und "a" einen konstanten Wert bezeichnen. Ferner kann eine Beschleunigung der ungefederten Teile des Fahrzeugs, eine sich ändernde Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines mittels eines Lastsensors, eines Höhensensors oder dergleichen erfaßten Signals als elektrische Schwingungssignal mit der Schwingungsfrequenzkomponente des Reifens TR gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden, wobei gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Fahrzeug­ geschwindigkeit verwendet wird.

Die Vorrichtung und das Verfahren zur Erfassung eines Reifenaufblasdrucks eines Fahrzeugreifens umfassen eine Einrichtung zur Bildung eines elektrischen Schwingungs­ signals mit einer Schwingungsfrequenzkomponente des Fahrzeugreifens. Ein Wavelet-Transformator transformiert das elektrische Schwingungssignal mittels einer Wavelet-Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten. Die Wavelet-Funktion wird auf der Basis einer Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellt, die zeitlich lokalisiert, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter skaliert und in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter zur Angabe der zeitlichen Lokalisierung verschoben ist. Eine Herausgreifeinrichtung greift eine Resonanzfrequenz aus der Schwingungsfrequenz­ komponente des Fahrzeugreifens auf der Basis des Wavelet-Koeffizienten heraus und eine Schätzeinrichtung schätzt den Reifenaufblasdruck auf der Basis der Resonanz­ frequenz. Die Vorrichtung umfaßt ferner eine Warneinrichtung zur Warnung vor einer Verminderung des Reifenaufblasdrucks, wenn sich die Resonanzfrequenz in der Weise vermindert hat, daß eine Differenz zwischen der Resonanzfrequenz und einer Bezugsfrequenz eine vor­ bestimmte Frequenz übersteigt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erfassung eines Reifenaufblasdrucks eines Fahrzeugreifens, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bilden eines elektrischen Schwingungssignals mit einer Schwingungsfrequenzkomponente des Fahrzeugreifens,
Transformieren des elektrischen Schwingungssignals mittels einer Wavelet-Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten, wobei die Wavelet-Funktion auf der Basis einer Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellt ist, die zeitlich lokalisiert, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter skaliert und in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter zur Angabe der zeitlichen Lokalisierung verschoben ist,
Herausgreifen einer Resonanzfrequenz aus der Schwingungsfrequenzkomponente des Fahrzeugreifens auf der Basis des Wavelet-Koeffizienten, und
Schätzen des Reifenaufblasdrucks auf der Basis der Resonanzfrequenz.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Bildung des elektrischen Schwingungs­ signals den Schritt der Erfassung einer Drehzahl des Fahrzeugreifens umfaßt zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Drehzahl, das als elektrisches Schwingungssignal dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Herausgreifens der Resonanzfrequenz den Schritt des Herausgreifens einer maximalen Frequenz aus den bei jeder ersten vorbestimmten Zeitdauer auf der Basis des Wavelet-Koeffizienten erhaltenen Schwingungs­ frequenzkomponenten des Fahrzeugreifens, und den Schritt aufweist zum Auswählen eines häufigsten Frequenzwerts der herausgegriffenen maximalen Frequenzen in einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer, wobei der häufigste Frequenzwert als Resonanzfrequenz eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Vergleichens der Resonanzfrequenz mit einer vorbestimmten Bezugsfrequenz, und des Schritts des Warnens vor einer Verminderung des Reifenaufblas­ drucks, wenn sich die Resonanzfrequenz derart vermindert hat, daß eine Differenz zwischen der Resonanzfrequenz und der Bezugsfrequenz eine vorbestimmte Frequenz überschreitet.

5. Vorrichtung zur Erfassung eines Reifenaufblasdrucks eines Fahrzeugreifens, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (VD) zur Bildung eines elektrischen Schwingungssignals mit einer Schwingungsfrequenz­ komponente des Fahrzeugreifens (TR),
eine Einrichtung (WT) zur Transformation des elektrischen Schwingungssignals mittels einer Wavelet-Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten, wobei die Wavelet-Funktion bereitgestellt wird auf der Basis einer Mutter-Wavelet-Funktion (mw), die zeitlich lokalisiert, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter skaliert und in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter zur Angabe einer zeitlichen Lokalisierung verschoben ist,
eine Einrichtung (VF) zum Herausgreifen einer Resonanzfrequenz aus der Schwingungsfrequenzkomponente des Fahrzeugreifens (TR) auf der Basis des Wavelet-Koeffizienten, und
eine Einrichtung (PE) zur Schätzung des Reifen­ aufblasdrucks auf der Basis der Resonanzfrequenz.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (VD) zur Bildung eines elektrischen Schwingungssignals einen Drehzahlsensor (WS, 2) zur Erfassung einer Drehzahl des Fahrzeugreifens (TR) und zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Drehzahl, und eine Einrichtung (WT) umfaßt zur Transformation des elektrischen Schwingungssignals in den Wavelet-Koeffizienten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (VF) zum Herausgreifen der Resonanzfrequenz eine Einrichtung zum Herausgreifen einer maximalen Frequenz aus den bei jeder ersten vorbestimmten Zeitdauer auf der Basis des Wavelet-Koeffizienten, der mittels der Einrichtung (WT) zum Transformieren des elektrischen Schwingungssignals in den Wavelet-Koeffizienten erhalten wird, erhaltenen Schwingungs­ frequenzkomponenten des Fahrzeugreifens (TR) und eine Einrichtung umfaßt zum Auswählen des häufigsten Frequenzwerts der maximalen herausgegriffenen Frequenzen in einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer, wobei der häufigste Frequenzwert als Resonanzfrequenz eingestellt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung (CP) zum Vergleichen der Resonanzfrequenz mit einer vorbestimmten Bezugsfrequenz und einer Warnungseinrichtung (WN, 4) zur Warnung vor einer Verminderung des Reifenaufblasdrucks, wenn die Vergleichseinrichtung (CP) bestimmt, daß sich die Resonanzfrequenz derart vermindert hat, daß eine Differenz zwischen der Resonanzfrequenz und der Bezugsfrequenz eine vorbestimmte Frequenz übersteigt.