DE69202918T2 - Verfahren zum Erkennen eines leeren Reifens an einem Fahrzeug. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweisen eines entlüfteten Reifens an einem Fahrzeug und schafft ein System, welches für Autos und Lastwagen und dergleichen geeignet ist.
• Die Europäische Patentveröffentlichung EP-A-0 291 217 beschreibt ein System, welches primär auf Fahrzeuge gerichtet ist, die elektronische Antiblockierbremssysteme aufweisen, obwohl es als ein selbstständiges System benutzt werden kann.
• Zwei Versionen sind offenbart, wovon eine ein Mehrfachpulssignalerzeugungsmittel an jedem Rad benutzt. Die andere stellt einen Generator eines Einzelpulses pro Radumdrehung dar. Weitere Einzelheiten dieser Systeme sind in den Veröffentlichungen für unsere ebenfalls anhängigen Europäischen Patentanmeldungen EP-A-0 441 600 und EP-A-0 441 599 offenbart, die beide am 05. Februar 1991 eingereicht wurden.
• Es hat sich gezeigt, daß die Einheit der vorstehenden Systeme, die auf Mehrfachpulssignalen basiert, eine Minimalgeschwindigkeit von 10 km/h aufweist, oberhalb der das System zufriedenstellend arbeitet, wenn ein Radgeschwindigkeitsgenerator mit 96 Zähnen benutzt wird. Im Fall eines 48-Zahn-Generators liegt die Minimalgeschwindigkeit in der Größenordnung von 18 km/h. Folglich gibt es eine Begrenzung bei niedrigen Geschwindigkeiten für das Mehrfachpulssystem. Im Gegensatz dazu hat es sich gezeigt, daß ein System mit einem Einzelpuls pro Umdrehung, welches auch in den früheren Anmeldungen beschrieben wird und auf der Zeit pro Umdrehung basiert, sehr gut bei niedrigen Geschwindigkeiten ist, jedoch ist es bei hohen Geschwindigkeiten, wo die zu messenden Zeitperioden sehr kurz sind, notwendig, vergleichsweise teure Computersysteme zu benutzen, und folglich ist das System kostenmäßig nicht sehr effizient.
• Die FR-A-2568519 des Stands der Technik offenbart ein Verfahren zum Nachweisen eines teilweise entlüfteten Luftreifens an einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, worin Impulse von den vier Rädern in einer Verarbeitungseinheit verarbeitet werden, welche effektiv die Summe der Impulse von dem einen Paar von diagonal gegenüberliegenden Rädern von der Summe der Impulse von dem anderen Paar von diagonal gegenüberliegenden Rädern subtrahiert und ein Warnsignal liefert, wenn das Resultat innerhalb eines vorbestimmten 'Analysefensters' liegt. Dieses 'Analysefenster' ist durch untere und obere Schwellenwerte definiert, die zu einer festen Verschiebung des Fahrzeuges in Beziehung stehen, welche die 'Analyseentfernung' genannt wird. Jedoch ist es für ein durchführbares Entlüftungsnachweissystem, welches unechte Warnsignale vermeidet, die durch Kurvenfahren, Bremsen, Rutschen oder Schleudern des Fahrzeuges hervorgerufen werden, notwendig, eine unannehmbar große 'Analyseentfernung' in der Größenordnung von 20 Km oder mehr einzusetzen.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, in einem Reifen ein Entlüftungswarnsystem des vorstehenden Typs und ein Mittel zum Vermeiden der vorstehenden geschwindigkeitsinduzierten Beschränkungen zu schaffen sowie die Vorrichtung mit einem breiten effektiven Geschwindigkeitsbereich zu versehen, und zwar bei minimalen Kosten.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Nachweisen eines teilweise entlüfteten Reifens an einem Fahrzeug mit vier Reifen, von denen jeder an einem Rad angebracht ist, wobei an jedem Rad ein Signalgenerator vorgesehen ist, der eine Serie von digitalen Signalen oder Pulsen erzeugt, die um gleiche Inkremente einer Winkelrotation der jeweiligen Reifen- und Radanordnung beabstandet sind, die Schritte, die in Kombination im Anspruch 1 dargelegt sind.
• Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erf indung ersichtlich werden, und zwar beispielhaft und in Verbindung mit den beigefügten schematischen Zeichnungen, in denen Figur 1 die vier Radpositionen an einem Fahrzeug zeigt und Figur 2 ein Blockdiagramm der Berechnungselemente ist.
• Das Fahrzeug weist vier Räder auf, wobei die vorderen Räder die Nummern 1 und 2 und die hinteren Räder die Nummern 3 und 4 darstellen. Jedes Rad ist mit einem Mehrfachzahnpulsgenerator des gleichen Typs versehen, wie er an mit elektronischem ABS ausgestatteten Fahrzeugen benutzt wird. Geeignete Generatoren erzeugen 96 Pulse für jede Umdrehung des Rades. Die vier Ausgangspulsketten 1', 2', 3', 4' werden in einen am Fahrzeug angebrachten Computer gespeist, der in Figur 2 dargestellt ist. Als erstes wird das Ausgangssignal 1' vom vorderen linken Rad in eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 5 gespeist, wo die Geschwindigkeit des Fahrzeuges berechnet wird. Die resultierende Geschwindigkeit wird dann einer Wahrnehmungssteuereinheit 6 zugeführt.
• Aus einem vorfestgelegten Satz von Charakteristiken bestimmt die Wahrnehmungssteuereinheit 6 ein geeignetes angemessenes Intervall zum Messen der Geschwindigkeit der Fahrzeugräder und zum Ausführen der gewünschten Entlüftungswahrnehmungsprüfung. In der bevorzugten Anordnung ist dieses Intervall eine Zahl von Pulsen, und zwar beispielsweise 128 Pulse bei niedrigen Geschwindigkeiten von typischerweise 4 - 15 km/h, 768 Pulse bei 20 bis 95 km/h oder 2048 Pulse bei 50 bis 260 km/h. Dies ergibt Zeitperioden von 0,5 bis 2,5 Sekunden zur Wahrnehmung.
• Nachdem somit die Zahl von Pulsen gewählt wurde, für die Messungen ausgeführt werden, arbeitet die Wahrnehmungssteuereinheit 6, indem sie Ausgangssignale von jedem Rad nimmt und diese in Zeitsteuerungseinheiten verarbeitet. In der Pulszähleinheit 7 sind vier separate Zeitsteuerungseinheiten vorgesehen, und zwar eine von jedem der Geschwindigkeitseingangssignale 1', 2', 3', 4', und diese protokollieren die Zeit von jedem Rad. Jede Zeit für jedes Rad ist direkt proportional zu der Geschwindigkeit des jeweiligen Rades, und diese Signale werden dann benutzt, um festzustellen, ob eine relative Entlüftung an einem oder mehreren der Reifen des Fahrzeuges vorliegt oder nicht.
• Das wichtige Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß für unterschiedliche Fahrzeuggeschwindigkeiten, wie von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 5 gemessen, welche auf das Geschwindigkeitssignal 1' von dem vorderen linken Rad Nr. 1 wirkt, die Wahrnehmungssteuereinheit 6 eine unterschiedliche Zahl von Pulsen bestimmt, innerhalb der die Zeit gemessen wird, und zwar für die vier Räder. Dies gestattet dem System, eine gute Genauigkeit aufzuweisen, indem die zu benutzende Zahl von Pulsen gewählt wird, um die notwendige Genauigkeit in den berechneten Radgeschwindigkeiten zu schaffen und somit eine kleine Änderung im Radius wahrzunehmen, wie sie durch eine kleine Entlüftung des Reifens (z. B. 0,6 bar) hervorgerufen wird.
• Die Verarbeitung der vier Geschwindigkeitssignale, die von der Pulszählereinheit 7 kommen, ist im Grunde die gleiche wie diejenige in den vorbekannten Anmeldungen dahingehend, daß die Verarbeitungseinheit 8 Faktoren für die laterale und longitudinale Beschleunigung des Fahrzeuges berechnet, und zwar durch Vergleichen der Winkelgeschwindigkeitssignale für die Räder auf jeder Seite des Fahrzeuges und dann Vergleichen der Signale von dem vorderen und hinteren Paar von Rädern mit der Vorwärtsgeschwindigkeit, die aus dem Mittelwert der Winkelgeschwindigkeiten aller vier Räder errechnet wird. Die lateralen und longitudinalen Beschleunigungsfaktoren, welche Beschleunigungen oder andere beschleunigungsabhängige Faktoren sein können, werden mit einem vorbestimmten Wert für das betreffende Fahrzeug verglichen. Wenn ein übermäßiger longitudinaler Beschleunigungsfaktor gefunden wird, dann wird die berechnete Entlüftungswarnung gesperrt. Wenn eine laterale Beschleunigung von mehr als 0,06 g wahrgenommen wird, dann wird wiederum ein Wahrnehmen einer Entlüftungswarnung gesperrt. Diese sollen falsche Entlüftungswarnsignale aufgrund von Gewichtsverlagerung und Spurhalteeffekten vermeiden, die durch hohe laterale und longitudinale Fahrzeugbeschleunigungen hervorgerufen werden, da derartige Signale einer Entlüftung ähnliche Veränderungen im Rollradius hervorrufen.
• Das System berechnet dann ein Fehlersignal dT durch Vergleichen der Zeiten (die proportional zu den Winkelgeschwindigkeiten sind) für die Räder gemäß der Formel:
• wobei
• F14=F1+F4 F23=F2+F3 und
• F1, F2, F3, F4 die Zeiten für die gewählte Zahl von Radpulsen sind.
• Dieses dT-Signal wird überwacht, und die Verarbeitungseinheit bereitet sich auf das Wahrnehmen einer Entlüftung vor, wenn das Signal größer als 0,05 % und kleiner als 0,6 % ist. Wenn ein solches Signal gefunden wird, dann ist das Vorhandensein eines Lochs bekannt, und der nächste Schritt ist herauszufinden, welcher Reifen das Loch aufweist.
• Die Überwachungseinheit 8 berechnet dann der Reihe nach die Differenz zwischen jeder Radgeschwindigkeit und der Durchschnittsgeschwindigkeit der vier Räder, und wenn die Differenz zwischen irgendeinem Rad und dem Durchschnitt mehr als 0,1 % beträgt, wird ein zweites Signal erzeugt.
• Wenn sowohl dT als auch die unterschiedlichen Signale in den erwähnten Bereichen existieren, dann wird eine Entlüftung wahrgenommen und das betreffende Rad bestimmt. Ein Ausgangssignal wird dann an den Alarm 9 gegeben, der geeigneterweise ein Licht auf dem Armaturenbrett des Fahrzeuges zur Anzeige der Entlüftung und vier andere Lichter umf aßt, um anzuzeigen, welches Rad die Entlüftung aufweist.
• Als ein Sicherheitsschutz gegen unechte Signale wird das Warnsignal vorzugsweise verzögert, bis drei oder mehr aufeinanderfolgende Warnresultate in der Verarbeitungseinheit 8 erhalten worden sind.
• Zur vollständigen Berücksichtigung von Reifen- und Fahrzeugcharakteristiken ist es notwendig, manuell oder auf andere Weise ein Kalibrierungseinleitungssignal auszulösen. Dies wird nach einem Wechsel eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeuges sowie dann durchgeführt, wenn das Fahrzeug neu ist, und kann in einigen Fällen nach dem Wiederaufpumpen notwendig sein, obwohl dies unüblich ist.
• Als eine Alternative zu dem Zeitmeßsystem, welches wie vorstehend beschrieben arbeitet, kann das System aus der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit ein geeignetes Zeitintervall wählen sowie dann für jedes der vier Räder die Zahl von Pulsen zählen und dann diese und Signale auf die gleiche Weise verarbeiten.

Claims (9)

1. Ein Verfahren zum Nachweisen eines teilweise entlüfteten Reifens an einem Fahrzeug mit vier Reifen, von denen jeder an einem Rad (1, 2, 3, 4) angebracht ist, wobei an jedem Rad ein Signalgenerator vorgesehen ist, der eine Serie von digitalen Signalen oder Pulsen (1', 2', 3', 4') erzeugt, die um gleiche Inkremente einer Winkelrotation der jeweiligen Reifen- und Radanordnung beabstandet sind, welches die Schritte umfaßt, daß die vier Signale in einer Verarbeitungseinheit (8) verarbeitet werden, welche die Summe der Signale von dem einem Paar von diagonal gegenüberliegenden Räder von der Summe der Signale von dem anderen Paar von diagonal gegenüberliegenden Rädern subtrahiert, daß wahrgenommen wird, wenn die Größe des Ergebnisses zwischen gewählten Grenzen liegt, und daß dann eine Warnvorrichtung (9) betätigt wird, um anzuzeigen, daß ein Reifen teilweise oder vollständig entlüftet ist, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem der Serie von Signalen (1', 2', 3', 4') die Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, daß ein geeignetes Intervall zum Entlüftungsnachweis gewählt wird, daß für jedes der vier Räder ein Rotationsgeschwindigkeitssignal für das Intervall gemessen wird, daß die gefundenen Geschwindigkeiten gespeichert werden, daß die Messung für wenigstens drei aufeinanderfolgende sukzessive gleiche gewählte Intervalle wiederholt wird, daß die Geschwindigkeiten gemittelt werden, um für jedes Rad ein Durchschnittsgeschwindigkeitssignal zum Verarbeiten in der Verarbeitungseinheit (8) zu erzeugen, und daß die Grenzen so gewählt werden, daß sie zwischen 0,05% und 0,6% des Mittelwertes der zwei Summen der Durchschnittsgeschwindigkeitssignale der Paare von diagonal gegenüberliegenden Rädern liegen.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geeignete Intervall eine Zeiteinheit umfaßt, und daß die Rotationsgeschwindigkeitssignale (1', 2', 3', 4') für die vier Räder (1, 2, 3, 4) gemessen werden, indem die Zahl von Pulsen in der gewählten Zeiteinheit gezählt wird.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geeignete Intervall eine Zahl von Pulsen umfaßt, und daß die Rotationsgeschwindigkeitssignale (1', 2', 3', 4') für die vier Räder (1, 2, 3, 4) jeweils das gemessene Zeitintervall für die Zahl von Pulsen umfassen.

4. Ein Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Wahl des geeigneten Intervalls die Zeiten für jedes der vier Räder (1, 2, 3, 4) an dem ersten Puls danach für das betreffende Rad liegen.

5. Ein Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gewählte Zahl von Pulsen im wesentlichen eine ganze Zahl von Rotationen eines Rades (1, 2, 3, 4) ist.

6. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit wiederholt wird, während die Rotationsgeschwindigkeiten (1', 2', 3', 4') der vier Räder (1, 2, 3, 4) gemessen werden, so daß eine zweite Überwachung und Berechnung unmittelbar der ersten folgen kann.

7. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (8) auch die Rotationsgeschwindigkeit von jedem der vier Räder (1, 2, 3, 4) der Reihe nach mit dem Durchschnitt von allen vier Signalen vergleicht, daß sie wahrnimmt, wenn die Werte sich um mehr als 0,1 % unterscheiden, und daß sie eine Entlüftung signalisiert, wenn sowohl dieses Signal als auch der vorstehend erwähnte Signalfaktor in den spezifizierten Bereichen liegen.

8. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiten gegen eine separate Taktfrequenz für jedes Rad (1, 2, 3, 4) gemessen werden.

9. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (8) den Entlüftungswahrnehmungsvorgang wiederholt und die Warnvorrichtung (9) betätigt, wenn wenigstens zwei sukzessive Ergebnisse jeweils eine Anzeige eines Reifens geben, der Druck verloren hat.