DE10152590A1 - Verfahren und System zur Reifendrucküberwachung für mit Antiblockierschutz-Systemen (ABS-Systemen) ausgerüstete Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Ein Reifendrucküberwachungssystem für mit Antiblockierschutzsystemen (ABS-Systemen) (2) ausgerüstete Fahrzeuge, insbesondere Fahrzeuge mit mehr als zwei Achsen, weist Radsensoren (25-30) an den Rädern wenigstens einer Achse (A1, A2, A3) zur Erfassung von von der Radrotation abhängigen Größen und eine ABS-Steuereinheit (6) auf, die die ermittelten Größen miteinander verknüpft und hinsichtlich Änderung der Abrollradien der Räder unter Berücksichtigung fahrbetriebsbedingter Änderungen der Größen auswertet. Die ABS-Steuereinheit erzeugt ein Warnsignal, wenn die durch Reifendruckabfall bewirkte Änderung der Größen einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Zusätzlich oder alternativ zu radrotationsabhängige Größen, wie Radrotationsgeschwindigkeit oder zurückgelegte Rad-Wegstrecke, erfassenden Radsensoren (25-30) des ABS-Systems (2) ist ein Reifendruckmeßsystem (12) vorgesehen, das den absoluten Reifenfülldruck der Räder wenigstens einer Achse (A1, A2, A3) mißt und ein Warnsignal erzeugt, wenn der gemessene Reifenfülldruck einen vorgegebenen Solldruck unterschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Abweichung des Reifendrucks wenigstens eines Rades von einem Bezugswert gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Reifendrucküberwachungssystem dafür gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Sicherheit und Zuverlässigkeit sind zentrale Faktoren in der Automobiltechnik. Dabei spielt der Reifendruck eine wichtige Rolle; es wurde festgestellt, daß Reifendruck­ verlust ein wesentlicher Faktor bei Unfällen im Straßen­ verkehr darstellt. 85% der Reifenpannen sind eine Folge eines schleichenden Druckverlustes. Ein richtig einge­ stellter Reifendruck gewährleistet im übrigen zu jeder Zeit optimalen Fahrkomfort hinsichtlich Abrollgeräusch, Vertikalstößigkeit und Querfugenempfindlichkeit.

Es ist beispielsweise aus ATZ 102 (200) 11, S. 950 ff. bekannt, den Reifendruck direkt mittels Drucksensoren an zwei- oder dreiachsigen Fahrzeugen zu messen. Die Druck­ sensoren sind am Reifen angebracht und rotieren mit dem Rad. Die Drucksensoren weisen einen Hochfrequenz-Sender (HF-Sender) auf, welcher die gemessenen Druckwerte an ei­ nen Empfänger im Kraftfahrzeug überträgt, der dem Fahrer Druckverluste signalisiert. Dieses Verfahren arbeitet so­ wohl bei Fahrt als auch bei Stillstand des Fahrzeugs. Da es sich hier um ein rein messendes Verfahren handelt, sind die Kosten relativ hoch, insbesondere wenn sämtliche Räder sensiert werden.

Es ist ferner aus der Zeitschrift ATZ 94 (1992), Seiten 336-340, EP 0 489 562, EP 0 489 563 und EP 0 607 690 be­ kannt, den Reifendruck indirekt mit Hilfe der Radsensoren von Antiblockierschutzsystemen (ABS-Systemen) zu überwa­ chen. Der Reifendruck wirkt sich auf den Abrollumfang des Rades aus. Die mit Hilfe der Radsensoren des ABS-Systems ermittelte Radrotationsgeschwindigkeit ist abhängig vom Abrollumfang des Rades. Ändert sich die Radrotationsge­ schwindigkeit eines Rades bei Geradeausfahrt und unge­ bremst relativ zu der Referenzgeschwindigkeit der anderen Räder oder eines anderen Rades, so stellt dies ein Indiz für eine Änderung des Abrollumfanges des betreffenden Ra­ des infolge eines Druckverlustes des Reifens oder für eine Ablösung von Reifenteilen am Reifenumfang oder für eine Beladungsänderung dar, wobei jede Änderung des Ab­ rollumfanges als Druckänderung interpretiert wird. Diese bekannten Verfahren sind relativ unpräzise und können nur relativ große und plötzlich auftretende Druckänderungen feststellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und System zur Reifendrucküberwachung anzugeben, das kostengünstig ist und empfindlicher auf geringfügige und schleichende Druckverluste reagiert.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 8 angegebenen Ausgestaltungen der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das Verfahren zur Reifendrucküberwachung hat den Vorteil, daß infolge der Zählung der jeweils zurückgelegten Wegstrecke bei Verwendung üblicher Radsensoren von ABS- Systemen nur wenige Umrechnungsschritte erforderlich sind, insbesondere weniger Umrechnungsschritte als bei den bekannten Verfahren, und hierdurch eine größere Re­ chengenauigkeit erreicht werden kann, insbesondere bei Verwendung von Digitalrechnern. Eine geringere Anzahl von Umrechnungsschritten hat den Vorteil, daß im Laufe der Berechnung weniger oft gerundet wird bzw. weniger oft Nachkommastellen bei der Berechnung vernachlässigt wer­ den. Unter Anwendung der Erfindung kann dies vorteilhaft­ erweise durch einfaches Zählen der von den Radsensoren abgegebenen Wegimpulse erzielt werden, welche proportio­ nal zur zurückgelegten Wegstrecke erzeugt werden.

Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung werden die gezählten Wegstrecken der einzelnen Räder jeweils diagonal bezüglich der Radanordnung an dem Fahrzeug mit­ einander addiert, und eine Erkennung auf einen unerwün­ schten Reifendruck-Zustand erfolgt, wenn die diagonalen Summen um mehr als einen vorgegebenen Grenzwert vonein­ ander abweichen. Zudem erfolgt die Überwachung der ge­ zählten Wegstrecken in mehreren Überwachungszyklen, wobei die Erkennung auf einen unerwünschten Reifendruck-Zustand erfolgt, wenn die Abweichungen der diagonalen Summen ei­ nen für alle Überwachungszyklen festgelegten Summengrenz­ Wert überschreitet. Hierdurch kann eine weitere Verbesse­ rung der Genauigkeit und Sensibilität bei der Erkennung unerwünschter Reifendruck-Zustände erzielt werden.

Die Erfindung schlägt in der Ausgestaltung des Anspruchs 8 eine Kombination von direkter Reifendruckmessung mit Hilfe von Drucksensoren eines Reifendruckmeßsystems und von indirekter Reifendruckermittlung durch Messung der vom Abrollumfang abhängigen Größen, wie Radrotationsge­ schwindigkeit und zurückgelegte Wegstrecke, mittels Rad­ sensoren eines vorhandenen ABS-Systems vor. Hierdurch ist es möglich, Drucksensoren des Reifendruckmeßsystems durch ABS-Radsensoren zu ersetzen und/oder die ABS-Steuerein­ richtung auch zur Auswertung der Meßsignale des Reifen­ druckmeßsystems zu verwenden, wodurch Bauelemente und Ko­ sten eingespart werden können, ohne die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Reifendrucküberwachung zu beeinträch­ tigen. Die mit Hilfe der Drucksensoren ermittelten tat­ sächlichen Reifendrücke stützen die mit Hilfe des ABS-Sy­ stems indirekt ermittelten Werte.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung dargestellt sind, näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1-9 verschiedene Ausführungsbeispiele der erfin­ dungsgemäßen Reifendrucküberwachungseinrich­ tung bei Dreiachsfahrzeugen,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer ABS-Steuereinrich­ tung mit integrierter Steuereinheit eines Reifendruckmeßsystems,

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Wegstreckenermittlung und

Fig. 12 ein Diagramm, in dem die durch ein Zählregi­ ster der Einrichtung nach Fig. 11 gezählten Periodenzahl in Abhängigkeit von der Wegstrecke dargestellt ist.

Gleiche Bauteile in den Figuren der Zeichnung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Zeichnung zeigt schematisch in den Fig. 1-9 mit Anti­ blockierschutz-Systemen (ABS-Systemen) 2 und Reifendruck­ meßsystemen 12 ausgestattete Dreiachsfahrzeuge 4. Die nachfolgenden Ausführungen gelten entsprechend auch für Fahrzeuge mit (2 + n)-Achsen mit n ≧ 0, d. h. auch für Zweiachs-Fahrzeuge. Die ABS-Systeme und Reifendruckmeßsy­ steme sind zu einem Reifendrucküberwachungssystem kombi­ niert.

Die Dreiachsfahrzeuge 4 weisen jeweils eine erste Achse A1, die hier die Vorderachse ist und ein rechtes Vorder­ rad A1r und ein linkes Vorderrad A1l aufweist, eine zweite Achse A2, die hier die Antriebsachse ist und rechte Zwillingsräder A2r und linke Zwillingsräder A2l aufweist, und eine dritte Achse A3 auf, die rechte Zwil­ lingsräder A3r und linke Zwillingsräder A3l aufweist.

Statt der Zwillingsbereifung kann natürlich auch eine Einfachbereifung vorliegen.

Die ABS-Systeme 2 umfassen eine ABS-Steuereinheit 6 und eine CAN-Schnittstelle 8. Den Rädern wenigstens einer der drei Achsen A1, A2, A3 sind schematisch durch einen ge­ meinsamen Block dargestellte Radsensoren und Bremsdruck­ modulatoren 25, 26, 27, 28, 29, 30 zugeordnet. Die ABS- Steuereinheit 6 ermittelt aus den Signalen der Radsenso­ ren die Radrotationsgeschwindigkeit oder die zurückge­ legte Wegstrecke. Eine Rollradiusänderung durch Reifen­ druckverlust wird durch eine sich erhöhende Radrotations­ geschwindigkeit oder sich verringernde Wegstrecke erkannt und dem Fahrer auf einem Display 10 angezeigt. Einflüsse durch besondere Situationen, wie Kurvenfahrt, Beschleuni­ gung, Verzögerung, hohe Geschwindigkeit, Radlast (Bela­ dung) und Abrieb, auf den Rollradius und damit auf die Radrotationsgeschwindigkeit oder auf die zurückgelegte Wegstrecke werden durch geeignete achsweise, seitenweise und/oder diagonale Vergleiche der Radrotationsgeschwin­ digkeit oder Wegstrecke und/oder Vergleiche mit Schwell­ werten kompensiert.

Das Reifendruckmeßsystem 12 weist für jedes Rad wenig­ stens einer der drei Achsen eine Radelektronik 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 auf, die im oder am Reifen angeordnet ist und als wesentliche Bauteile einen Sensor, eine Signalverarbeitungsstufe, eine HF-Senderstufe und eine Batterie als Energiequelle umfaßt. Anstelle der Energiezufuhr über eine Batterie ist auch eine externe Energiezufuhr mit Hilfe der Transpondertechnik möglich. Die Radelektronik bildet mit dem jeweiligen Reifenfüll­ ventil eine Einheit, die auf der Felge montiert ist. Der Sensor weist einen den Druck im Reifen messenden Druck­ sensor und eine Einrichtung zur Meßwerterfassung und Si­ gnalaufbereitung auf. Der Sensor steuert einen Digital­ baustein, in den die HF-Sendestufe integriert ist, welche die gemessenen Daten an eine Empfänger/Auswerteeinheit 42, ggf. mit CAN-Schnittstelle 44, sendet, beispielsweise im 433-MHz-Bereich. Jede Radelektronik besitzt eine ei­ gene Kennung, die beim Senden mit übertragen wird. Der jeweils eingestellte Reifendruck wird vom Fahrer initia­ lisiert oder das System greift auf Solldrücke zurück, die für den betreffenden Fahrzeugtypen hinterlegt sind, wobei das System die eingestellten Drücke auf Plausibilität überprüft. Ein Rädertausch oder -wechsel wird vom System hinsichtlich Position am Fahrzeug erkannt. Eine Reifen­ druckabnahme - sowohl bei Stillstand als auch bei Fahrt - wird dem Fahrer durch die Empfänger/Auswerteeinheit 42 auf dem Display 10 angezeigt.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Reifendrucküberwachungs­ system, das ein 6-Kanal-ABS-System 2 nutzt, das Radsenso­ ren und Bremsdruckmodulatoren (dargestellt als gemeinsame Blöcke 25, 26, 27, 28, 29, 30) an allen drei Achsen auf­ weist, und ein Reifendruckmeßsystem 12 mit zehn Radelek­ troniken 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 aufweist, wobei jedes Rad jeder Achse eine Radelektronik aufweist. Das ABS-System zur indirekten Ermittlung der Reifendrücke und das Reifendruckmeßsystem arbeiten parallel und unab­ hängig.

Die Fig. 2 zeigt ein Reifendrucküberwachungssystem, das ein 4-Kanal-ABS-System nutzt und sich von dem System nach Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß nur vier Sensoren und vier Bremsdruckmodulatoren 25, 26, 27, 28 für die erste und zweite Achse A1 und A2 vorgesehen sind und daß die dritte Achse für die ABS-Regelung nicht sensiert wird, sondern indirekt geregelt wird. Die direkte Druckmessung durch das Reifendruckmeßsystem 12 erfolgt wie bei dem Sy­ stem nach Fig. 1 an allen Rädern sämtlicher Achsen. Bei der Ausführung nach Fig. 2 werden zwei ABS-Radsensoren und zwei ABS-Polräder eingespart.

Die Fig. 3 zeigt schematisch ein Reifendrucküberwachungs­ system, bei dem das für die Reifendrucküberwachung ge­ nutzte ABS-System wie bei Fig. 2 vier Sensoren und vier Bremsdruckmodulatoren 25, 26, 27, 28 aufweist, und zwar an der ersten und zweiten Achse A1 und A2. Anders als bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 sind Radelek­ troniken 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 des Reifendruck­ meßsystems 12 nur für die Zwillingsräder der zweiten und dritten Achse A2 und A3 vorgesehen. An den Rädern der Vorderachse A1 sind keine Radelektroniken vorgesehen. Ferner ist anders als bei den Fig. 1 und 2 die Empfän­ ger/Auswerteeinheit 42 des Reifendruckmeßsystems 12 im Gehäuse der ABS-Steuereinheit integriert, wobei der ABS- Rechner die Auswertung der Meßsignale der Radelektroniken mit übernimmt. Eingespart werden somit an der dritten Achse die Radsensoren und Radpolräder und an der ersten Achse Radelektroniken sowie die bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 separate Auswerteeinrichtung und CAN-Schnittstelle sowie das separate Gehäuse des Reifen­ druckmeßsystems. Es erfolgt bei dieser Ausführungsform ein Diagonalvergleich der Summe der Radrotationsgeschwin­ digkeiten oder Wegstrecken des rechten Vorderrades A1r und des linken Rades der zweiten Achse A2l mit der Summe der Radrotationsgeschwindigkeiten oder Wegstrecken des linken Vorderrades A1l und des rechten Rades der zweiten Achse A2r. Bei Reifendruckabfall wird sich die Geschwin­ digkeit des betreffenden Rades gegenüber den anderen Rä­ dern erhöhen oder wird sich die zurückgelegte Wegstrecke entsprechend verringern. Positive Werte bedeuten dann beispielsweise beim Geschwindigkeitsvergleich Minderdruck am rechten Vorderrad A1r oder linkem Rad A2l der zweiten Achse; negative Werte bedeuten Minderdruck am linken Vor­ derrad A1l oder am rechten Rad A2r der zweiten Achse.

Der Diagonalvergleich über die Radrotationsgeschwindig­ keit oder Wegstrecke der Räder der ersten und zweiten Achse ersetzt die Drucksensoren an der ersten Achse.

Durch den Diagonalvergleich werden Kurveneinflüsse wei­ testgehend kompensiert. Die über die Raddrucksensoren er­ mittelten absoluten Reifendrücke stützen die Ergebnisse aus dem Diagonalvergleich.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Reifendrucküberwachungssystems, die sich von dem ent­ sprechenden System nach Fig. 3 dadurch unterscheidet, daß Radelektroniken 31, 32 an den Rädern A1r und A1l der er­ sten Achse vorgesehen sind statt an den Rädern der zwei­ ten Achse A2. Der Vorteil gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3 ist darin zu sehen, daß das Last/Leerverhält­ nis an der ersten Achse, der Vorderachse, geringer ist als an der zweiten Achse, so daß sich an der ersten Achse Rollradiusänderungen aufgrund von Beladungsänderungen nicht so stark bemerkbar machen wie an der zweiten Achse oder auch an der dritten Achse.

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, die sich von den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 dadurch unter­ scheidet, daß die direkte Druckmessung nur noch an den Zwillingsreifen der dritten Achse A3 vorgenommen wird. Eine Stützung der indirekten Druckermittlung über den Diagonalvergleich der Räder der ersten und der zweiten Achse durch die direkte Druckmessung an der dritten Achse kann hier infolge der räumlichen Nähe der zweiten und der dritten Achse zueinander durchgeführt werden. Infolge der räumlichen Nähe ist im fehlerfreien Fall davon auszuge­ hen, daß die Raddrehzahlen bzw. Raddrehgeschwindigkeiten der Räder an der zweiten und der dritten Achse im wesent­ lichen identisch sind und somit die Geschwindigkeitswerte der zweiten Achse auf die dritte Achse übertragen werden können.

Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des Reifendruck­ überwachungssystems, bei der Radsensoren 25, 26, 27, 28, 29, 30 des ABS-Systems 2 an den Rädern sämtlicher drei Achsen A1, A2, A3 vorgesehen sind. Eine direkte Reifen­ druckmessung über Radelektroniken 31, 32 ist kostenspa­ rend nur an der ersten Achse A1, der Vorderachse bzw. Lenkachse, vorgesehen. Anders als bei den Ausführungsfor­ men nach den Fig. 1 und 2 werden bei dieser Ausführungs­ form nicht einzelne Räder sondern diagonale Summen der Radgeschwindigkeitssignale oder der Wegstrecken aller sensierten Achsen miteinander verglichen. Kurveneinflüsse werden hierdurch weitestgehend kompensiert.

Es werden folgende Diagonalendifferenzen beim Geschwin­ digkeitsvergleich gebildet, wobei v die Geschwindigkeit bedeutet:
Diagonalendifferenz 1: (v_A1r + v_A2l) - (v_A1l + v_A2r)
Diagonalendifferenz 2: (v_A2r + v_A3l) - (v_A2l + v_A3r)
Diagonalendifferenz 3: (v_A1r + v_A3l) - (v_A1l + v_A3r)

Die Auswertung der Diagonalendifferenzbildung ergibt fol­ gendes:

Durch diese Diagonalsummenvergleiche ergibt sich somit die Möglichkeit, eine radzugeordnete Minderdruckanzeige zu realisieren.

Beispielhaft sei die zuvor erwähnte Bildung von Diagona­ lendifferenzen auch für ein Vierachsfahrzeug nachfolgend dargestellt, wobei auch bei einem Vierachsfahrzeug ledig­ lich drei diagonale Differenzen zu bilden sind:
Diagonalendifferenz 1: (v_A1r + v_A2l) - (v_A1l + v_A2r)
Diagonalendifferenz 2: (v_A3r + v_A4l) - (v_A3l + v_A4r)
Diagonalendifferenz 3: (v_A1r + v_A4l) - (v_A1l + v_A4r)

Grundsätzlich führt jede Differenzenbildung, bei der min­ destens eine Achse einer Diagonalendifferenz noch in eine andere Diagonalendifferenz eingerechnet wird, zu einer eindeutigen Radzuordnung. Ab einem Fünfachser ist damit eine vierte Diagonalendifferenz notwendig.

Die mit Hilfe der Radelektronik 31 und 32 an der ersten Achse gemessenen absoluten Reifendrücke stützen den Dia­ gonalsummenvergleich.

Die Ausführungsform nach Fig. 6 hat besondere Vorteile bei der Verwendung von externen Reifendruck-Sensoren, die nämlich beim Wechsel kompletter Räder am Fahrzeug verbleiben können. Es braucht dann nicht jedesmal beim Radwechsel die Radkennung des Drucksensors in die Elek­ tronik über ein geeignetes Diagnosegerät eingegeben zu werden. Die Verwendung von Radelektroniken zur Messung der Absolutreifendrücke nur an der ersten Achse (Vorder­ achse bzw. Lenkachse) hat überdies den großen Vorteil, daß die kostenintensiven Reifendrucksensoren an der zwei­ ten und dritten Achse entfallen können. Ansonsten müßte man an den Zwillingsreifen doppelte Reifendrucksensoren bauen oder man müßte zwei Reifenfüllanschlüsse über Schläuche, Verschraubungen und T-Stücke aufwendig mitein­ ander verbinden.

Durch die Absolutdruckmessung an den Rädern der ersten Achse können die beiden anderen Achsen sicherer miteinan­ der verglichen werden. Bei den Diagonalsummenvergleichen kann durch die Druckmessung an der ersten Achse davon ausgegangen werden, daß wenigstens zwei Werte einen Bezug zum absoluten Druckniveau haben, was bei der Verwendung nur von ABS-Radsensoren nicht der Fall wäre, so daß eine kostengünstige, zuverlässige und sichere Reifendrucküber­ wachung realisierbar ist.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 6 dadurch un­ terscheiden, daß der absolute Reifendruck an zwei Achsen gemessen wird, und zwar an den Rädern der ersten Achse A1 und an den Rädern der zweiten Achse A2 (Fig. 7) sowie an den Rädern der ersten Achse A1 und an den Rädern der dritten Achse A3 (Fig. 8). Dies bedeutet zwar einen grö­ ßeren baulichen Aufwand gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 6; es wird jedoch eine größere Stützung der Er­ gebnisse aus den Diagonalvergleichen erzielt.

Die Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die vollständig der Ausführungsform nach Fig. 1 entspricht mit der Ausnahme, daß ein Diagonalsummenvergleich nach den Ausführungsformen gemäß Fig. 6-8 durchgeführt wird.

Die Fig. 10 zeigt schematisch die Integration der Empfän­ ger/Auswerteeinrichtung 42 des Reifendruckmeßsystems 12 in die ABS-Steuereinheit 6 des ABS-Systems 2. In einem gemeinsamen Gehäuse sind die ABS-Steuereinheit 6, der HF- Empfänger 42 des Reifendruckmeßsystems 12, ein Stand-by- Micro-Controller 50 sowie eine für beide Systeme gemein­ sam verwendete CAN-Schnittstelle 8 angeordnet. Der Stand- by-Controller ist ständig empfangsbereit für die Signale der Radelektroniken, auch bei abgestelltem Fahrzeug, da die Radelektroniken ständig gemessene Druckwerte senden. Diese Ausbildung ist bei den Ausführungsformen der erfin­ dungsgemäßen Reifendrucküberwachungseinrichtung nach den Fig. 3-8 vorgesehen. Bezugszeichen 25, 25' und 10 sowie 31-40 bezeichnen schematisch einen ABS-Radsensor, ein ABS-Regelventil, ein Display sowie Radelektroniken des Reifendruckmeßsystems.

Anhand der Fig. 11 und 12 soll eine Einrichtung zur Weg­ streckenermittlung näher erläutert werden. Von Radsenso­ ren 25, 26, 27, 28 abgegebene Spannungen werden von Ein­ gangsschaltkreisen 60 gefiltert und in Rechtecksignale umgewandelt, deren Halb- oder Ganz-Periodendauern von mindestens einem Micro-Controller 62 ausgewertet werden. Es können mehrere Micro-Controller verwendet werden. In der Zeichnung ist zum besseren Verständnis nur ein Micro- Controller gezeichnet. Die für Antiblockierschutz/­ Antriebsschlupfregelung (ABS/ASR) benötigten Funktionen sind mit Periodendauermessung und Geschwindigkeitsberech­ nung bezeichnet.

Erfindungsgemäß ist eine parallel angeordnete Wegstrec­ kenermittlung vorgesehen, die ein Zählregister darstellt, dessen Wert bei jedem Nulldurchgang der Sensorspannung erhöht wird. Die Wegstrecke kann somit in einfacher Weise durch Zählen der Perioden der Sensorsignale ermittelt werden.

Wenn der Micro-Controller 62 nur Ganz-Perioden oder Viel­ fache davon auswertet, so wird der Wegstreckenzähler (Zählregister) nur bei jedem entsprechenden Nulldurchgang erhöht. Sollte der Micro-Controller geschwindigkeitsab­ hängig zwischen diesen Möglichkeiten wählen, so ist es günstig, die Erhöhung entsprechend dem Vielfachen einer Halb-Periode zu wählen. Die Anzahl der Nulldurchgänge ist abhängig vom Reifenabrollumfang und von der Anzahl der Zähne des Polrades. Die Zahlenwerte werden ständig von einem Vergleicher 64 bewertet oder nur beim Überlauf des Zählregisters mit der höchsten erreichten Zählzahl.

Beispiel: Bei einem Abrollumfang von 3.425 mm und einem Polrad mit 100 Zähnen stellt jeder Nulldurchgang eine Wegstrecke von 17,125 mm dar. Nach einer festgelegten Wegstrecke von z. B. 1 km werden die erreichten Zählwerte miteinander verglichen. Als digital einfache Maßnahme kann die Bewertung der erreichten Zählwerte dann ausge­ löst werden, wenn der Zählwert zu einem Überlauf des Zählregisters führt. Bei 16-Bit-Zählregistern erfolgt der Überlauf, wenn der Zahlenwert 65.535 (2¹⁶-1) erhöht wird. 65.535 + 1 ist gleich Null, da die 17. Stelle der Binärzahl nicht verfügbar ist, s. Darstellung im Diagramm gemäß Fig. 11. Der Zählwert 2¹⁶ = 65.536 entspricht 1,122 km. Dies ergibt eine Auflösung von 1/65536 entsprechend 0,0015%.

Untersuchungen ergaben, daß die Radgeschwindigkeit um ca. 0,5% pro bar Druckverlust zunimmt. Dies bedeutet, daß die Periodendauer und damit die Wegstrecke eines Zahnes um ca. 0,5% pro bar abnimmt. Da 100 Zähne den Abrollum­ fang des Reifens repräsentieren, ist auch dieser um be­ sagten Wert verkleinert. Die o. g. günstige Auflösung (Meßgenauigkeit) ist bei diesem Beispiel um den Faktor 328 größer als der zu messende Einfluß der Druckminderung (pro bar).

Die erreichten Zählergebnisse werden gewichtet. Wie bei ASR-Schwellenüberschreitungsberechnung üblich, wird die Differenz seitengleicher Räder höher bewertet als achs­ gleiche bzw. diagonal angeordnete Räder.

Die Wegstreckenermittlung kann unterbrochen bzw. abgebro­ chen und neu gestartet werden, z. B. wenn eine instatio­ näre Fahrsituation erkannt wird wie etwa Antiblockier­ schutzregelung, Antriebsschlupfregelung, Kurvenfahrt oder auch Fahrt mit geringer Geschwindigkeit.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Wegstreckenermitt­ lung arbeitet geschwindigkeitsunabhängig. Es ist kein weiterer Aufwand notwendig, um entweder die Geschwindig­ keitsberechnung zu verbessern bzw. das Ergebnis stark zu filtern, um kurzzeitige Schwankungen zu eliminieren. Die Berücksichtigung von Meßungenauigkeiten, wie Rundungsfeh­ ler bei der Geschwindigkeitsberechnung entfallen. Die zu­ rückgelegte Wegstrecke des Rades wird direkt ermittelt, ohne eine andere Rechengröße zu benötigen. Die ermittelte Wegstrecke bildet ein Integral, so daß Schwankungen von einzelnen Periodendauern, hervorgerufen z. B. durch Fahr­ bahnunebenheiten, keinen Einfluß haben.

Claims (22)

1. Verfahren zur Reifendrucküberwachung bei einem wenig­ stens vierrädrigen Fahrzeug (4), bei dem mittels Rad­ sensoren (25, 26, 27, 28, 29, 30) radrotationsabhän­ gige Größen an wenigstens vier Rädern (A1r, A1l, A2r, A2l, A3r, A3l) erfaßt und ausgewertet werden, gekenn­ zeichnet durch eine Zählung der jeweils zurückgeleg­ ten Wegstrecke unter Auswertung der jeweiligen radro­ tationsabhängigen Größen an jedem der hinsichtlich des Reifendrucks beobachteten Räder (A1r, A1l, A2r, A2l, A3r, A3l).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gezählten Wegstrecken der einzelnen Räder (A1r, A1l, A2r, A2l, A3r, A3l) jeweils diagonal be­ züglich der Radanordnung an dem Fahrzeug (4) mitein­ ander addiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erkennung auf einen unerwünschten Reifen­ druck-Zustand erfolgt, wenn die diagonalen Summen der Wegstrecken um mehr als einen vorgegebenen Grenzwert voneinander abweichen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung der ge­ zählten Wegstrecken in mehreren Überwachungszyklen erfolgt und die Erkennung auf einen unerwünschten Reifendruck-Zustand erfolgt, wenn die Abweichungen der diagonalen Summen einen für alle Überwachungszy­ klen festgelegten Summengrenzwert überschreitet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radrotationsabhängi­ gen Größen gepulste Signale sind und für die Weg­ streckenzählung die Signalpulse gezählt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wegstreckenzählung die Halbwellen der ge­ pulsten Signale gezählt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Position eines einen uner­ wünschten Reifendruck aufweisenden Rades (A1r, A1l, A2r, A2l, A3r, A3l) durch Auswertung der Vorzeichen der miteinander verglichenen diagonalen Summen be­ stimmt wird.

8. Reifendrucküberwachungssystem, insbesondere nach ei­ nem der vorhergehender Ansprüche, für mit Antibloc­ kierschutzsystemen (ABS-Systemen) ausgerüstete Fahr­ zeuge, insbesondere Fahrzeuge mit mehr als zwei Ach­ sen, mit Radsensoren an den Rädern wenigstens einer Achse zur Erfassung von von der Radrotation abhängi­ gen Größen und mit einer ABS-Steuereinheit, die die ermittelten Größen miteinander verknüpft und hin­ sichtlich Änderung der Abrollradien der Räder unter Berücksichtigung fahrbetriebsbedingter Änderungen der Größen auswertet und ein Warnsignal erzeugt, wenn die durch Reifendruckabfall bewirkte Änderung der Größen einen vorgegeben Grenzwert überschreitet, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzlich oder alternativ zu rad­ rotationsabhängige Größen erfassenden Radsensoren (25, 26, 27, 28, 29, 30) des ABS-Systems (2) ein Rei­ fendruckmeßsystem (12) vorgesehen ist, das den Rei­ fenfülldruck der Räder wenigstens einer Achse (A1, A2, A3) mißt und ein Warnsignal erzeugt, wenn der ge­ messene Reifenfülldruck einen vorgegebenen Solldruck unterschreitet.

9. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die radrotationsabhängigen Größen die zurückgelegten Rad-Wegstrecken oder die Radrotationsgeschwindigkeiten sind.

10. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Reifendruckmeßsystem (12) intern im oder am Reifen oder extern am Fahrzeug angeordnete Radelektroniken (31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39) aufweist, die jeweils einen Drucksensor und eine HF-Sendestufe umfassen, welche die gemesse­ nen Druckwerte an eine Empfänger/Auswerteeinheit (42) überträgt, die die mitgeteilten Druckwerte mit vorge­ gebenen Sollwerten vergleicht und das Warnsignal er­ zeugt, wenn die Differenz zwischen gemessenen Druck­ wert und Sollwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.

11. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Rad sämtli­ cher Achsen (A1, A2, A3) Radsensoren (25, 26, 27, 28, 29, 30) des ABS-Systems und den Reifenfülldruck mes­ sende Radelektroniken (31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40) vorgesehen sind, wobei die Radrotations­ geschwindigkeiten oder Wegstrecken der einzelnen Rä­ der oder die Summen der Radrotationsgeschwindigkeiten oder Wegstrecken diagonal angeordneter Räder in der ABS-Steuereinheit (6) miteinander verglichen werden, die ein Warnsignal erzeugt, wenn die Differenz der miteinander verglichenen Wegstrecken oder Radrotati­ onsgeschwindigkeiten oder die Differenz der miteinan­ der verglichenen Summen der Radrotationsgeschwindig­ keiten oder Wegstrecken einen vorgegebenen Schwell­ wert überschreitet.

12. Reifendrucküberwachungssystem nach einem der Ansprü­ che 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahr­ zeugen mit (2 + n)-Achsen (n ≧ 1) den Reifenfülldruck messende Radelektroniken (31-40) für sämtliche Räder aller (2 + n)-Achsen (A1, A2, A3) und Radsensoren (25-30) des ABS-Systems (2) für die Räder sämtlicher (2 + n)-Achsen vorgesehen sind, wobei die ABS-Steuer­ einheit (6) die Summen der Radrotationsgeschwindig­ keiten oder Wegstrecken diagonal angeordneter Räder miteinander vergleicht und ein Warnsignal erzeugt, wenn die Differenz der Summen einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.

13. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit drei Achsen die Reifenfülldruck messenden Radelektroniken (34-40) für die Räder der zweiten und dritten Achse (A2, A3) und Radsensoren (25-28) des ABS-Systems an den Rädern der ersten und zweiten Achse (A1, A2) vor­ gesehen sind.

14. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit drei Achsen den Reifenfülldruck messende Radelektroniken (31, 32, 37, 38, 39, 40) für die Räder der ersten und dritten Achse (A1, A3) und Radsensoren (25, 26, 27, 28) an den Rädern der ersten und zweiten Achse (A1, A2) vorgesehen sind.

15. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit drei Achsen den Reifenfülldruck messende Radelektroniken (37, 38, 39, 40) für die Räder der dritten Achse (A3) und Radsensoren (25, 26, 27, 28) des ABS-Systems an den Rädern der ersten und zweiten Achse (A1, A2) vor­ gesehen sind.

16. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit drei Achsen den Reifenfülldruck messende Radelektroniken (31, 32) nur für die Räder der ersten Achse (Vorder- bzw. Lenkachse) (A1) und Radsensoren (25, 26, 27, 28, 29, 30) für die Räder sämtlicher Achsen (A1, A2, A3) vorgesehen sind.

17. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit drei Achsen den Reifenfülldruck messende Radelektroniken (31, 32, 33, 34, 35, 36) für die Räder der ersten und zweiten Achse (A1, A2) und Radsensoren (25-30) für die Räder sämtlicher Achsen (A1, A2, A3) vorgesehen sind.

18. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit drei Achsen den Reifenfülldruck messende Radelektroniken (31, 32, 37, 38, 39, 40) für die Räder der ersten und dritten Achse (A1, A3) und Radsensoren (25-30) für die Räder sämtlicher Achsen (A1, A2, A3) vorgesehen sind.

19. Reifendrucküberwachungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger/Auswerteeinheit (42) des Reifendruckmeßsy­ stems (12) in die ABS-Steuereinheit (6) integriert ist, welche die Auswertung der gemessenen Druckwerte übernimmt.

20. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 19, da­ durch gekennzeichnet, daß eine für das ABS-System (2) ggf. vorhandene CAN-Schnittstelle (8) auch für die Meßsignale des Reifendruckmeßsystems (12) verwendet wird.

21. Reifendrucküberwachungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von Zwillingsbereifung an Achsen (A2, A3) des Fahrzeugs den Reifenfülldruck messende Rad­ elektroniken für sämtliche Zwillingsräder der sen­ sierten Achsen vorgesehen sind.

22. Reifendrucküberwachungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radelektroniken (31-40) des Reifendruckmeßsystemes (12) jeweils mit einer eigenen Kennung versehen sind, die beim Senden der Meßdaten mit übertragen werden.