DE10157885A1

DE10157885A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Reifenluftdrucks

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Publication number: DE10157885A1
Application number: DE10157885A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Kamiya; Yukio Mori; Takaji Umeno; Hideki Ohashi; Yuichi Inoue; Takeyasu Taguchi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2002-10-02
Also published as: JP2002160512A; US20020095264A1; JP3657876B2; CA2363917C; CA2363917A1; US6711508B2

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen des Reifenluftdrucks mit hoher Genauigkeit aus einem Fahrzeugbetrieb bei niedrigen bis hohen Geschwindigkeiten und unabhängig von verschiedenen an dem Fahrzeug angebrachten Elementen bereitgestellt. Die Bestimmung des Reifenluftdrucks, basierend auf einer Resonanzfrequenz, die auf der Grundlage eines Radgeschwindigkeitssignals extrahiert wurde, welches von einem Radgeschwindigkeitssensor entsprechend einem jeweiligen Reifen ausgegeben wurde, und die Bestimmung des Reifenluftdrucks, basierend auf einem dynamischen Lastradius, der auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssignals abgeleitet wurde, werden dazu verwendet, selektiv in Übereinstimmung mit der Größe eines Varianzwerts der Resonanzfrequenz zu einer Vielzahl von Zeitpunkten umzuschalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen des Reifenluftdrucks, und bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen des Rei fenluftdrucks auf der Grundlage eines Radgeschwindigkeitssi gnals.

Bisher ist als eine Vorrichtung zum Abschätzen eines Reifen luftdruckzustands eine Technologie bekannt zum Abtasten einer Reifenresonanzfrequenz dadurch, daß das Radgeschwindigkeitssi gnal einschließlich der Frequenzkomponenten einer Reifenschwin gung in einem sich in Betrieb befindenden Fahrzeug einer Fre quenzanalyse unterzogen und der Reifenluftdruckzustand auf der Grundlage der Resonanzfrequenz erfaßt wird (vgl. beispielsweise die japanische Patentregistrierung Nr. 2,836,652 und derglei chen).

Die Resonanzfrequenz im Anwendungsbereich der Technologie zum Abschätzen des Luftdrucks auf diese Weise fällt im allgemeinen in einen Bereich von etwa 30 bis 50 Hz. Gemäß der Technologie besteht jedoch ein Nachteil darin, daß es zumindest eine Situa tion gibt, in der ein Reifenluftdruck in Abhängigkeit von der Umgebung, der das Fahrzeug wie nachstehend gezeigt ausgesetzt ist, nicht genau geschätzt werden kann.

Fig. 9A und 9B zeigen ein Beispiel eines Meßergebnisses eines Leistungsspektrumpegels in Bezug auf das Radgeschwindigkeitssi gnal. Ferner zeigt Fig. 9A ein Beispiel einer Situation, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit einer mittlere Geschwindigkeit von "a" km/h ist, und zeigt Fig. 9B ein Beispiel einer Situation, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit eine hohe Geschwindigkeit von "b" km/h ist. Wie durch die Zeichnungen gezeigt ist, ist in einem Bereich einer Resonanzfrequenz von etwa 30 bis 50 Hz dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig bzw. langsam ist (Fig. 9A), der Pegel des Leistungsspektrums (die Verstärkung bzw. der Gewinn) der Resonanzfrequenz (gekoppelte primäre Reso nanzfrequenz) hoch, so daß demgemäß die Resonanzfrequenz genau abgetastet werden kann. Jedoch ist dann, wenn die Fahrzeugge schwindigkeit hoch bzw. schnell ist (Fig. 9B), der Pegel des Leistungsspektrums der Resonanzfrequenz niedrig, so daß demge mäß die genaue Resonanzfrequenz nicht genau abgetastet werden kann. Dies wird durch den Umstand verursacht, daß dann, wenn sich das Fahrzeug in einem Bereich hoher Geschwindigkeit befin det, das Phänomen der Reifenschwingung bzw. Reifenvibration nur schwer auftritt.

Daher kann beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug in Bereichen niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit in einer städtischen Umgebung betrieben wird, der Reifenluftdruck in dem vorstehend beschriebenen Bereich der Resonanzfrequenz zwischen etwa 30 und 50 Hz mit hoher Genauigkeit geschätzt werden. Wenn jedoch das Fahrzeug in einem Bereich hoher Geschwindigkeit betrieben wird, nimmt der Pegel des Leistungsspektrums der Resonanzfrequenz ab und verschlechtert sich die Genauigkeit zur Abschätzung des Reifenluftdrucks.

Um diesem Nachteil Rechnung zu tragen, wird gemäß der in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift (JP-A) Nr. 9-2031 be schriebenen Technologie eine Technologie vorgeschlagen zum Ab schätzen eines Reifenluftdrucks mit hoher Genauigkeit und unab hängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit durch Abschätzen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage der Federkonstanten, die ei nen Index mit einer hohen Korrelation mit der Resonanzfrequenz dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit langsam ist, bildet, und Abschätzen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage eines dynami schen Reifenlastradius dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit schnell ist.

Gemäß der in der Druckschrift JP-A Nr. 9-2031 beschriebenen Technologie wird als Bedingung zum Umschalten zwischen den bei den Verfahren zum Abschätzen des Luftdrucks die Reisegeschwin digkeit des Fahrzeuges herangezogen. Allerdings ist die Schwel le zum Umschalten zwischen den Schätzverfahren in diesem Fall auf der Grundlage einer Analyse der Fahrzeuggeschwindigkeit dann, wenn das Niveau des Leistungsspektrums durch Versuche oder dergleichen gesenkt wurde, festgelegt. Zudem ist die Schwelle für jedes von verschiedenen Elementen des Fahrzeugs (insbesondere für den Reifentyp) festgelegt. Demgemäß besteht ein Nachteil darin, daß obwohl die Schätzgenauigkeit für ein Fahrzeug entsprechend verschiedenen Elementen, für die die ge eignete Schwelle vorbestimmt wurde, hoch ist, die Schätzgenau igkeit für andere Fahrzeuge niedrig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehenden Nachteil zu beseitigen und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Reifenluftdrucks mit höherer Genauigkeit aus einem Betrieb bei niedrigen bis hohen Geschwindigkeiten unabhängig von den an dem Fahrzeug angebrachten verschiedenen Elementen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrich tung zum Bestimmen eines Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs auf der Grundlage eines Reifengeschwindigkeitssignals, gekennzeich net durch:
eine Extraktionskomponente zum Extrahieren einer Resonanz frequenz oder einer Federkonstanten des Reifens auf der Grund lage eines Radgeschwindigkeitssignals einschließlich Frequenz komponenten der Schwingung des Reifens im Betrieb des Fahr zeugs;
eine erste Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Reifen luftdrucks auf der Grundlage der durch die Extraktionskomponen te extrahierten Resonanzfrequenz oder Federkonstanten des Rei fens;
eine Ableitkomponente zum Ableiten eines dynamischen Last radius des Reifens auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssi gnals;
eine zweite Schätzkomponente zum Schätzen des Reifenluft drucks auf der Grundlage des durch die Ableitkomponente abge leiteten dynamischen Lastradius; und
eine Umschaltkomponente zum selektiven Umschalten der Be stimmung des Luftdrucks durch die erste Bestimmungskomponente und die zweite Bestimmungskomponente in Übereinstimmung mit ei nem statistischen Wert auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu einer Vielzahl von Zeitpunkten.

Die Extraktionskomponente extrahiert die Resonanzfrequenz oder die Federkonstante des Reifens auf der Grundlage des die Fre quenzkomponenten des Reifens im Betrieb des Fahrzeugs ein schließenden Radgeschwindigkeitssignals. Der Reifenluftdruck wird durch die ersten Bestimmungskomponente auf der Grundlage der extrahierten Resonanzfrequenz oder der extrahierten Feder konstanten des Reifens bestimmt. Als Verfahren zum Bestimmen des Reifenluftdrucks durch die erste Bestimmungskomponente kön nen alle existierenden Verfahren angewandt werden, die in der Lage sind, den Reifenluftdruck auf der Grundlage der Resonanz frequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu bestimmen, beispielsweise die in früheren Veröffentlichungen wie zum Bei spiel den japanischen Patentregistrierungen Nr. 2,836,652, JP-A Nr. 9-2,031, JP-A Nr. 6-297,923 und JP-A Nr. 8-219,920 be schriebenen Schätz- bzw. Bestimmungsverfahren.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der dynamische Lastradius des Reifens auf der Grundlage des Radge schwindigkeitssignals durch die Ableitkomponente abgeleitet, und wird der Reifenluftdruck durch die zweite Bestimmungskompo nente auf der Grundlage des abgeleiteten dynamischen Lastradius bestimmt. Als Verfahren zum Bestimmen des Reifenluftdrucks durch die zweite Bestimmungskomponente können alle Bestimmungs verfahren angewandt werden, die in der Lage sind, den Reifen luftdruck auf der Grundlage des dynamischen Lastradius des Rei fens zu bestimmen, wie beispielsweise ein in der Druckschrift JP-A Nr. 9-2,031 beschriebenes Verfahren.

Ferner wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine selektive Umschaltung der Bestimmung des Luftdrucks durch die erste Bestimmungskomponente und die zweite Bestimmungskom ponente in Übereinstimmung mit dem auf der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens basierenden statistischen Wert zu jedem von einer Vielzahl von Zeitpunkten durchgeführt.

Das heißt, daß erfindungsgemäß bei der Bestimmung des Reifen luftdrucks durch selektives Umschalten auf eine Bestimmung durch die erste Bestimmungskomponente auf der Grundlage der Re sonanzfrequenz oder der Federkonstanten, die eine hohe Bestim mungsgenauigkeit dann hat, wenn das Fahrzeug bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten betrieben wird, und auf eine Be stimmung durch die zweite Bestimmungskomponente auf der Grund lage des dynamischen Lastradius, die eine hohe Bestimmungsge nauigkeit dann hat, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, unabhängig von der Fahrzeugreisegeschwindigkeit eine hohe Bestimmungsgenauigkeit erreicht wird. Als ein Parame ter für die Umschaltung wird der auf der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens im tatsächlichen Betrieb des Fahrzeugs basierende statistische Wert verwendet. Daher kann der Reifenluftdruck unabhängig von verschiedenen an dem Fahr zeug anzubringenden Elementen mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.

Auf diese Art und Weise werden in Übereinstimmung mit der Vor richtung zum Bestimmen des Reifenluftdrucks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Bestimmung des Luftdrucks durch die er ste Bestimmungskomponente auf der Grundlage der Resonanzfre quenz oder der Federkonstanten des Reifens und die Bestimmung des Luftdrucks durch die zweite Bestimmungskomponente auf der Grundlage des dynamischen Lastradius selektiv in Übereinstim mung mit dem statistischen Wert basierend auf der Resonanzfre quenz oder der Federkonstanten des Reifens zu jedem der Viel zahl von Zeitpunkten verwendet. Daher kann der Reifenluftdruck unabhängig von verschiedenen an dem Fahrzeug anzubringenden Elementen mit hoher Genauigkeit aus einem Betrieb bei niedrigen bis hohen Geschwindigkeiten bestimmt werden.

Vorteilhaft wird als der statistische Wert gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Varianzwert, ein Stan dardabweichungswert, ein Versatz oder eine Kurtosis der Reso nanzfrequenzen oder der Federkonstanten zu der Vielzahl von Zeitpunkten angewandt.

Fig. 10A und Fig. 10B zeigen ein Beispiel von Histogrammen von Resonanzfrequenzen zu einer Vielzahl von Zeitpunkten, die auf der Grundlage eines Radgeschwindigkeitssignals extrahiert wur den. Fig. 10A zeigt ein Beispiel eines Falls, in dem die Fahr zeuggeschwindigkeit eine mittlere Geschwindigkeit von "a" km/h ist, und Fig. 10B zeigt ein Beispiel eines Falls, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit eine hohe Geschwindigkeit von "b" km/h ist.

Wie durch Fig. 10A gezeigt ist, bildet das Histogramm der Reso nanzfrequenz dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die mittle re Geschwindigkeit von "a" km/h ist, im wesentlichen eine Form einer Normalverteilung aus, wobei ein Varianzwert der Resonanz frequenzen in diesem Fall "A" war. Demgegenüber bildet wie durch Fig. 10B gezeigt dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die hohe Geschwindigkeit von "b" km/h ist, das Histogramm einen unregelmäßigen Zustand aus, wobei ein Varianzwert der Resonanz frequenz in diesem Fall "B" war, welcher größer ist als der vorstehend erwähnte Wert "A". Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Federkonstante des Reifens ein Index mit einer hohen Korrelation mit bzw. zu der Resonanzfrequenz. Daher verhält sich ein Histogramm der Federkonstanten ähnlich zu dem Fall für die Resonanzfrequenz.

Daher kann durch selektives Umschalten zwischen der Bestimmung durch die erste Bestimmungskomponente und die zweite Bestim mungskomponente in Übereinstimmung mit dem auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssignal bereitgestellten Varianzwert der Resonanzfrequenz (der Federkonstanten) der Luftdruck mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.

Darüber hinaus kann ein Standardabweichungswert mit einer Kor relation mit dem Varianzwert ähnlich zu dem Fall des Varianz werts gehandhabt werden.

Ein Versatz (Bias; ein Grad der Verschiebung des Scheitels ei ner Normalverteilung wie durch Fig. 10A gezeigt nach links und/oder rechts) oder eine Kurtosis der Resonanzfrequenz (ein einzelner bzw. punktierter Grad des Normalverteilungszustands wie durch Fig. 10A gezeigt) kann ebenfalls als der Index zur Darstellung eines Genauigkeitsgrad der extrahierten Resonanz frequenz betrachtet werden. Daher sind auch der Versatz und die Kurtosis als Indizes zum selektiven Umschalten der Bestimmung durch die erste Bestimmungskomponente und die zweite Bestim mungskomponente anwendbar.

In Übereinstimmung mit einem zweiten bevorzugten Ausführungs beispiel der Erfindung wird die vorstehend angegebene Aufgabe auch gelöst durch eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Reifen luftdrucks eines Fahrzeugs auf der Grundlage eines Reifenge schwindigkeitssignals, gekennzeichnet durch:
eine Extraktionskomponente zum Extrahieren einer Resonanz frequenz oder einer Federkonstanten des Reifens auf der Grund lage eines Radgeschwindigkeitssignals einschließlich Frequenz komponenten der Schwingung des Reifens im Betrieb des Fahr zeugs;
eine erste Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Reifen luftdrucks auf der Grundlage der durch die Extraktionskomponen te extrahierten Resonanzfrequenz oder Federkonstanten des Rei fens;
eine Ableitkomponente zum Ableiten eines dynamischen Last radius des Reifens auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssi gnals;
eine zweite Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Rei fenluftdrucks auf der Grundlage des durch die Ableitkomponente abgeleiteten dynamischen Lastradius;
eine Radgeschwindigkeitsableitkomponente zum Ableiten ei ner Radgeschwindigkeit auf der Grundlage des Radgeschwindig keitssignals; und
eine Bestimmungsumschaltkomponente zum Umschalten von der Bestimmung des Reifenluftdrucks durch die erste Bestimmungskom ponente, wenn die durch die Radgeschwindigkeitsableitkomponente abgeleitete Radgeschwindigkeit kleiner ist als ein vorbestimm ter Wert, und Umschalten zu der Bestimmung des Reifenluftdrucks durch die zweite Bestimmungskomponente, wenn die Radgeschwin digkeit zumindest gleich dem vorbestimmten Wert ist; und
eine Festlegekomponente zum Festlegen des vorbestimmten Werts auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder der Federkon stanten des Reifens.

Die Resonanzfrequenz oder die Federkonstante des Reifens wird auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssignals einschließlich der Frequenzkomponenten der Schwingung des Reifens im Betrieb des Fahrzeugs extrahiert, und der Reifenluftdruck wird basie rend auf der extrahierten Resonanzfrequenz oder der extrahier ten Federkonstanten des Reifens bestimmt. Als ein Verfahren zum Bestimmen des Reifenluftdrucks durch die erste Bestimmungskom ponente können wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Er findung alle existierenden Verfahren angewandt werden, die in der Lage sind, den Reifenluftdruck auf der Grundlage der Reso nanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu bestimmen, wie beispielsweise die Bestimmungsverfahren, die in Veröffent lichungen wie beispielsweise den japanischen Patentregistrie rungen Nr. 2,836,652, JP-A Nr. 9-2,031, JP-A Nr. 6-297,923 und JP-A Nr. 8-219,920 beschrieben sind.

In Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der Er findung wird der dynamische Lastradius des Reifens auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssignals abgeleitet. Der Rei fenluftdruck wird durch die zweite Bestimmungskomponente auf der Grundlage des abgeleiteten dynamischen Lastradius bestimmt. Darüber hinaus können als Verfahren zum Bestimmen des Reifen luftdrucks durch die zweite Bestimmungskomponente alle existie renden Verfahren angewandt werden, die in der Lage sind, den Reifenluftdruck auf der Grundlage des dynamischen Lastradius des Reifens zu bestimmen, wie beispielsweise ein in der Druck schrift JP-A Nr. 9-2,031 beschriebenes Bestimmungsverfahren.

Ferner wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Radgeschwindigkeit durch die Radgeschwindigkeitsableitkom ponente auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssignals abge leitet. Unter Verwendung der Bestimmungsumschaltkomponente wird der Betriebsablauf auf die Bestimmung des Reifenluftdrucks durch die erste Bestimmungskomponente umgeschaltet, wenn die abgeleitete Radgeschwindigkeit kleiner ist als der vorbestimmte Wert. Der Betriebsablauf wird auf die Bestimmung des Reifen luftdruck durch die zweite Bestimmungskomponente umgeschaltet, wenn die Radgeschwindigkeit zumindest gleich dem vorbestimmten Wert ist.

Das heißt, daß erfindungsgemäß bei der Bestimmung des Reifen luftdrucks durch selektives Umschalten der Bestimmung basierend auf der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten durch die er ste Bestimmungskomponente mit hoher Bestimmungsgenauigkeit dann, wenn das Fahrzeug bei geringen bis mittleren Geschwindig keiten betrieben wird, und der Bestimmung basierend auf dem dy namischen Lastradius durch die zweite Bestimmungskomponente mit hoher Bestimmungsgenauigkeit dann, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, unabhängig von der Fahrzeugrei segeschwindigkeit eine hohe Bestimmungsgenauigkeit erreicht wird.

Hierbei wird erfindungsgemäß durch die Festlegekomponente bzw. Schwellenschaltung der vorbestimmte Wert für eine Schwellenum schaltung auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder der Fe derkonstanten des Reifens im tatsächlichen Betrieb des Fahr zeugs festgelegt. Dadurch kann der Reifenluftdruck unabhängig von verschiedenen an dem Fahrzeug angebrachten Elementen mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.

Auf diese Art und Weise wird in Übereinstimmung mit der Vor richtung zum Bestimmen des Reifenluftdrucks gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Betriebsablauf auf die Bestimmung des Reifenluftdrucks durch die erste Bestimmungskom ponente zum Bestimmen des Reifenluftdrucks basierend auf der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens umge schaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der vorbestimmte Wert; und wird der Betriebsablauf auf die Bestim mung des Reifenluftdrucks durch die zweite Bestimmungskomponen te zum Bestimmen des Reifenluftdrucks basierend auf dem dynami schen Lastradius umgeschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zumindest gleich dem vorbestimmten Wert ist. Der vorbestimmte Wert wird auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder der Fe derkonstanten des Reifens festgelegt, so daß demgemäß der Rei fenluftdruck unabhängig von verschiedenen an dem Fahrzeug ange brachten Elementen von niedrigen bis hohen Geschwindigkeiten mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.

Es wird bevorzugt, daß die Festlegekomponente gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung den vorbestimmten Wert in Übereinstimmung mit einem statistischen Wert basierend auf der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu jedem von einer Vielzahl von Zeitpunkten festlegt. In diesem Fall ist aus ähnlichen Gründen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung als der statistische Wert ein Varianzwert, ein Standardabweichungswert, ein Versatz oder eine Kurtosis der Re sonanzfrequenz oder der Federkonstanten zu jedem der Vielzahl von Zeitpunkten anwendbar.

In Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die vorstehend angegebene Aufgabe auch gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Reifenluftdrucks, ge kennzeichnet durch die Schritte:

a) Extrahieren einer Resonanzfrequenz oder einer Feder konstanten des Reifens auf der Grundlage eines Radgeschwindig keitssignals einschließlich Frequenzkomponenten von Schwingun gen eines Reifens bei Betrieb eines Fahrzeugs;
b) Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage der extrahierten Resonanzfrequenz oder Federkonstanten des Reifens;
c) Ableiten eines dynamischen Lastradius des Reifens auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssignals;
d) Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage des abgeleiteten dynamischen Lastradius; und
e) selektives Umschalten der Bestimmung des Luftdrucks durch Schritt (b) und einer Bestimmung des Luftdrucks unter Verwendung der Schritte zum Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz oder einer Federkonstan ten, und des dynamischen Lastradius, in Übereinstimmung mit ei nem statistischen Wert basierend auf der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu einer Vielzahl von Zeitpunk ten.

In Übereinstimmung mit einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die vorstehend angegebene Aufgabe auch gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Reifenluftdrucks, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Extrahieren einer Resonanzfrequenz oder einer Feder konstanten des Reifens auf der Grundlage eines Radgeschwindig keitssignals einschließlich Frequenzkomponenten von Schwingun gen des Reifens bei Betrieb eines Fahrzeugs;
b) Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage der extrahierten Resonanzfrequenz oder Federkonstanten des Reifens;
c) Ableiten eines dynamischen Lastradius des Reifens auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssignals;
d) Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage des abgeleiteten dynamischen Lastradius;
e) Ableiten einer Radgeschwindigkeit auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssignals;
f) Umschalten von der Bestimmung des Reifenluftdrucks durch den Schritt zum Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder des Federkonstantenwerts, wenn die abgeleitete Radgeschwindigkeit kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, und zu der Bestimmung des Reifenluftdrucks durch den Schritt zum Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage des dynamischen Lastradius, wenn die Radgeschwindig keit zumindest gleich dem vorbestimmten Wert ist; und
g) Festlegen des vorbestimmten Werts auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungs beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine Reifenluftdruckbestimmungs vorrichtung 10 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbei spiel zeigt;

Fig. 2A und 2B Ablaufdiagramme, die einen Ablauf zur Verarbei tung in einem Reifenluftdruckbestimmungs-Verarbeitungsprogramm zeigen, das durch die Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf zur Verarbeitung eines Resonanzfrequenz-Betriebsablaufverarbeitungsprogramms zeigt, das während der Ausführung des Reifenluftdruckbestim mungs-Verarbeitungsprogramms ausgeführt wird;

Fig. 4 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz und dem Luftdruck zeigt;

Fig. 5A und 5B Diagramme, die zur Erklärung einer anderen Be triebsart des ersten Ausführungsbeispiels bereitgestellt sind;

Fig. 6A und 6B Ablaufdiagramme, die einen Ablauf zur Verarbei tung eines Reifenluftdruckbestimmungs-Verarbeitungsprogramms zeigen, das durch die Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;

Fig. 7A und 7B Ablaufdiagramme, die einen Ablauf zur Verarbei tung eines Reifenluftdruckbestimmungs-Verarbeitungsprogramms zeigen, das durch die Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;

Fig. 8 eine Tabelle, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen einem Varianzwert und einer vorbestimmten Schwelle Vth zeigt;

Fig. 9A ein Diagramm, das ein Beispiel eines Meßwerts eines Leistungsspektrumpegels in Bezug auf ein Radgeschwindigkeitssi gnal zeigt, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit eine mittlere Ge schwindigkeit von "a" km/h ist;

Fig. 9B ein Diagramm, das ein Beispiel eines Meßwerts eines Leistungsspektrumpegels in Bezug auf ein Radgeschwindigkeitssi gnal zeigt, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit eine hohe Ge schwindigkeit von "b" km/h ist;

Fig. 10A ein zur Erklärung des Prinzips der Erfindung bereitge stelltes Histogramm einer Resonanzfrequenz, wobei die Fahrzeug geschwindigkeit eine mittlere Geschwindigkeit von "a" km/h ist; und

Fig. 10B ein zur Erklärung des Prinzips der Erfindung bereitge stelltes Histogramm einer Resonanzfrequenz, wobei die Fahrzeug geschwindigkeit eine hohe Geschwindigkeit von "b" km/h ist.

Erstes Ausführungsbeispiel

Nachstehend wird eine Betriebsart eines ersten bevorzugten Aus führungsbeispiels erklärt. Fig. 1 zeigt eine Reifenluftdruckbe stimmungsvorrichtung 10 gemäß einem ersten Gesichtspunkt.

Wie durch die Zeichnung gezeigt ist, umfaßt die Reifenluft druckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem ersten Gesichtspunkt eine elektronische Steuereinrichtung (nachstehend in Kurzform als "ECU" bezeichnet) 12, die den gesamten Betrieb der Reifen luftdruckbestimmungsvorrichtung 10 steuert, eine Warneinrich tung 14 zum Bereitstellen eines Alarms gesteuert durch die ECU 12, und Raddrehzahl- bzw. Radgeschwindigkeitssensoren 16A bis 16D, die jeweils in Entsprechung zu Rotoren 18A bis 18D bereit gestellt sind, welche wiederum jeweils für Reifen 20A bis 20D eines Fahrzeugs bereitgestellt sind.

Die einzelnen Rotoren 18A bis 18D beinhalten magnetische Körper mit einer kreisförmigen Scheibenform, die koaxial an nicht dar gestellten, jeweils den Reifen 20A bis 20D entsprechenden Dreh wellen angebracht sind. Ferner beinhalten die Radgeschwindig keitssensoren 16A bis 16D Meß- bzw. Aufnahmespulen, die in der Nähe der jeweils entsprechenden Reifen 20A bis 20D mit einem vorbestimmtem Abstand zu diesen angebracht sind und Wechsel stromsignale mit Perioden in Übereinstimmung mit Drehzahlen der Rotoren 18A bis 18D, d. h. der Reifen 20A bis 20D, ausgeben.

Ferner sind Ausgangsanschlüsse der Fahrzeuggeschwindigkeitssen soren 16A bis 16D zum Ausgeben der Wechselstromsignale mit der ECU 12 verbunden. Die ECU 12 beinhaltet einen Mikrocomputer, der eine CPU, ein ROM, ein RAM und dergleichen sowie eine Si gnalformerschaltung umfaßt. Die ECU 12 führt eine vorbestimmte Verarbeitung einschließlich einer Signalverlaufformung bzw. -erzeugung auf der Grundlage der von den jeweiligen Radge schwindigkeitssensoren 16A bis 16D zugeführten Wechselstromsi gnale aus. Ferner steuert die ECU 12 die Ausgabe einer Warnung durch die Warneinrichtung 14 in Übereinstimmung mit Ergebnissen der Verarbeitung.

Nachstehend wird der Betriebsablauf der Reifenluftdruckbestim mungsvorrichtung 10 gemäß dem ersten Gesichtspunkt unter Bezug nahme auf Fig. 2A und 2B erklärt. Ferner sind Fig. 2A und 2B Ablaufdiagramme, die den Ablauf eines von der CPU der ECU 12 in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt ausgeführten Reifen luftdruckbestimmungs-Verarbeitungsprogramms zeigen, wobei das Programm zuvor in dem ROM der ECU 12 gespeichert wurde. Darüber hinaus führt die ECU 12 eine vergleichbare Verarbeitung für die jeweiligen Reifen 20A bis 20D aus, so daß daher eine Erklärung nur für die Verarbeitung für den Reifen 20A gegeben wird.

Zunächst wird in Schritt 100 eine Resonanzfrequenzbetriebsab laufverarbeitung ausgeführt, um eine auf der Raddrehzahl bzw. der Radgeschwindigkeit basierende Resonanzfrequenz auf der Grundlage des von dem Radgeschwindigkeitssensor 16A zugeführten Wechselstromsignals abzuleiten. Nachstehend wird eine Erklärung der Resonanzfrequenzbetriebsablaufverarbeitung unter Bezugnahme auf Fig. 3 gegeben. In dieser Hinsicht ist Fig. 3 ein Ablauf diagramm, das den Ablauf zur Verarbeitung eines Resonanzfre quenzbetriebsablauf-Verarbeitungsprogramms zum Ausführen der Resonanzfrequenzbetriebsablaufverarbeitung zeigt. Dieses Pro gramm wurde ebenfalls zuvor in dem ROM der ECU 12 gespeichert.

Zunächst wird in Schritt 200, einer Anfangseinstellung, 0 (Null) für eine Variable N substituiert, die eine Anzahl von Betriebsabläufen einer noch zu beschreibenden FFT (Fast Fou rier-Transformation) repräsentiert. In dem nächstem Schritt 102 wird das von dem Radgeschwindigkeitssensor 16A ausgegebene Wechselstromsignal einer Signalverlaufformung so unterzogen, daß es einem Impulssignal entspricht. Danach wird eine Radge schwindigkeit V auf der Grundlage des Zeitintervalls zwischen Impulsen berechnet. Die Radgeschwindigkeit V schließt normaler weise eine Anzahl hoher Frequenzkomponenten ein, die Frequenz komponenten von Reifenschwingungen beinhalten.

In dem nächstem Schritt 208 wird ein Frequenzanalyse (FFT)- Betriebsablauf für die in Schritt 202 berechnete Fahrzeugge schwindigkeit V ausgeführt. In dem nächstem Schritt 210 wird die Variable N um 1 inkrementiert.

Unterdessen resultiert dann, wenn die FFT-Operation für eine durch den tatsächlichen Betrieb eines Fahrzeug auf einer allge meinen Straße gelieferte Radgeschwindigkeit ausgeführt wird, normalerweise eine sehr zufällige Charakteristik. Dies ist des halb so, weil Größen und Höhen sehr kleiner Ausnehmungen und Vorsprünge, die auf der Fahrbahnoberfläche vorhanden sind, ziemlich unregelmäßig sind. Infolgedessen ändert sich die Fre quenzcharakteristik bzw. -kennlinie jeweils für die Radge schwindigkeit jeweils in Übereinstimmung mit diesen Daten. Da her wird in Übereinstimmung mit diesem Gesichtspunkt, und um die Änderung der Frequenzcharakteristik so weit als möglich zu reduzieren, nach der Berechnung von Mittelwerten für Ergebnisse der FFT-Operation zu einer Vielzahl von Zeiten eine Bewegungs mittelwertverarbeitung ausgeführt.

Daher wird in dem nächsten Schritt 212 ermittelt, ob ein Wert der die Anzahl bzw. die Häufigkeit der FFT-Operationen in Schritt 208 repräsentierenden Variablen N eine vorbestimmte An zahl n0 erreicht. Wenn der Wert die vorbestimmte Anzahl nicht erreicht (d. h. eine verneinende Ermittlung in Schritt 212 vor liegt), kehrt der Betriebsablauf zu Schritt 202 zurück. Demge genüber schreitet zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert die vor bestimmte Anzahl erreicht (Zeitpunkt entsprechend einer beja henden Ermittlung in Schritt 212), der Betriebsablauf zu Schritt 214 fort und wird die Bewegungsmittelwertverarbeitung ausgeführt. Gemäß der Bewegungsmittelwertverarbeitung werden ein Mittelwert von Ergebnissen der FFT-Operation zu einer Viel zahl von Zeiten und ein Mittelwert von Verstärkungen der jewei ligen Frequenzkomponenten berechnet. Durch diese Mittelwertver arbeitung kann die Änderung bzw. Schwankung der Ergebnisse der FFT-Operation, die durch die Straßenoberfläche erzeugt wird, reduziert werden.

Ferner wird in dem nächsten Schritt 216 die nachstehend gezeig te Bewegungsmittelwertverarbeitung ausgeführt. Die Bewegungs mittelwertverarbeitung gemäß diesem Gesichtspunkt wird durch Berechnen einer n-ten Frequenzverstärkung Y_n unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (1) ausgeführt:

Y_n = (y_n+1 + Y_n-1)/2 (1)

Das heißt, daß gemäß der Bewegungsmittelwertverarbeitung die n-te Frequenzverstärkung Yn als ein Mittelwert einer (n+1)-ten Verstärkung y_n+1 in dem vorangehenden Berechnungsergebnis und einer (n-1)-ten Frequenzverstärkung Y_n-1, die bereits berechnet worden ist, definiert ist. Die Bewegungsmittelwertverarbeitung resultiert in einem Signalverlauf, in dem sich das Ergebnis der FFT-Operation sanft ändert.

In dem nächstem Schritt 218 wird basierend auf dem durch die Bewegungsmittelwertverarbeitung geglätteten Ergebnis der FFT- Operation eine Resonanzfrequenz f für die Vorwärts- und die Rückwärtsrichtung zwischen bzw. unter den Fahrzeugfedern be rechnet. Danach wird die Resonanzfrequenzbetriebsablaufverar beitung beendet. Ferner wird in diesem Fall die Resonanzfre quenz f in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung unter den Fahrzeugfedern durch Berechnen der Resonanzfrequenz in einem Frequenzbereich von etwa 30 bis 50 Hz bereitgestellt.

Das Prinzip, das es ermöglicht, die Resonanzfrequenz f auf der Grundlage des Ergebnisses der Analyse der Frequenz des durch den Radgeschwindigkeitssensor erfaßten Signals abzuleiten, ist wie in der japanischen Patentregistrierung Nr. 2836652 be schrieben gut bekannt. Daher wird eine Erklärung desselben an dieser Stelle weggelassen.

Wenn die Resonanzfrequenzbetriebsablaufverarbeitung beendet ist, schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 102 von Fig. 2A und 2B fort. Im Einzelnen wird die von der Resonanzfrequenzbe triebsablaufverarbeitung in Schritt 100 berechnete Resonanzfre quenz in dem RAM der ECU 12 gespeichert und in dem nächsten Schritt 104 der Wert der Variablen n um 1 inkrementiert. Ferner repräsentiert die Variable n die Anzahl von Iterationen zum Be rechnen der Resonanzfrequenz und ist auf 0 (Null) gesetzt, wenn die Reifenluftdruckbestimmungsverarbeitung durch die Reifen luftdruckbestimmungsvorrichtung 10 zum ersten Mal ausgeführt wird.

In dem nächsten Schritt 106 wird ermittelt, ob der Wert der Va riablen n gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert NX ist. Wenn der Wert nicht gleich dem oder größer als der vor bestimmte Wert NX ist (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung in Schritt 106), endet die Reifenluftdruckbestimmungsverarbei tung, ohne danach eine Verarbeitung auszuführen. Wenn der Wert gleich dem oder größer als der vorbestimmte Wert NX (d. h. bei einer bejahenden Ermittlung in Schritt 106), schreitet der Be triebsablauf zu Schritt 108 fort.

In Schritt 108 wird 0 für die Variable n substituiert, und in dem nächsten Schritt 110 wird ein Quadrat einer Varianz der Re sonanzfrequenzen f_i (i = 1, 2, . . ., NX), die bis zu dieser Zeit in dem RAM der ECU 12 akkumuliert wurden, unter Verwendung der nachstehend gezeigten Formel (2) berechnet:

worin

der Mittelwert der Resonanzfrequenz f_i ist.

In dem nächsten Schritt 112 wird ermittelt, ob das Quadrat des in Schritt 110 berechneten Varianzwerts kleiner ist als ein vorbestimmter Wert S. Wenn das Quadrat der Varianz kleiner ist als der vorbestimmte Wert S (d. h. bei einer bejahenden Ermitt lung), schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 114 fort und wird der Luftdruck P aus dem mittleren Wert f_AVE der in Schritt 119 berechneten Resonanzfrequenz und in Übereinstimmung mit der in Fig. 4 gezeigten Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz und dem Luftdruck bestimmt. Ferner wird die Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz und dem Luftdruck in dem ROM der ECU 12 oder dergleichen in Form einer Tabelle gespeichert.

Unterdessen schreitet dann, wenn in Schritt 112 ermittelt wird, daß das Quadrat des Varianzwerts nicht kleiner ist als der vor bestimmte Wert S (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung), der Betriebsablauf zu Schritt 116 fort, wird der dynamische Lastra dius auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit aus den von den jeweiligen Radgeschwindigkeitssensoren 16A bis 16D zu dieser Zeit ausgegebenen Wechselstromsignalen berechnet, und wird der Luftdruck P auf der Grundlage des berechneten dynamischen Last radius bestimmt.

Das heißt, daß zunächst die jeweils von den Radgeschwindig keitssensoren 16A bis 16D ausgegebenen Wechselstromsignale der Signalformung unterzogen werden, um dadurch Impulssignale zu erzeugen. Danach werden auf der Grundlage des Zeitintervalls zwischen den Impulsen die Radgeschwindigkeiten der jeweiligen Räder bzw. Reifen ermittelt. Danach wird ein Mittelwert VAVE der jeweiligen Radgeschwindigkeiten berechnet.

Sodann wird der Luftdruck P auf der Grundlage der berechneten Radgeschwindigkeit V_AVE berechnet:

P = (V_AVE/V) × P_ni (3)

Hier gibt "V" die Radgeschwindigkeit des Reifens 20A auf der Grundlage des von dem Radgeschwindigkeitssensor 16A zu dieser Zeit ausgegebenen Wechselstromsignals an, und gibt "P_ni" einen konstanten Standardreifendruck an.

Ferner gibt in Gleichung (3) der Ausdruck V_AVE/V ein Verhältnis gleich dem Verhältnis des dynamischen Lastradius für den Reifen an.

In dem nächsten Schritt 118 wird ermittelt, ob der durch entwe der den Schritt 114 oder 116 bestimmte Wert des Luftdrucks P kleiner ist als eine vorbestimmte Schwelle Pt. Wenn der Wert kleiner ist als die vorbestimmte Schwelle Pt (d. h. bei einer bejahenden Ermittlung), schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 120 fort und wird ein Steuersignal zum Betrieb der Warneinrich tung 14 ausgegeben. Nach der Ausgabe eines Alarms, der einem Passagier des Fahrzeuges anzeigt, daß der Reifenluftdruck ab normal ist, wird die Reifenluftdruckbestimmungsverarbeitung be endet. Wenn der Wert nicht kleiner ist als die vorbestimmte Schwelle Pt (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung), wird er mittelt, daß der Reifenluftdruck normal ist, und wird die Rei fenluftdruckbestimmungsverarbeitung beendet, ohne die Verarbei tung des Schritts 120 auszuführen.

Die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 100 in der Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 entspricht ei ner Extraktionskomponente gemäß der Erfindung; die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 114 entspricht ei ner ersten Bestimmungskomponente gemäß der Erfindung; die Kom ponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 116 ent spricht einer Ableitkomponente gemäß der Erfindung; und eine zweite Bestimmungskomponente gemäß der Erfindung und die Kompo nente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 112 entspre chen einer Umschaltkomponente gemäß der Erfindung.

Wie vorstehend im Einzelnen erklärt wurde, werden bei der Rei fenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel die Bestimmung des Reifenluftdrucks auf der Grundlage der Resonanzfrequenz und die Bestimmung des Reifen luftdrucks auf der Grundlage des dynamischen Lastradius für die selektive Umschaltung in Übereinstimmung mit dem Varianzwert der Resonanzfrequenzen zu einer Vielzahl von Zeitpunkten ange wandt. Daher kann der Reifenluftdruck unabhängig von den ver schiedenen an einem Fahrzeug angebrachten Elementen mit hoher Genauigkeit aus einem Betrieb bei niedrigen bis hohen Geschwin digkeiten bestimmt werden.

Ferner ist, obwohl in Übereinstimmung mit dem ersten Ausfüh rungsbeispiel eine Erklärung zur Anwendung des Varianzwerts ei ner Vielzahl der Resonanzfrequenzen als einen statistischen Wert gegeben wurde, die Erfindung nicht darauf beschränkt. Bei spielsweise kann ein alternatives Ausführungsbeispiel vorlie gen, in dem ein Versatz bzw. Bias oder eine Kurtosis bzw. Exzeß oder Wölbung als der statistische Wert einer Vielzahl von Reso nanzfrequenzen angewandt wird.

Hierbei ist der Versatz ein Maß gemäß einer Verschiebungsgröße aus einer Normalverteilung in einem Histogramm der Resonanzfre quenz, wie durch Fig. 5A gezeigt ist. Die Kurtosis ist ein ein zelner bzw. punktierter Grad der Normalverteilung in dem Histo gramm der Resonanzfrequenz, wie durch Fig. 5B gezeigt ist. In diesem Fall kann eine Wirkung ähnlich zu der des ersten bevor zugten Ausführungsbeispiels erreicht werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

Nachstehend wird ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel erklärt. In dieser Hinsicht ist der physische Aufbau der Rei fenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel ähnlich zu dem der Reifenluftdruckbestimmungsvor richtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 1). Daher wird eine Erklärung desselben an dieser Stelle weggelas sen.

Anstelle dessen wird eine Erklärung des Betriebsablaufs der Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem zweiten Aus führungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 6A und 6B gegeben. Fig. 6A und 6B sind Ablaufdiagramme, die den Ablauf eines Rei fenluftdruckbestimmungs-Verarbeitungsprogramms zeigen, das durch die CPU der ECU 12 in vorbestimmten Zeitintervallen wie derholt ausgeführt wird, wobei das Programm zuvor in dem ROM der ECU 12 gespeichert wurde. Da die ECU 12 eine vergleichbare Verarbeitung für jeden der Reifen 20A bis 20D ausführt, wird hier eine Erklärung nur der Verarbeitung für den Reifen 20A ge geben.

Zunächst wird in Schritt 300 das von dem Fahrzeug- bzw. Radge schwindigkeitssensor 16A ausgegebene Wechselstromsignal einer Signalverlaufformung unterzogen, um dadurch Impulssignale zu erzeugen, und danach wird auf der Grundlage des Zeitintervalls zwischen den Impulsen die Radgeschwindigkeit V berechnet.

Die Fahrzeuggeschwindigkeit V beinhaltet normalerweise eine An zahl hoher Frequenzkomponenten einschließlich Frequenzkomponen ten von Schwingungen des Reifens.

In dem nächsten Schritt 302 wird eine mittlere Radgeschwindig keit Vav berechnet, welche ein Mittelwert der Fahrzeuggeschwin digkeiten V ist, die in Schritt 300 bis zu dieser Zeit berech net wurden. In dem nächsten Schritt 304 wird eine Resonanzfre quenzbetriebsablaufverarbeitung ähnlich zu der Resonanzfre quenzbetriebsablaufverarbeitung gemäß dem ersten Ausführungs beispiel (vgl. Fig. 3) ausgeführt. In dem nächsten Schritt 306 wird ähnlich zu dem Schritt 114 des Reifenluftdruckbestimmungs- Verarbeitungsprogramms gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 2A und 2B) der Luftdruck P des Reifens auf der Grundlage der durch den Schritt S304 bereitgestellten Resonanz frequenz bestimmt.

In dem nächsten Schritt 308 wird ermittelt, ob die in Schritt 300 berechnete Radgeschwindigkeit V gleich der oder größer als die Schwelle Vth ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich der oder größer als die Schwelle Vth ist (d. h. bei einer beja henden Ermittlung), schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 310 fort und wird ähnlich zu dem Schritt 116 des Reifenluftdruckbe stimmungs-Verarbeitungsprogramms gemäß dem ersten Ausführungs beispiel der Luftdruck auf der Grundlage des dynamischen Last radius des Reifens bestimmt. Danach schreitet der Betriebsab lauf zu Schritt 326 fort, und wenn die Radgeschwindigkeit V nicht gleich der oder größer als die Schwelle Vth ist (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung), schreitet der Betriebsab lauf zu Schritt 312 fort, ohne die Verarbeitung des Schritts 310 auszuführen. Hinsichtlich der vorbestimmten Schwelle Vth zu Beginn der Verarbeitung ist die anwendbare Radgeschwindigkeit in Entsprechung zu der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Reso nanzfrequenz in dem Frequenzbereich von etwa 30 bis 50 Hz in dem spektralen Leistungspegel des Fahrzeuggeschwindigkeitssi gnals in einem Fahrzeug mit verschiedenen, durch Experimente oder Computersimulationen bereitgestellten Standardelementen schwierig zu erfassen.

In Schritt 312 wird ermittelt, ob die Anzahl der Bestimmungen des Luftdrucks P (hier die Anzahl Bestimmungen des Luftdrucks P über die Resonanzfrequenz) den vorbestimmten Wert NX über schreitet. Wenn die Anzahl den vorbestimmten Wert nicht über schreitet (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung), kehrt der Betriebsablauf zu Schritt 300 zurück. Zu einem Zeitpunkt, zu dem die Zahl den vorbestimmten Wert überschreitet (dem Zeit punkt einer bejahenden Ermittlung), schreitet der Betriebsab lauf zu Schritt 314 fort.

Durch iterative Verarbeitung der Schritte 300 bis 312 werden NX Teile der Resonanzfrequenzen und die mittlere Radgeschwindig keit Vav, die den während des Zeitraums der iterativen Verar beitung berechneten Mittelwert der Radgeschwindigkeit V umfaßt, bereitgestellt.

Der durch den dynamischen Lastradius bestimmte Luftdruck P wird zu einem Zeitpunkt bereitgestellt, zu dem die iterative Verar beitung beendet worden ist und zu dem die letzte berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich der oder größer als die vorbe stimmte Schwelle Vth ist. Der durch die Resonanzfrequenz be stimmte Luftdruck P wird bereitgestellt, wenn die zuletzt be rechnete Radgeschwindigkeit V kleiner ist als die vorbestimmte Schwelle Vth.

In Schritt 314 wird ein Varianzwert von NX Teilen der Resonanz frequenzen ähnlich zu Schritt 110 des Reifenluftdruckbestim mung-Verarbeitungsprogramms gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel berechnet.

In dem nächsten Schritt 316 wird ermittelt, ob der in Schritt 314 berechnete Varianzwert kleiner ist als ein vorbestimmter Wert S. Wenn der Varianzwert kleiner ist als der vorbestimmte Wert S (d. h. bei einer bejahenden Ermittlung), schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 318 fort und wird ermittelt, ob die vorbestimmte Schwelle Vth gleich der oder kleiner als die mitt lere Radgeschwindigkeit Vav ist. In dem Fall einer bejahenden Ermittlung schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 320 fort und wird die vorbestimmte Schwelle Vth durch die mittlere Radge schwindigkeit Vav ersetzt. Danach schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 326 fort. In dem Fall einer negativen Bestimmung schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 326 fort, ohne die Ver arbeitung von Schritt 320 auszuführen.

Unterdessen schreitet dann, wenn in Schritt 316 ermittelt wird, daß der Varianzwert nicht kleiner ist als der vorbestimmte Wert 5 (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung), der Betriebsablauf zu Schritt 322 fort, in dem ermittelt wird, ob die Schwelle Vth gleich der oder größer als die mittlere Radgeschwindigkeit Vav ist. In dem Fall einer bejahenden Ermittlung schreitet der Be triebsablauf zu Schritt 324 fort, in dem die vorbestimmte Schwelle Vth durch einen Wert ersetzt wird, der durch Subtra hieren eines vorbestimmten Versatz- bzw. Offsetwerts Vof von der mittleren Radgeschwindigkeit Vav erzeugt wird. Danach schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 326 fort. In dem Fall einer negativen Ermittlung schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 326 fort, ohne die Verarbeitung von Schritt 324 auszu führen.

Das heißt, daß in dem Fall, in dem der Varianzwert kleiner als der vorbestimmte Wert S ist und die vorbestimmte Schwelle Vth die mittlere Radgeschwindigkeit Vav ist, davon ausgegangen wird, daß die Genauigkeit für die Bestimmung des Luftdrucks über die Resonanzfrequenz größer ist und die vorbestimmte Schwelle Vth durch die mittlere Radgeschwindigkeit Vav ersetzt ist. Dadurch kann die vorbestimmte Schwelle Vth auf ein höheren Wert als zuvor erhöht werden. Infolgedessen erlaubt der Be triebsablauf auf einfache Art und Weise eine Bestimmung des Luftdrucks auf der Grundlage der Resonanzfrequenz.

Unterdessen wird dann, wenn der Varianzwert der vorbestimmte Wert S ist und wenn die vorbestimmte Schwelle Vth die mittlere Radgeschwindigkeit Vav ist, davon ausgegangen, daß die Genauig keit zur Bestimmung des Luftdrucks über den dynamischen Lastra dius größer als diejenige über die Resonanzfrequenz ist und die bestimmte Schwelle Vth durch den durch Subtrahieren des vorbe stimmten Offsetwerts Vof von der mittleren Radgeschwindigkeit Vav erzeugten Wert ersetzt ist. Dadurch kann die vorbestimmte Schwelle Vth auf einen niedrigeren Wert als zuvor verringert werden. Infolgedessen erlaubt der Betriebsablauf auf einfache Art und Weise eine Bestimmung des Luftdrucks über den dynami schen Lastradius. Als der vorbestimmte Offsetwert Vof ist ein fester Wert oder ein Wert in Übereinstimmung mit dem Varianz wert anwendbar. Wenn der Wert in Übereinstimmung mit dem Vari anzwert angewandt wird, ist eine Betriebsart anwendbar, in der der für den vorbestimmten Offsetwert Vof bereitgestellte Wert mit zunehmendem Varianzwert größer wird.

In Schritt 326 wird ermittelt, ob der entweder durch Schritt 306 oder Schritt 310 bestimmte Wert des Luftdrucks P kleiner ist als die vorbestimmte Schwelle Pt. Wenn der Wert kleiner ist als die vorbestimmte Schwelle Pt (d. h. bei einer bejahenden Ermittlung), schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 328 fort, wird ein Steuersignal für den Betrieb der Warneinrichtung 14 ausgegeben, um einen Alarm auszusenden, der einem Passagier des Fahrzeugs anzeigt, daß der Reifenluftdruck abnormal ist, und wird die Reifenluftdruckbestimmungsverarbeitung beendet. Wenn der Wert nicht kleiner ist als die vorbestimmte Schwelle Pt (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung), wird davon ausgegan gen, daß der Reifenluftdruck normal ist, und endet die Reifen luftdruckbestimmungsverarbeitung, ohne die Verarbeitung des Schritts 328 auszuführen.

Bei der Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 304 ei ner Extraktionskomponente gemäß der Erfindung; entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 306 der ersten Bestimmungskomponente gemäß der Erfindung; entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 310 einer Ableitkomponente und einer zweiten Bestimmungskomponente gemäß der Erfindung; entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 308 einer Bestimmungsumschaltkom ponente gemäß der Erfindung; und entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung der Schritte 316 bis 324 einer Festlegekomponente gemäß der Erfindung.

Wie vorstehend im Einzelnen erklärt wurde, wird bei der Reifen luftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel dann, wenn die Radgeschwindigkeit V kleiner als die vorbestimmte Schwelle Vth ist, der Betriebsablauf umge schaltet, um den Reifenluftdruck auf der Grundlage der Reso nanzfrequenz zu bestimmen. Wenn die Radgeschwindigkeit V gleich der oder größer als die vorbestimmte Schwelle Vth ist, wird der Betriebsablauf umgeschaltet, um den Reifenluftdruck auf der Grundlage des dynamischen Lastradius zu bestimmen, und wird die vorbestimmte Schwelle Vth auf der Grundlage des Varianzwerts der Resonanzfrequenz festgelegt. Demgemäß kann der Reifenluft druck unabhängig von verschiedenen an dem Fahrzeug angebrachten Elementen mit größerer Genauigkeit aus dem Betrieb bei niedri gen bis hohen Geschwindigkeiten bestimmt werden.

Ferner nimmt bei der Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die vorbestimmte Schwelle Vth in Übereinstimmung mit dem Varianzwert der Resonanzfrequenz zu oder ab, wodurch ein stabiles Leistungsvermögen unterstützt wird.

Drittes Ausführungsbeispiel

Nachstehend wird für ein drittes bevorzugtes Ausführungsbei spiel eine Erklärung eines Beispiels einer Alternative zu dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt gegeben. In dieser Hinsicht ist die physische Struktur der Reifenluftdruck bestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zu der physischen Struktur der Reifenluftdruckbestimmungsvor richtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 1) ähnlich. Demgemäß wird eine Erklärung derselben an dieser Stel le weggelassen.

Nachstehend wird der Betriebsablauf der Reifenluftdruckbestim mungsvorrichtung 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 7A und 7B wie folgt gegeben. Fig. 7A und 7B sind Ablaufdiagramme, die den Ablauf für ein Reifenluftdruckbe stimmungs-Verarbeitungsprogramm zeigen, das durch die CPU der ECU 12 iterativ in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird, wobei das Programm zuvor in dem ROM der ECU 12 gespei chert wurde. Ferner führt die ECU 12 eine ähnliche Verarbeitung für die jeweiligen Reifen 20A bis 20D aus, so daß daher hier eine Erklärung nur der Verarbeitung für den Reifen 20A gegeben wird.

Zunächst wird in Schritt 400 ein von dem Fahrzeug- bzw. Radge schwindigkeitssensor 16A ausgegebenes Wechselstromsignal einer Signalformung unterworfen, um dadurch Impulssignale zu erzeu gen. Danach wird auf der Grundlage des Zeitintervalls zwischen den Impulsen die Radgeschwindigkeit V berechnet. Die Radge schwindigkeit V beinhaltet normalerweise eine Anzahl hoher Fre quenzkomponenten einschließlich Frequenzkomponenten von Schwin gungen des Reifens.

In dem nächsten Schritt 402 wird ermittelt, ob die in Schritt 400 berechnete Radgeschwindigkeit V gleich der oder kleiner als die vorbestimmte Schwelle Vth ist. Wenn die Radgeschwindigkeit V gleich der oder kleiner als die vorbestimmte Schwelle Vth ist (d. h. bei einer bejahenden Ermittlung), schreitet der Be triebsablauf zu Schritt 404 fort, in dem die mittlere Radge schwindigkeit Vav berechnet wird, die einen Mittelwert der Rad geschwindigkeiten V umfaßt, die in Schritt 400 bis zu dieser Zeit berechnet wurden. In dem nächsten Schritt 406 wird die Re sonanzfrequenzbetriebsablaufverarbeitung ähnlich zu der Reso nanzfrequenzbetriebsablaufverarbeitung gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel (vgl. Fig. 3) ausgeführt. In dem nächsten Schritt 408 wird der Luftdruck P des Reifens auf der Grundlage der durch Schritt 406 bereitgestellten Resonanzfrequenz bestimmt, ähnlich zu Schritt 114 des Reifenluftdruckbestimmungs-Verarbei tungsprogramms gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 2A und 2B). Danach schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 412 fort.

Unterdessen schreitet dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in Schritt 402 nicht gleich der oder kleiner als die vorbe stimmte Schwelle Vth ist (d. h. bei einer verneinenden Ermitt lung), der Betriebsablauf zu Schritt 410 fort, in dem der Luft druck P auf der Grundlage des dynamischen Lastradius des Rei fens bestimmt wird, ähnlich zu Schritt 116 des Reifenluftdruck bestimmungs-Verarbeitungsprogramms gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel. Danach schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 420 fort.

Als die vorbestimmte Schwelle Vth kann zu Beginn der Verarbei tung die Radgeschwindigkeit in Entsprechung zu der Fahrzeugge schwindigkeit angewandt werden, wenn es schwierig wird, die Re sonanzfrequenz in einem Frequenzbereich von etwa 30 bis 50 Hz in dem spektralen Leistungspegel des Radgeschwindigkeitssignals eines Fahrzeugs mit verschiedenen, durch Versuche oder Compu tersimulationen bereitgestellten Standardelementen zu erfassen.

In Schritt 412 wird ermittelt, ob die Anzahl von Bestimmungen des Luftdrucks P (die Anzahl von Bestimmungen des Luftdrucks P über die Resonanzfrequenz) den vorbestimmten Wert NX über schreitet. Wenn die Anzahl den vorbestimmten Wert NX nicht überschreitet (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung), kehrt der Betriebsablauf zu Schritt 400 zurück. Der Betriebsablauf schreitet zu einem Zeitpunkt, zu dem die Anzahl den vorbestimm ten Wert NX überschreitet (dem Zeitpunkt einer bejahenden Er mittlung), zu Schritt 414 fort.

Durch die iterative Verarbeitung der Schritte 400 bis 412 wer den NX Teile der Resonanzfrequenzen und die mittlere Geschwin digkeit Vav bereitgestellt, die den Mittelwert der Radgeschwin digkeiten V umfaßt, welche während des Zeitraums der iterativen Verarbeitung berechnet wurden.

Zu einem Zeitpunkt, zu dem die iterative Verarbeitung beendet worden ist, und wenn die Radgeschwindigkeit V, die zuletzt be rechnet wurde, die vorbestimmte Schwelle Vth überschreitet, wird der durch den dynamischen Lastradius bestimmte Luftdruck P bereitgestellt. Wenn die Radgeschwindigkeit V, die zuletzt be rechnet wurde, gleich der oder kleiner als die vorbestimmte Schwelle Vth ist, wird der durch die Resonanzfrequenz bestimmte Luftdruck P bereitgestellt.

In Schritt 414 wird ein Varianzwert aus NX Teilen der Resonanz frequenzen berechnet, ähnlich zu Schritt 110 des Reifenluft druckbestimmungs-Verarbeitungsprogramms gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel.

In dem nächsten Schritt 416 wird ermittelt, ob der in Schritt 414 berechnete Varianzwert kleiner ist als der vorbestimmte Wert S. Wenn der Varianzwert nicht kleiner ist als der vorbe stimmte Wert S (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung), schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 418 fort, und die vor bestimmte Schwelle Vth wird durch einen durch Subtrahieren ei nes vorbestimmten Offsetwerts Vof von der mittleren Radge schwindigkeit Vav erzeugten Wert ersetzt. Danach schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 420 fort. Wenn der Varianzwert klei ner ist als der vorbestimmte Wert S (d. h. bei einer bejahenden Ermittlung), schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 420 fort, ohne die Verarbeitung des Schritts 418 auszuführen.

Das heißt, daß durch die Verarbeitung der Schritte 416 und 418 in dem Fall, in dem der Varianzwert kleiner ist als der vorbe stimmte Wert S. die vorbestimmte Schwelle Vth nicht verändert wird. Wenn der Varianzwert gleich dem vorbestimmten bzw. der vorbestimmte Wert S ist, wird davon ausgegangen, daß die Be stimmungsgenauigkeit des Luftdrucks durch den dynamischen Last mittelwert bzw. -radius größer ist als diejenige der Bestimmung durch die Resonanzfrequenz, und wird die vorbestimmte Schwelle Vth durch den durch Subtrahieren des vorbestimmten Offsetwerts Vofvon der mittleren Radgeschwindigkeit Vav erzeugten Wert er setzt. Dadurch kann die vorbestimmte Schwelle Vth auf einen kleineren Wert als zuvor verringert werden. Infolgedessen er laubt der Betriebsablauf auf einfache Art und Weise die Bestim mung des Luftdrucks über den dynamischen Lastradius. Ferner kann als der Offsetwert Vof ein fester Wert oder ein Wert in Übereinstimmung mit dem Varianzwert angewandt werden, und ist dann, wenn der Wert in Übereinstimmung mit dem Varianzwert an gewandt wird, eine Betriebsart anwendbar, in welcher die Größe des vorbestimmten Offsetwerts Vof mit zunehmendem Varianzwert größer wird.

In Schritt 420 wird ermittelt, ob der Wert des Luftdrucks P durch entweder Schritt 408 oder Schritt 410 kleiner ist als die vorbestimmte Schwelle Pt. Wenn der Wert kleiner ist als die vorbestimmte Schwelle Pt (d. h. bei einer bejahenden Ermitt lung), schreitet der Betriebsablauf zu Schritt 422 fort und wird ein Steuersignal zum Betreiben der Warneinrichtung 14 aus gegeben, um einen Alarm auszusenden, der einem Passagier des Fahrzeugs anzeigt, daß der Reifenluftdruck abnormal ist. Danach wird die Reifenluftdruckbestimmungsverarbeitung beendet. Wenn der Wert nicht kleiner ist als die vorbestimmte Schwelle Pt (d. h. bei einer verneinenden Ermittlung), wird davon ausgegan gen, daß der Reifenluftdruck normal ist, und endet die Reifen luftdruckbestimmungsverarbeitung, ohne die Verarbeitung des Schritts 422 auszuführen.

In Übereinstimmung mit der Reifenluftdruckbestimmungsvorrich tung 10 entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbei tung von Schritt 406 einer Extraktionskomponente gemäß der Er findung; entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbei tung von Schritt 408 einer ersten Bestimmungskomponente gemäß der Erfindung; entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 410 einer Ableitkomponente und einer zweiten Bestimmungskomponente gemäß der Erfindung; entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 402 einer Bestimmungsumschaltkomponente gemäß der Erfindung; und entspricht die Komponente zur Ausführung der Verarbeitung von Schritt 416 und 418 einer Festlegekomponente gemäß der Erfin dung.

Wie vorstehend im Einzelnen erklärt wurde, wird in Übereinstim mung mit der Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dann, wenn die Radgeschwindigkeit V gleich der oder kleiner als die vorbestimmte Schwelle Vth ist, der Betriebsablauf umgeschaltet, um den Reifenluftdruck auf der Grundlage der Resonanzfrequenz zu bestimmen, und dann, wenn die Radgeschwindigkeit V die vorbestimmte Schwelle Vth überschrei tet, der Betriebsablauf umgeschaltet, um den Reifenluftdruck auf der Grundlage des dynamischen Lastradius zu bestimmen, und wird die vorbestimmte Schwelle Vth auf der Grundlage des Vari anzwerts der Resonanzfrequenz festgelegt. Daher kann der Rei fenluftdruck unabhängig von verschiedenen an dem Fahrzeug ange brachten Elementen mit hoher Genauigkeit aus dem Betrieb bei niedrigen bis hohen Geschwindigkeiten bestimmt werden.

Ferner wird bei der Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel bei einem Betrieb bei ho her Geschwindigkeit die Bestimmung des Luftdrucks durch die Re sonanzfrequenz nicht ausgeführt. Daher kann im Vergleich zu der Reifenluftdruckbestimmungsvorrichtung 10 gemäß dem zweiten Aus führungsbeispiel die Verarbeitungslast reduziert werden.

Obwohl gemäß dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel eine Erklärung des Falls der Anwendung des Varianzwerts der Vielzahl der Resonanzfrequenzen als den statistischen Wert ge mäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben wur de, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein alternatives bevorzugtes Ausführungsbeispiel vorlie gen, in welchem der Versatz oder eine Kurtosis der Vielzahl von Resonanzfrequenzen als der statistische Wert angewandt wird.

Obwohl gemäß dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel eine Erklärung des Falls gegeben wurde, in dem die vorbestimmte Schwelle Vth durch einen Betriebsablauf basierend auf einer starken oder schwachen Beziehung des Varianzwerts der Resonanz frequenzen zu dem vorbestimmten Wert S festgelegt wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein al ternatives bevorzugtes Ausführungsbeispiel vorliegen, in wel chem eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen dem Varianzwert und der vorbestimmten Schwelle Vth, gezeigt in Fig. 8, reprä sentiert, vorab wird und die vorbestimmte Schwelle Vth anhand eines Varianzwerts aus der Tabelle festgelegt wird.

In diesem Fall kann die vorbestimmte Schwelle Vth eindeutig festgelegt werden, ohne eine Operation auszuführen. Daher kann der Verarbeitungszeitraum zum Einstellen der vorbestimmten Schwelle Vth verkürzt werden.

Obwohl gemäß dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel eine Erklärung des Falls gegeben wurde, in dem die mittlere Radgeschwindigkeit Vav als ein Parameter bei der Änderung der vorbestimmten Schwelle Vth angewandt wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein alternatives Ausführungsbeispiel vorliegen, in welchem anstelle der mittle ren Radgeschwindigkeit Vav die Radgeschwindigkeit mit einer ho hen Auftrittshäufigkeit angewandt wird. In diesem Fall kann ei ne Wirkung ähnlich zu denjenigen des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels erreicht werden.

Obwohl gemäß einem jeweiligen der Ausführungsbeispiele eine Er klärung des Falls gegeben wurde, in dem die Resonanzfrequenz auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit extrahiert wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann in einem alternativen Ausführungsbeispiel eine Federkonstante des Reifens auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit extrahiert werden.

Als ein Verfahren zum Extrahieren der Federkonstanten in diesem Fall kann beispielsweise ein Extraktionsverfahren durch ein so genanntes Störungsbeobachtersystem durchgeführt werden, in wel chem eine bestimmte Störung auf der Grundlage der Radgeschwin digkeit durch einen Störungsbeobachter berechnet und die Feder konstante des Reifens auf der Grundlage der bestimmten Störung berechnet wird. Ferner ist das Störungsbeobachtersystem im Stand der Technik gut bekannt. Da verschiedene Systeme konven tionell vorgeschlagen worden sind, wird eine detaillierte Er klärung derselben an dieser Stelle weggelassen.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Federkonstante der Index mit hoher Korrelation zu bzw. mit der Resonanzfrequenz. Daher kann auch in diesem Fall eine Wirkung ähnlich zu der des bevorzugten Ausführungsbeispiels erreicht werden.

Das in einem jeweiligen der Ausführungsbeispiele gezeigte Ver fahren zum Ableiten der Resonanzfrequenz ist nur ein Beispiel, und es können andere Verfahren zum Ableiten der Resonanzfre quenz auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit verwendet werden (zum Beispiel die in den Druckschriften JP-A Nr. 6-297,923, JP-A Nr. 8-219,920 und dergleichen beschriebenen Verfahren).

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Reifenluftdruckbestim mungsvorrichtung werden die Bestimmung des Luftdrucks durch die erste Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens und die Bestimmung des Luftdrucks durch die zweite Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Reifenluftdruck auf der Grundlage des dynamischen Lastradius zum selektiven Umschalten in Übereinstimmung mit einem auf den Resonanzfrequenzen oder der Federkonstanten des Reifens zu einer Vielzahl von Zeitpunk ten basierenden statistischen Wert angewandt. Daher wird unab hängig von verschiedenen an dem Fahrzeug angebrachten Elementen eine Wirkung erreicht, die in der Lage ist, den Reifenluftdruck mit hoher Genauigkeit aus einem Betrieb bei niedrigen bis hohen Geschwindigkeiten zu bestimmen.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Reifenluftdruckbe stimmungsvorrichtung wird der Betriebsablauf umgeschaltet, um den Reifenluftdruck durch die erste Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Reifenluftdruck auf der Grundlage der Resonanz frequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu bestimmen, wenn die Radgeschwindigkeit kleiner ist als der vorbestimmte Wert. Der Betriebsablauf wird umgeschaltet, um den Reifenluft druck durch die zweite Komponente zum Bestimmen des Reifenluft drucks auf der Grundlage des dynamischen Lastradius zu bestim men, wenn die Radgeschwindigkeit gleich dem oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Der vorbestimmte Wert wird auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens festgelegt. Daher wird unabhängig von verschiedenen an dem Fahrzeug angebrachten Elementen eine Wirkung erreicht, die in der Lage ist, den Reifenluftdruck mit hoher Genauigkeit aus einem Betrieb bei niedrigen bis hohen Geschwindigkeiten zu bestimmen.

Wie vorstehend beschrieben wurde, stellt somit die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen des Reifen luftdrucks mit hoher Genauigkeit aus einem Fahrzeugbetrieb bei niedrigen bis hohen Geschwindigkeiten und unabhängig von ver schiedenen an dem Fahrzeug angebrachten Elementen bereit. Die Bestimmung des Reifenluftdrucks basierend auf einer Resonanz frequenz, die auf der Grundlage eines Radgeschwindigkeitssi gnals extrahiert wurde, welches von einem Radgeschwindigkeits sensor entsprechend einem jeweiligen Reifen ausgegeben wurde, und die Bestimmung des Reifenluftdrucks basierend auf einem dy namischen Lastradius, der auf der Grundlage des Radgeschwindig keitssignals abgeleitet wurde, werden dazu verwendet, selektiv in Übereinstimmung mit der Größe eines Varianzwerts der Reso nanzfrequenz zu einer Vielzahl von Zeitpunkten umzuschalten.

Claims

1. Vorrichtung zum Bestimmen eines Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs auf der Grundlage eines Reifengeschwindigkeitssi gnals, gekennzeichnet durch:
eine Extraktionskomponente zum Extrahieren einer Resonanz frequenz oder einer Federkonstanten des Reifens auf der Grund lage eines Radgeschwindigkeitssignals einschließlich Frequenz komponenten der Schwingung des Reifens im Betrieb des Fahr zeugs;
eine erste Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Reifen luftdrucks auf der Grundlage der durch die Extraktionskomponen te extrahierten Resonanzfrequenz oder Federkonstanten des Rei fens;
eine Ableitkomponente zum Ableiten eines dynamischen Last radius des Reifens auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssi gnals;
eine zweite Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Rei fenluftdrucks auf der Grundlage des durch die Ableitkomponente abgeleiteten dynamischen Lastradius; und
eine Umschaltkomponente zum selektiven Umschalten der Be stimmung des Luftdrucks durch die erste Bestimmungskomponente und die zweite Bestimmungskomponente in Übereinstimmung mit ei nem statistischen Wert auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu einer Vielzahl von Zeitpunkten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der statistische Wert ein Varianzwert, ein Standardabweichungs wert, ein Versatz oder eine Kurtosis der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten zu der Vielzahl von Zeitpunkten ist.

3. Vorrichtung zum Bestimmen eines Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs auf der Grundlage eines Reifengeschwindigkeitssi gnals, gekennzeichnet durch:
eine Extraktionskomponente zum Extrahieren einer Resonanz frequenz oder einer Federkonstanten des Reifens auf der Grund lage eines Radgeschwindigkeitssignals einschließlich Frequenz komponenten der Schwingung des Reifens im Betrieb des Fahr zeugs;
eine erste Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Reifen luftdrucks auf der Grundlage der durch die Extraktionskomponen te extrahierten Resonanzfrequenz oder Federkonstanten des Rei fens;
eine Ableitkomponente zum Ableiten eines dynamischen Last radius des Reifens auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssi gnals;
eine zweite Bestimmungskomponente zum Bestimmen des Rei fenluftdrucks auf der Grundlage des durch die Ableitkomponente abgeleiteten dynamischen Lastradius;
eine Radgeschwindigkeitsableitkomponente zum Ableiten ei ner Radgeschwindigkeit auf der Grundlage des Radgeschwindig keitssignals;
eine Bestimmungsumschaltkomponente zum Umschalten von der Bestimmung des Reifenluftdrucks durch die erste Bestimmungskom ponente, wenn die durch die Radgeschwindigkeitsableitkomponente abgeleitete Radgeschwindigkeit kleiner ist als ein vorbestimm ter Wert, und Umschalten zu der Bestimmung des Reifenluftdrucks durch die zweite Bestimmungskomponente, wenn die Radgeschwin digkeit zumindest gleich dem vorbestimmten Wert ist; und
eine Festlegekomponente zum Festlegen des vorbestimmten Werts auf der Grundlage der Resonanzfrequenz oder der Federkon stanten des Reifens.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegekomponente den vorbestimmten Wert in Übereinstim mung mit einem statistischen Wert basierend auf der Resonanz frequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu einer Vielzahl von Zeitpunkten festlegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der statistische Wert ein Varianzwert, ein Standardabweichungs wert, ein Versatz oder eine Kurtosis der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten zu der Vielzahl von Zeitpunkten ist.

6. Verfahren zum Bestimmen eines Reifenluftdrucks, gekenn zeichnet durch die Schritte:

a) Extrahieren einer Resonanzfrequenz oder einer Feder konstanten des Reifens auf der Grundlage eines Radgeschwindig keitssignals einschließlich Frequenzkomponenten von Schwingun gen eines Reifens bei Betrieb eines Fahrzeugs;
b) Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage der extrahierten Resonanzfrequenz oder Federkonstanten des Reifens;
c) Ableiten eines dynamischen Lastradius des Reifens auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitssignals;
d) Bestimmen des Reifenluftdrucks auf der Grundlage des abgeleiteten dynamischen Lastradius; und
e) selektives Umschalten der Bestimmung des Luftdrucks unter Verwendung der Schritte zum Bestimmen des Reifenluft drucks auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz oder einer Fe derkonstanten, und des dynamischen Lastradius, in Übereinstim mung mit einem statistischen Wert basierend auf der Resonanz frequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu einer Vielzahl von Zeitpunkten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der statistische Wert ein Varianzwert, ein Standardabweichungswert, ein Versatz oder eine Kurtosis der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten zu der Vielzahl von Zeitpunkten ist.

8. Verfahren zum Bestimmen eines Reifenluftdrucks, gekenn zeichnet durch die Schritte:

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Festlegen des vorbestimmten Werts den vorbestimmten Wert in Übereinstimmung mit einem statistischen Wert basierend auf der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten des Reifens zu einer Vielzahl von Zeitpunkten festlegt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der statistische Wert ein Varianzwert, ein Standardabweichungswert, ein Versatz oder eine Kurtosis der Resonanzfrequenz oder der Federkonstanten zu der Vielzahl von Zeitpunkten ist.