DE69102402T2

DE69102402T2 - Verfahren zur Feststellung eines leeren Reifens an einem Fahrzeug.

Info

Publication number: DE69102402T2
Application number: DE69102402T
Authority: DE
Inventors: Lavinder Singh Rehal; John Charles Walker
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1990-12-06
Filing date: 1991-12-03
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: EP0489562B1; DE69102402D1; JP3129489B2; GB9026560D0; US5248957A; ES2055549T3; JPH04271907A; EP0489562A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweisen eines zumindest teilweise entlüfteten Reifens an einem Fahrzeug, das für PKWs, LKWs oder dergleichen geeignet ist, und insbesondere das System, das zum Beispiel in der französischen Patentveröffentlichung FR-A-2 568 519 und der europäischen Patentveröffentlichung EP-A-0 291 217 offenbart ist.
Diese Patentanmeldungen schlagen vor, daß Radgeschwindigkeitssignale von den Fahrzeugrädern verwendet werden, wie beispielsweise die Signale von Antiblockiersystemen, die Multipulssignale oder Einzelpulssignale für jede Drehung jedes Rads darstellen. Sie vergleichen die abgeleiteten Geschwindigkeitssignale der Räder auf verschiedene Arten, um zu versuchen, falsche Signale aufgrund von Faktoren wie beispielsweise Kurvenfahren, Bremsen, Beschleunigen, ungleichmäßige und wechselnde Belastung etc. zu verhindern.
Das in der französischen Patentveröffentlichung FR-A-2 568 519 offenbarte Verfahren überwacht die Summen der Geschwindigkeiten der diagonal gegenüberliegenden Paare von Rädern für eine lange Zeit oder Entfernungsperiode, so daß es einige dieser Fehler herausmittelt. Das Ergebnis jedoch ist, daß die Vorrichtung sehr langsam arbeitet, wobei sie viele Kilometer in Anspruch nimmt, um einen Druckverlust wahrzunehmen.
Das in der europäischen Patentveröffentlichung EP-A-0 291 217 offenbarte Verfahren verbesserte diese Situation durch Berechnen der lateralen und longitudinalen Beschleunigungen des Fahrzeugs, indem die gleichen Vier-Rad- Geschwindigkeitssignale verwendet und feste Grenzen eingestellt wurden, über denen das Nachweissystem gesperrt wurde, um falsche Signale aufgrund von Kurvenfahren und Beschleunigung zu vermeiden. Dieses System schlug auch eine Korrektur für hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten vor und führte erstmals die Fähigkeit ein, das System zu kalibrieren, um sich an das spezielle Fahrzeug und in der Tat die tatsächlichen angebrachten Reifen anzupassen, welche in bezug auf den Rollradius sich voneinander unterscheidende Eigenschaften aufweisen konnten. Die Kalibration wurde in einem Geradeausfahrbetrieb durchgeführt, jedoch konnten so, während einige Fahrzeugbedingungen berücksichtigt wurden, die Nachweisprobleme während Hochgeschwindigkeitsbetrieb, Kurvenfahren und Bremsen unter modernen Straßenbedingungen und insbesondere bei Fahrzeugen höherer Leistung nicht berücksichtigt werden. Es war weiterhin notwendig, das resultierende System für einen Nachweis in einem beträchtlichen Prozentsatz der Fahrzeugbetriebszeit zu sperren. Alle Versuche, diese Position zu verbessern, ergaben einen Verlust in der Empfindlichkeit des Systems und/oder einen Verlust in der Fähigkeit, wahrzunehmen, welches Rad oder welche Räder zumindest teilweise entlüftet waren, wenn falsche Signale nicht vorkamen, und machten eine Anwendung des Systems weniger effektiv.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, in einem System des obigen Typs die Fähigkeit zu schaffen, Entlüftungen während höherer Niveaus einer sowohl lateralen als auch longitudinalen Beschleunigung ohne falsche Signale wahrzunehmen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren offenbart zum Nachweisen eines zumindest teilweise entlüfteten Reifens an einem Fahrzeug durch Vergleichen der Rollradien der Reifen, indem Winkelgeschwindigkeitsdrehzahlsignale von Radgeschwindigkeitssensoren, einer an jedem Rad, verglichen werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß, bevor der Vergleich der Signale durchgeführt wird, korrigierte Radgeschwindigkeitssignale für jedes der zweiten, dritten und vierten Räder berechnet werden, wodurch sich Korrekturen für einen Satz von Faktoren ergeben, die Fahrzeuggeschwindigkeit, laterale Beschleunigung und longitudinale (Vorn/Hinten-)Beschleunigung umfassen, wobei die erwähnten Korrekturen jeweils eine Konstante für den betroffenen Faktor x den jeweiligen Faktor umfassen, daß der Satz von Konstanten für jedes Rad abgeleitet wird, indem das Fahrzeug durch einen Bereich von Geschwindigkeiten, lateralen und Vorn/Hinten-Beschleunigungen geführt und Mehrfachregressionstechniken verwendet werden, und daß die jeweiligen Faktoren aus dem Satz unkorrigierter Radgeschwindigkeitssignale berechnet werden, so daß ein Vergleich der Radgeschwindigkeiten ohne falsche Signale von Reifenverformungen durchgeführt werden kann, die durch von Geschwindigkeit, lateraler oder Vorn/Hinten-Beschleunigung hervorgerufenen Reifenverformungen verursacht werden.
Vorzugsweise umfassen die Korrekturen zusätzlich eine weitere Konstante x das Quadrat der lateralen Beschleunigung; und/oder eine weitere Konstante x Vorn/Hinten-Beschleunigung x laterale Beschleunigung; und/oder eine weitere Konstante x Geschwindigkeit x laterale Beschleunigung; und/oder eine weitere Konstante x Geschwindigkeit x Vorn/Hinten-Beschleunigung; und/oder eine weitere Konstante x Geschwindigkeit x laterale Beschleunigung x Vorn-und-Hinten-Beschleunigung; und/oder eine weitere Konstante x Quadrat der Geschwindigkeit und/oder eine weitere feste Konstante.
Nachdem die Korrekturen an den Geschwindigkeitssignalen durchgeführt worden sind, können dann verschiedene Vergleiche zwischen den Geschwindigkeiten der jeweiligen Räder in Abhängigkeit von der speziellen Wahl von gebildeten Verhältnissen angestellt werden.
Die Geschwindigkeitssignale selbst können Multipulssignale sein, wie sie beispielsweise typisch für Radgeschwindigkeitsgeneratoren vom ABS-Typ sind, oder können Einzelpulse von einem Radgeschwindigkeitssignalgenerator umfassen, der einen Puls für jede Umdrehung des Rads gibt. Die Geschwindigkeitssignale können daher Digitalpulssignale oder Zeitperioden sein, welche die Zeit für eine Drehung jedes Rads bestimmen, und in diesem Fall kann eine Korrektur durchgeführt werden, um die vier Radgeschwindigkeiten zum gleichen Zeitpunkt zu ergeben, wie es beispielsweise in unserer ebenfalls anhängigen UK-Patentanmeldung Nr. 9002925.7 vom 9. Februar 1990 beschrieben ist, die als EP-A-0 441 600 und US-A-5 192 929 veröffentlicht ist.
Der Vergleich der Radgeschwindigkeitssignale umfaßt vorzugsweise, daß die Summe der Signale von einein Paar diagonal gegenüberliegender Räder von der Summe der Signale des anderen Paars diagonal gegenüberliegender Räder subtrahiert wird, daß wahrgenommen wird, wenn der Betrag des Ergebnisses zwischen 0.05 % und 0.6 % des Mittelwerts der Summen liegt, und daß, wenn dieser Betrag in diesem Bereich liegt, eine Warnvorrichtung betätigt wird, um anzuzeigen, daß ein Reifen teilweise oder vollständig entlüftet ist.
Zusätzlich kann der Vergleich umfassen, daß die nicht-korrigierten Signale von jedem der vier Räder ihrerseits mit den nicht-korrigierten Signalen für jedes der anderen Räder verglichen werden, daß wahrgenommen wird, wenn eines der Signale sich vom Durchschnitt aller vier Signale um mehr als 0.1 % unterscheidet, und daß in dem Fall, daß sowohl dieses Signal als auch der Diagonalenvergleich in den spezifizierten Bereichen liegen, dann angezeigt wird, daß der Reifen teilweise oder vollständig entlüftet ist. Diese Signale können durch einen einfachen Satz von Steuerungen korrigiert werden, um Variationen zwischen dem Reifen mittels einer Kalibration zu berücksichtigen, die bei einer konstanten Geschwindigkeit bei Geradeausfahrt durchgeführt wird. Diese letzteren Vergleiche schaffen Mittel, um nachzuweisen, welches spezielle Rad des Satzes zumindest teilweise entlüftet ist, und daher das Vorsehen einer Anzeige für den Fahrer dahingehend, welches Rad betroffen ist.
Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich werden, und zwar lediglich beispielhaft in Verbindung mit der beigefügten schematischen Zeichnung, in welcher:
Figur 1 eine schematische diagrammatische Zeichnung ist, die eine Entlüftungswarnvorrichtung für ein Auto mit vier Rädern zeigt.
Das in Figur 1 gezeigte Gerät schafft eine Entlüftungswarnvorrichtung für vier Räder, 1, 2, 3 und 4, wobei die Räder 1 und 2 die vorderen Räder und die Räder 3 und 4 die hinteren Räder eines Autos sind. Jedem Rad 1, 2, 3 und 4 ist eine Radgeschwindigkeitserzeugungsvorrichtung zugeordnet. Diese kann vom Zahnradtyp sein, wie sie verwendet wird, um ein digitales Signal für eine elektronische ABS-Einrichtung zu schaffen, oder lediglich vom Einzelpulstyp, der einen Puls pro Radumdrehung erzeugt. In diesem Fall kann der Generator einen einzelnen Magneten, der an jedem Rad zur Drehung mit diesem befestigt ist, und einen stationären Aufnehmer darstellen, der auf der Aufhängung angebracht ist.
Die Signale von jedem Rad werden durch Kabel 5 übertragen, um einen Eingang 6, 7, 8 und 9 zu einer Central Processing Unit 10 zu schaffen.
Vier Ausgänge von der Central Processing Unit werden mit vier Warnanzeigevorrichtungen 12, 13, 14 und 15 verbunden, und zwar jeweils eine für jedes der Räder.
Die Central Processing Unit 10 ist im Grunde ein Computer und kann in dem Fall, in dem das Fahrzeug bereits mit einem ABS-System ausgestattet ist, der gleiche Computer wie das ABS-System sein. Alternativ kann eine separate Central Processing Unit vorgesehen sein. Die Central Processing Unit 10 überwacht die verschiedenen Signale und vergleicht sie, um zu bestimmen, ob sie ein Signal nach außen geben soll oder nicht, um anzuzeigen, daß irgendein Reifen am Fahrzeug zumindest teilweise entlüftet ist.
Die Central Processing Unit 10 kann im wesentlichen berechnen, wie sich das Fahrzeug verhält, indem die vier Radgeschwindigkeitssignale verwendet werden. Erstens kann sie die Fahrzeuggeschwindigkeit zu irgendeinem Zeitpunkt berechnen, indem entweder ein einzelnes Rad als eine Referenz oder alle vier verwendet werden und der Mittelwert berechnet wird. Zweitens kann sie die ersichtliche longitudinale Beschleunigung des Fahrzeugs berechnen, indem sie die Winkelgeschwindigkeitssignale vom vorderen und hinteren Räderpaar mit der Vorwärtsgeschwindigkeit vergleicht, die aus dem Mittelwert der Winkelgeschwindigkeiten aller vier Räder berechnet wird. Sie kann auch die ersichtliche laterale Beschleunigung des Fahrzeugs berechnen, wobei sie die Winkelgeschwindigkeitssignale für die Räder auf jeder Seite des Fahrzeugs vergleicht und sie dann mit der Vorwärtsgeschwindigkeit vergleicht, die aus dem Mittelwert der Winkelgeschwindigkeiten aller vier Räder berechnet wird. So kann die Central Processing Unit 10 im wesentlichen genau berechnen, wie sich das Fahrzeug physikalisch verhält, was es dann erlaubt, eine spezielle Formel zu verwenden, die unten beschrieben wird, um die Radgeschwindigkeitssignale für drei der Räder zu korrigieren, wobei berücksichtigt wird, wie sich das Fahrzeug verhält.
Wenn die vier korrigierten Radgeschwindigkeitssignale C1, C2, C3 und C4 erhalten worden sind, kann das System dann ein Fehlersignal dT berechnen, indem die Winkelgeschwindigkeiten der Räder verglichen werden gemäß der Formel
dT = 2 x (C1-4 - C2-3)/(c2-3 + C1-4) x 100
wobei
C1-4 = C1 + C4 und C2-3 = C2 + C3.
Dieser Fehler oder dieses dT-Signal wird überwacht und die Processing Unit nimmt eine Entlüftung wahr und zeigt diese an, falls das Signal größer als 0.05 % und kleiner als 0.6 % ist.
Der nächste Schritt ist, herauszufinden, welcher Reifen beschädigt ist.
Die Einheit führt diese Bestimmung durch, indem die Differenz zwischen der nicht-korrigierten Winkelgeschwindigkeit jedes Rads ihrerseits und der durchschnittlichen Geschwindigkeit der vier Räder unter Verwendung nicht-korrigierter Geschwindigkeiten C1, C2, C3 und C4 betrachtet wird. Falls die Differenz zwischen irgendeinem Rad und dem Durchschnitt mehr als 0.1 % beträgt, wird ein zweites Signal erzeugt, um anzuzeigen, welches Rad teilweise oder vollständig entlüftet ist.
Diese Prüfung kann durchgeführt werden unter Verwendung von Geschwindigkeitssignalen, die korrigiert sind, um Reifenunterschiede im Satz von Reifen zu berücksichtigen, indem einfach korrigiert wird. Dies wird durchgeführt, indem das Fahrzeug in einer Geradeausfahrt bei einer konstanten Geschwindigkeit betrieben wird und Korrekturfaktoren abgeleitet werden.
Wie oben erwähnt, weist dieses System nach, ob eine Beschädigung vorliegt oder nicht, indem die korrigierte Radgeschwindigkeit C2, C3 und C4 verwendet wird, die auf der Grundlage von C1 korrigiert ist, die selbst korrigiert ist. Die Korrektur in den Geschwindigkeiten wird erzielt, indem eine Formel verwendet wird, welche umfaßt:
C = A1 x Geschwindigkeit² + A2 x Geschwindigkeit + A3 x (laterale Beschleunigung)² + A4 (laterale Beschleunigung) + A5 (Vorn/Hinten-Beschleunigung) + A6 x Geschwindigkeit x laterale Beschleunigung + A7 x Geschwindigkeit x Vorn-und-Hinten-Beschleunigung + A8 x laterale Beschleunigung x Vorn-und-Hinten-Beschleunigung + A9 x Geschwindigkeit x laterale Beschleunigung x laterale Vorn-und-Hinten-Beschleunigung + A10
wobei
A1 bis A10 Konstanten für das betroffene, spezielle Rad sind.
Die Konstanten A1 bis A10 werden durch eine Vor-Kalibration für das Fahrzeug bestimmt und schaffen Korrekturen für die betroffene Radgeschwindigkeit, um Änderungen im Rollradius zu berücksichtigen, die durch Änderungen im Gewicht auf das betroffene, spezielle Rad durch die Wirkungen von Beschleunigung, Bremsen etc. auf das Fahrzeug verursacht werden. Die Konstanten korrigieren auch für das betroffene, spezielle Fahrzeug Unterschiede aufgrund von Reifenwachstum wegen der Radgeschwindigkeit.
Die Konstanten werden durch ein praktisches Verfahren gefunden, indem eine Kalibrationsroutine verwendet wird, die umfaßt, daß das Fahrzeug durch einen vollen Bereich von sowohl longitudinalen als auch lateralen Beschleunigungen in Richtungen sowohl linker als auch rechter Kurven gefahren wird und alle anderen möglichen Fahrzeugverwendungsbedingungen abgedeckt werden.
Dies kann leicht erzielt werden, indem das Fahrzeug in einem Mischstraßen-Test gefahren wird, und die Central Processing Unit überwacht fortwährend die Wirkungen auf die Radgeschwindigkeiten und hält sie fest. Die Ergebnisse des gesamten obersten Bereichs werden dann ignoriert, um spätere Fehler zu vermeiden, d.h. die obersten 5 oder 10 % von Beschleunigungserscheinungen.
Die Central Processing Unit wird dann in eine Mehrfachregressionsanalysenprozedur gesetzt unter Verwendung irgendeiner der standardmäßigen Techniken, um die zehn Konstanten A1 bis A10 zu berechnen, was ihr das notwendige Korrektursystem liefert, um sicherzustellen, daß die Radgeschwindigkeiten von äußeren Faktoren wie beispielsweise Gewichtstransfer im Fahrzeug und Kurvenfahren und Beschleunigung unabhängig gemacht werden.
Es sollte festgehalten werden, daß es nicht notwendig ist, jedes Fahrzeug auf eine spezielle Art durch diese Methode zu kalibrieren, und die Central Processing Unit kann für dieses Fahrzeugmodell reprogrammiert werden, da sie die grundlegenden Fahrzeugcharakteristiken berücksichtigt, die durch seine Körpergestalt, Position des Schwerpunkts und Aufhängungscharakteristiken festgelegt sind. In manchen Fällen kann eine ähnliche Kalibration für mehr als einen Fahrzeugtyp ohne Rekalibration verwendet werden, jedoch ist das grundlegende Prinzip der Erfindung, daß sie die Fähigkeit schafft, die Radgeschwindigkeiten für alle verwendeten Fahrzeugcharakteristiken zu korrigieren.
Dieses Korrektursystem kann mit anderen Radgeschwindigkeitsvergleichen verwendet werden, um eine Entlüftungswarnung zu schaffen, und kann, falls notwendig, für eine Korrektur von Radgeschwindigkeiten zur Berechnung anderer Fahrzeugfaktoren, wie beispielsweise Drehmomentsteuerung, verwendet werden.

Claims

1. Ein Verfahren zum Nachweisen eines zumindest teilweise entlüfteten Reifens an einem Fahrzeug durch Vergleichen der Rollradien der Reifen, indem Winkelgeschwindigkeitsdrehzahlsignale von Radgeschwindigkeitssensoren, einer an jedem Rad, verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß, bevor der Vergleich der Signale durchgeführt wird, korrigierte Radgeschwindigkeitssignale für jedes der zweiten, dritten und vierten Räder berechnet werden, die Korrekturen für einen Satz von Faktoren ergeben, die Fahrzeuggeschwindigkeit, laterale Beschleunigung und longitudinale (Vorn/Hinten-)Beschleunigung umfassen, wobei die Korrekturen jeweils eine Konstante für den betroffenen Faktor multipliziert mit dem jeweiligen Faktor umfassen, daß der Satz von Konstanten für jedes Rad abgeleitet wird, indem das Fahrzeug durch einen Bereich von Geschwindigkeiten, lateralen und Vorn/Hinten-Beschleunigungen geführt wird und Mehrfachregressionstechniken verwendet werden, und daß die jeweiligen Faktoren aus dem Satz unkorrigierter Radgeschwindigkeitssignale berechnet werden, so daß ein Vergleich der Radgeschwindigkeiten ohne falsche Signale von Reifenverformungen durchgeführt werden kann, die durch von Geschwindigkeit, lateraler oder Vorn/Hinten-Beschleunigung hervorgerufenen Reifenverformungen verursacht werden.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturen eine weitere Konstante multipliziert mit dem Quadrat der lateralen Beschleunigung umfassen.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine weitere Konstante multipliziert mit der Vorn/Hinten-Beschleunigung multipliziert mit der lateralen Beschleunigung.

4. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine weitere Konstante multipliziert mit der Geschwindigkeit multipliziert mit der lateralen Beschleunigung.

5. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine weitere Konstante multipliziert mit der Geschwindigkeit multipliziert mit der Vorn/Hinten-Beschleunigung.

6. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine weitere Konstante multipliziert mit der Geschwindigkeit multipliziert mit der lateralen Beschleunigung multipliziert mit der Vorn-und-Hinten-Beschleunigung.

7. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine weitere Konstante multipliziert mit dem Quadrat der Geschwindigkeit.

8. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine weitere feste Konstante.

9. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Vergleich der korrigierten Radgeschwindigkeitssignale, welcher umfaßt, daß die Summen der Signale von einem Paar diagonal gegenüberliegender Räder von der Summe der Signale vom anderen Paar diagonal gegenüberliegender Räder subtrahiert wird, daß wahrgenommen wird, wenn der Betrag des Ergebnisses zwischen 0.05 % und 0.6 % für den Mittelwert der Summen liegt, und daß, wenn der Betrag in dem Bereich liegt, eine Warnvorrichtung betätigt wird, um anzuzeigen, daß der Reifen teilweise oder vollständig entlüftet ist.

10. Ein Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die nicht-korrigierten Signale von jedem der vier Räder ihrerseits mit den nicht-korrigierten Signalen für jedes der anderen Räder verglichen werden, daß wahrgenommen wird, wenn sich eines der Signale vom Durchschnitt aller vier Signale um mehr als 0.1 % unterscheidet, und daß in dem Fall, daß beide Signale vorliegen, angezeigt wird, daß der Reifen teilweise oder vollständig entlüftet ist.

11. Ein Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale relativ zueinander korrigiert werden, und zwar gestützt auf Konstanten, die von einem Geradeausfahrbetrieb des Fahrzeugs bei einer einzigen Geschwindigkeit abgeleitet werden.