DE69620681T2

DE69620681T2 - Verfahren und Ausrüstung zur Identifikation eines Reifens mit Druckverlust an einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE69620681T2
Application number: DE69620681T
Authority: DE
Inventors: Erica Bargis; Fulvio Cascio; Maurizio Cisternino; Francesco De Cristofaro; Cesare Ponti
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: DE69620681D1; IT1276440B1; ITTO950531A0; EP0751019A1; ITTO950531A1; EP0751019B1; ES2175000T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Ausrüstung zur Detektierung eines zumindest teilweise entleerten Reifens an einem Kraftfahrzeug mit vier Rädern, wobei jedes mit einem Reifen versehen ist.
Präziser ausgedrückt ist das Ziel der Erfindung ein Verfahren, welche die folgenden Schritte inkludiert:
Messen der Winkelgeschwindigkeit eines jeden Rades und Generieren korrespondierender Geschwindigkeitssignale oder Daten;
Verarbeiten der Geschwindigkeitssignale oder Daten in einer Verarbeitungseinheit, programmiert zum Berechnen der Differenz zwischen der Summe der Geschwindigkeitssignale oder Daten bezogen auf ein Paar diagonal gegenüberliegender Räder und der Summe der Geschwindigkeitssignale oder Daten bezogen auf das andere Paar Räder und zum Generieren eines Alarmsignals zur Anzeige, dass ein Reifen zumindest teilweise entleert ist, wenn die Differenz größer ist als ein vorbestimmter Referenzwert; wobei das Vorzeichen der Differenz anzeigt, an welcher der Diagonalen der zumindest teilweise entleerte Reifen angeordnet ist;
Ein Verfahren dieser Art ist zum Beispiel bekannt aus der französischen Patentanmeldung FR-A-2 568 519.
Das europäische Patent EB-B1-0 291 217 beschreibt ein Verfahren dieser Art, bei welchem, um den spezifischen, zumindest teilweise entleerten Reifen identifizieren zu können, die Winkelgeschwindigkeitssignale oder Daten eines jeden Reifen mit der Durchschnittsgeschwindigkeit für die vier Räder verglichen wird und ein Signal generiert wird, wenn die Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit eines Rades und die Durchschnittswinkelgeschwindigkeit der Räder einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Eine anderes Verfahren um einen entleerten Reifen zu identifizieren ist aus der EP-A-0 466 535 bekannt. Dieses Verfahren basiert auf einem ersten Kriterium, um die Diagonale zu bestimmen, an der der entleerte Reifen angeordnet ist, und einem zweiten Kriterium, um den entleerten Reifen präzise zu identifizieren. Das erste Kriterium besteht aus einer Überwachung einer Funktion der Quadrate der Geschwindigkeiten der Räder. Das zweite Kriterium besteht aus dem Vergleich der durchschnittlichen longitudinalen Geschwindigkeiten der Räder der Vorderachse mit der der Räder der Hinterachse.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren und eine Ausrüstung, welche es ermöglichen einen spezifischen Reifen, welcher teilweise entleert ist, zuverlässig zu identifizieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst wie in Anspruch 1 beansprucht und durch eine Ausrichtung wie in Anspruch 3 beansprucht; das Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden zusätzlichen Schritte:
die Berechnung, in der Verarbeitungseinheit, einer vorbestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Werten der Kurvenradien der Bahnen gefolgt durch die Vorder- und Hinterachsen des Kraftfahrzeuges aus einer vorbestimmten Gleichung beziehungsweise als eine Funktion der Winkelgeschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder;
dem Vergleich der Kurvenradien berechnet für die Vorderachse und die Hinterachse mit jeweiligen vorbestimmten Referenzwerten;
der Zählung, für jede Achse, der Anzahl an Kurvenradienwerten, welche geringer sind als ihre korrespondierenden Referenzwerte;
der Identifikation jener Kraftfahrzeugsachse, an welcher der teilweise entleerte Reifen angeordnet ist als jene Achse, für welche die größere Anzahl an Kurvenradienwerten gefunden wurde, welche kleiner als die korrespondierenden Referenzwerte sind, und
der Generierung von Signalen, die auf Basis des Vorzeichens der genannten Differenz und der durch die genannten zusätzlichen Schritte identifizierte Achse den zumindest teilweise entleerten Reifen identifizieren.
Das Verfahren der Erfindung ermöglicht es, den spezifischen Reifen, welcher entleert sein kann, zu detektieren, das heißt zu identifizieren durch die Identifizierung von sowohl der Diagonalen als auch der Achse des Kraftfahrzeugs an welcher der Reifen angeordnet ist.
Um die Achse zu identifizieren, an welcher der entleerte Reifen angeordnet ist, benutzt die Erfindung die Tatsache dass, wenn ein Reifen entleert ist, der effektive Rollradius des entsprechenden Rades reduziert ist und die Winkelgeschwindigkeit dieses Rades relativ zu der Winkelgeschwindigkeit des anderen Rades auf der selben Achse des Kraftfahrzeuges steigt, fast als ob sich diese Achse entlang einer gekrümmten Bahn bewegen würde. Erfindungsgemäß wird eine gegebene Anzahl aufeinanderfolgender Kurvenradienwerte (echt oder scheinbar) der Bahnen der Vorder- und Hinterachsen errechnet aus einer vorbestimmten Gleichung als eine Funktion der Winkelgeschwindigkeiten gemessen für die Front- und Hinterachsen.
Diese Werte werden dann mit entsprechenden vorbestimmten Referenzwerten verglichen.
Wenn die errechneten Kurvenradienwerte größer sind als die Referenzwerte, wird angenommen, dass die Bahnen der Achsen des Kraftfahrzeuges im wesentlichen geradlinig sind. Wenn andererseits die errechneten Kurvenradien kleiner sind als die Referenzwerte wird angenommen, dass die Kraftfahrzeugachsen einer gekrümmten Bahn folgen.
Falls ein teilweise entleerter Reifen an einer Achse vorhanden ist, wird die Anzahl der Kurvenradienwerten, die kleiner als die Referenzwerte sind für diese Achse größer sein als für die andere Achse. Es ist folglich möglich die Achse mit dem entleerten Reifen zu identifizieren.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die darauffolgende detaillierte Beschreibung augenscheinlich, die jedoch ausschließlich ein nicht einschränkendes Beispiel umfasst, mit Verweis auf die beigefügte Zeichnung, welche ein Blockdiagramm eines Systems darstellt, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung funktioniert.
In der beigefügten Zeichnung weist ein Kraftfahrzeug, das mit V bezeichnet wird, vier Räder 1, 2, 3 und 4 mit entsprechenden Reifen auf. Entsprechende Sensoren des sogenannten phonic wheel Typs, bezeichnet mit S1 bis S4 sind diesen Rädern zugeordnet. In der gezeigten Ausführung, enthält jeder dieser Sensoren vor allem ein mit dem entsprechenden Kraftfahrzeugrad rotierbares Zahnrad W und einen zugeordneten magnetischen Aufnehmer P. Die Aufnehmer P der Sensoren S1 bis S4 sind mit entsprechenden Eingängen einer elektronischen Verarbeitungseinheit EPU verbunden.
Es ist zweckdienlich, wenn auch nicht wesentlich, dass die Sensoren S1 bis S4 von jenem Typ sind, der momentan in Anti- Schleuder oder sogenannten ABS-Systemen genutzt wird. In einem Kraftfahrzeug V, das mit so einem Anti-Schleuder oder ABS-System versehen ist, können die Sensoren S1 bis S4 dieselben sein wie jene, die für das Anti-Schleuder System benutzt werden und die Verarbeitungseinheit EPU könnte aus der elektronischen Kontrolleinheit des Anti-Schleuder Systems bestehen. Das hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße System in das Anti-Schleuder System des Kraftfahrzeuges integriert ist.
In jedem Fall besteht die elektronische Verarbeitungseinheit EPU zweckdienlich aus einem Mikroprozessor mit zugeordnetem Speicher und Vorrichtungen, die mit den Sensoren S1 bis S4 zusammenarbeiten.
Anzeigevorrichtungen I1 bis I4 sind ebenfalls mit der Verarbeitungseinheit EPU verbunden und jede ist einem entsprechenden Reifen 1 bis 4 zugeordnet. Der Einfachheit halber können diese Anzeigevorrichtungen im Instrumentenfeld des Kraftfahrzeuges angebracht werden.
Die Verarbeitungseinheit EPU ist programmiert um Signale zu empfangen, die von den Sensoren S1-S4 übermittelt werden und stellvertretend für die Winkelgeschwindigkeiten ω&sub1;, ω&sub2; ω&sub3; und ω&sub4; der Kraftfahrzeugsräder stehen und diese Signale auf die unten beschriebene Art zu verarbeiten.
Die Verarbeitungseinheit EPU errechnet die Differenz zwischen der Summe der Winkelgeschwindigkeiten ω&sub1; + ω&sub4; der diagonal gegenüberliegenden Räder 1 und 4 und der Summe der Winkelgeschwindigkeiten ω&sub2; + ω&sub3; der anderen beiden diagonal gegenüberliegenden Räder 2 und 3.
Der folglich errechnete, absolute Wert der Differenz wird mit einem vorbestimmten Referenzwert verglichen. Wenn diese Differenz größer ist als der Referenzwert, leitet die Verarbeitungseinheit EPU daraus her, dass ein Reifen in einer der beiden Diagonalen vorhanden ist, welcher zumindest teilweise entleert ist. In diesem Fall ist die Verarbeitungseinheit EPU imstande die Diagonale, an welcher der zumindest teilweise entleerte Reifen angeordnet ist auf der Basis des Vorzeichens (negativ oder positiv) der errechneten Differenz zu identifizieren.
Die Verarbeitungseinheit EPU berechnet gleichzeitig oder nachfolgend den oben beschriebenen Operationen eine vorbestimmte Anzahl sukzessiver Werte der Kurvenradien der jeweiligen Bahnen der Vorderachse 1, 2 und der Hinterachse 3, 4 des Kraftfahrzeuges.
Diese Kurvenradien können zum Beispiel mit der folgenden Gleichung berechnet werden:
R = (Vr + V&sub1;)C/2mod(Vr - V&sub1;)
wobei R der Radius der Bahn einer Achse gemessen zwischen dem Mittelpunkt der Kurve der Bahn und der Mittellinie der Achse ist, Vr die Bewegungsgeschwindigkeit des rechten Rades ist, V&sub1; die Bewegungsgeschwindigkeit des linken Rades ist, C ist die Spurbreite, dass ist die Distanz zwischen den Rädern, der Achse ist, und mod ein absoluter Wert ist.
Die Verarbeitungseinheit EPU kann die Bewegungsgeschwindigkeiten Vr und V&sub1; durch Multiplizieren der Winkelgeschwindigkeiten der rechten bzw. linken Räder (übermittelt durch die Sensoren) mit den nominellen Radien dieser Räder, berechnen.
Die Verarbeitungseinheit EPU kann zum Beispiel programmiert sein, einhundert sukzessive Werte der Kurvenradien der Bahnen der Vorder- und Hinterachse zu berechnen, korrespondierend zu beispielweise einhundert sukzessiven Rotationen der Räder.
Nach Berechnung der Kurvenradienwerte vergleicht die Verarbeitungseinheit EPU diese Werte mit einem vorbestimmten Referenzwert wie zum Beispiel 1 km. Im allgemeinen kann der Referenzwert für die Vorder- und Hinterachse verschieden sein, um beispielsweise einen Unterschied in den Längen dieser beiden Achsen zu berücksichtigen.
Im besonderen ist die Verarbeitungseinheit EPU auch programmiert die Anzahl der Werte der Kurvenradien welche kleiner sind als der korrespondierende Referenzwert für jede Achse zu zählen und die Achse zu identifizieren, welche den teilweise entleerten Reifen enthält als jene für welche die größte Anzahl an Kurvenradienwerten kleiner ist als der entsprechende Referenzwert.
Zu diesem Zeitpunkt, da die Diagonale und die Achse an der der zumindest teilweise entleerte Reifen angeordnet ist, identifiziert ist, aktiviert die Verarbeitungseinheit EPU die Anzeigevorrichtung I, die diesem Reifen zugeordnet ist.
Der Einfachheit halber, um die Anzahl an möglichen falschen Anzeigen zu eliminieren oder zumindest größtenteils zu reduzieren, kann die Verarbeitungseinheit EPU dazu programmiert werden, anzunehmen, dass ein zumindest teilweise entleerter Reifen auf einer Achse des Kraftfahrzeuges vorhanden ist, wenn die Differenz zwischen der Anzahl an Kurvenradienwerten, welche kleiner sind als der korrespondierende Referenzwert für eine Achse, und der Anzahl korrespondierender Werte für die andere Achse, eine vorbestimmte Anzahl übersteigt.
Natürlich können die Ausführungen und Herstellungsdetails der Erfindung stark abgeändert werden gegenüber jenen, die hier beschrieben und illustriert sind, ohne vom Schutzbereich der Erfindung wie in den beigeschlossenen Ansprüchen definiert, abzuweichen, wenn das Prinzip der Erfindung gleich bleibt.

Claims

1. Verfahren zur Feststellung des Auftretens eines zumindest teilweise entleerten Reifens an einem Kraftfahrzeug (V) mit vier Rädern (1-4), wobei jedes mit einem Reifen versehen ist, welches Verfahren folgende Schritte umfasst:

Messen der Winkelgeschwindigkeit (ω&sub1;-ω&sub4;) eines jeden Rades (1-4) und Generieren korrespondierender Geschwindigkeitssignale oder Daten,

Verarbeiten der Geschwindigkeitssignale oder Daten in einer elektronischen Verarbeitungseinheit (EPU), die dazu programmiert ist, die Differenz zwischen der Summe der Geschwindigkeitssignale oder Daten eines Paares diagonal gegenüberliegender Räder (1, 4) und der Summe der Geschwindigkeitssignale oder Daten des anderen Räderpaares (2, 3) zu berechnen und ein Alarmsignal zur Anzeige eines zumindest teilweise entleerten Reifes zu generieren, wenn die besagte Differenz größer ist als ein vorbestimmter Referenzwert; wobei das Vorzeichen dieser Differenz anzeigt, an welcher der Diagonalen (1, 4; 2, 3) sich der zumindest teilweise entleerte Reifen befindet;

wobei das Verfahren durch die folgenden zusätzlichen Operationen gekennzeichnet ist,

die Berechnung einer vorbestimmten Anzahl aufeinanderfolgender Werte von Krümmungsradien (R) der von der Vorderachse (1, 2) und der Hinterachse (3, 4) des Kraftfahrzeuges (V) gefolgten Bahn über eine vorbestimmte Gleichung als eine Funktion der Winkelgeschwindigkeiten (ω&sub1;, ω&sub2;, ω&sub3;, ω&sub4;) der Vorderräder (1, 2) bzw. der Hinterräder (3, 4) durch die Verarbeitungseinheit (EPU);

dem Vergleich der errechneten Krümmungsradien (R) für die Vorderachse (1, 2) und die Hinterachse (3, 4) mit entsprechenden, vorbestimmten Referenzwerten;

für jede Achse (1, 2; 3, 4) die Zählung der Anzahl an Werten von Krümmungsradien (R), die geringer sind als ihre entsprechenden Referenzwerte;

die Identifizierung jener Achse des Fahrzeuges (V), an der sich ein teilweise entleerter Reifen befindet, als jene, bei der die größere Anzahl an Werten von Krümmungsradien (R), die kleiner sind als der entsprechende Referenzwert, gefunden wurde und

die Generierung von Signalen, die auf Basis des Vorzeichens der genannten Differenz und der durch die zusätzlichen Operationen identifizierten Achse (1, 2; 3, 4) den zumindest teilweise entleerten Reifen anzeigen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Verarbeitungseinheit (EPU) die Differenz zwischen der Anzahl an Werten von Krümmungsradien (R), die kleiner sind als ihr entsprechender Referenzwert, für eine Achse (1, 2; 3, 4), und der entsprechenden Anzahl an Werten für die andere Achse (3, 4; 1, 2) berechnet, und annimmt, dass sich ein zumindest teilweise entleerter Reifen an einer Achse (1, 2; 3, 4) des Fahrzeuges (V) befindet, wenn die Differenz größer ist als ein vorbestimmter Wert.

3. Vorrichtung zur Feststellung des Auftretens eines zumindest teilweise entleerten Reifens an einem Kraftfahrzeug (V) mit vier Rädern (1-4), wobei jedes mit einem Reifen versehen ist, umfassend

Sensorvorrichtungen (S&sub1;-S&sub4;), um Signale oder Daten zu liefern, die auf die Winkelgeschwindigkeit eines jeden Rades (1-4) rückschließen lassen, und

eine mit den Sensorvorrichtungen (S&sub1;-S&sub4;) verbundene elektronische Verarbeitungseinheit (EPU), die dazu programmiert ist, die Differenz zwischen der Summe der Geschwindigkeitssignale oder Daten eines Paares diagonal gegenüberliegender Räder (1, 4) und der Summe der Geschwindigkeitssignale oder Daten des anderen Räderpaares (2, 3) zu berechnen und ein Alarmsignal zu generieren, welches anzeigt, dass ein Reifen zumindest teilweise entleert ist, wenn die besagte Differenz größer ist als ein vorbestimmter Referenzwert; wobei das Vorzeichen der genannten Differenz anzeigt, an welcher Diagonale (1, 4; 2, 3) sich der zumindest teilweise entleerte Reifen befindet;

dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Verarbeitungseinheit (EPU) auch dazu programmiert ist,

eine vorbestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Werte von Krümmungsradien (R) der von der Vorderachse (1, 2) und der Hinterachse (3, 4) des Kraftfahrzeugs (V) gefolgten Bahn über eine vorbestimmten Gleichung als eine Funktion der Winkelgeschwindigkeiten (ω&sub1;, ω&sub2;, ω&sub3;, ω&sub4;) der Vorderräder (1, 2) und der Hinterräder (3, 4) zu errechnen;

die Krümmungsradien (R), welche für die Vorderachse (1, 2) und für die Hinterachse (3, 4) errechnet wurden, mit entsprechenden vorbestimmten Referenzwerten zu vergleichen;

die Anzahl an Werten von Krümmungsradien (R), die kleiner sind als ihr entsprechender Referenzwert, für jede Achse (1, 2; 3, 4) zu zählen;

die Achse des Kraftfahrzeuges (V), an der sich der zumindest teilweise entleerte Reifen befindet, als jene Achse zu identifizieren, bei der die größere Anzahl an Werten von Krümmungsradien (R), die kleiner sind als der entsprechende Referenzwert, gefunden wurde und

Signale zu generieren, die auf der Basis des Vorzeichens der genannten Differenz und der identifizierten Achse den zumindest teilweise entleerten Reifen identifizieren.

4. Vorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Verarbeitungseinheit (EPU) dazu programmiert ist, die Differenz zwischen der Anzahl an Werten von Krümmungsradien (R), die kleiner sind als ihr entsprechender Referenzwert, für eine Achse (1, 2; 3, 4), und der entsprechenden Anzahl an Werten von Krümmungsradien für die andere Achse (3, 4; 1, 2) zu berechnen und anzunehmen, dass eine Achse (1, 2; 3, 4) des Kraftfahrzeuges (V) einen zumindest teilweise entleerten Reifen aufweist, wenn diese Differenz größer als ein vorbestimmter Wert ist.