DE69714140T3

DE69714140T3 - Gerät zur Reifendruckabschätzung auf Basis der Drehgeschwindigkeit von Fahrzeugrädern und der Reifentemperatur

Info

Publication number: DE69714140T3
Application number: DE69714140T
Authority: DE
Inventors: Hideki Toyota-shi Ohashi; Hiroyuki Toyota-shi Kawai; Hiroyoshi Toyota-shi KOJIMA; Takeyasu Kariya-city Taguchi; Kenji Kariya-city Fujiwara; Takaji Aichi-gun Umeno
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: EP0808731B1; DE69714140T2; EP0808731B2; KR100295033B1; JP3300601B2; DE69714140D1; EP0808731A2; KR970074032A; US5913241A; JPH09309304A; EP0808731A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im allgemeinen Verfahren zur Abschätzung oder zum indirekten Erfassen eines Luftdruckzustands eines Reifens eines Rads eines Motorfahrzeugs auf der Grundlage einer Bewegung des Fahrzeugrads und betrifft in mehr besonderer Weise Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit der Erfassung oder Abschätzung des Luftdruckzustands des Fahrzeugreifens.
Bemerkungen zum Stand der Technik
Es ist ein Verfahren zum direkten Erfassen des Luftdrucks in einem Raum innerhalb eines Reifens eines Fahrzeugrads bekannt, um den Bediener oder Fahrer eines Motorfahrzeugs zum Luftdruck des Reifens während der Fahrt des Fahrzeugs zu informieren. Da sich der Reifen während der Fahrt des Fahrzeugs dreht, ist es vergleichsweise schwierig, den Luftdruck des Reifens direkt zu erfassen. Im Hinblick auf diese Schwierigkeit ist ein Verfahren zum Abschätzen des Luftdrucks des Reifens auf der Grundlage der Bewegung des Fahrzeugrads vorgeschlagen worden, wie in der JP-A-5-133831 und der EP-A-0 636 503 beschrieben ist.
Ein Gerät zur Abschätzung eines Luftdrucks eines Reifens gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1–19 ist aus der EP-A-0 636 503 bekannt.
Das Verfahren zum Abschätzen des Luftdrucks des Reifens beruht auf einer Tatsache, dass der Luftdruck des Reifens eine gegebene Beziehung mit der Formfestigkeit des Reifens aufweist. Die Formfestigkeit des Reifens weist nicht nur eine Komponente auf, die auf dem Luftdruck in einem Raum innerhalb des Reifens beruht, sondern auch eine Komponente, die auf der Härte eines Gummimaterials des Reifens beruht. Diese zwei Komponenten der Formfestigkeit des Reifens können nicht unabhängig voneinander abgeschätzt werden. Es wird auch darauf hingewiesen, dass sich die Gummihärte des Reifens mit der Temperatur des Gummimaterials verändert.
Das bekannte Verfahren zum Abschätzen oder indirekten Erfassen des Luftdrucks des Reifens ist nicht angepasst, eine Änderung der Reifentemperatur beim Abschätzen des Luftdrucks des Reifens zu berücksichtigen. In diesem Fall unterscheidet sich der abgeschätzte Luftdruck in dem Reifen infolge einer Änderung der Gummihärte, die durch eine Änderung der Reifentemperatur bewirkt ist von dem tatsächlichen Druckwert, selbst wenn der Reifenluftdruck, der bei einer gegebenen Temperatur des Reifens abgeschätzt ist, den tatsächlichen Wert genau darstellt.
Das vorstehend erwähnte Verfahren zum Abschätzen des Reifenluftdrucks kann verwendet werden, um den Fahrzeugführer zu informieren, dass der Luftdruck unnormal niedrig ist. In diesem Fall kann der unnormal niedrige Luftdruck des Reifens abgeschätzt werden, wenn die Gummihärte des Reifens infolge eines Anstiegs der Reifentemperatur übermäßig zurückgegangen ist, selbst wenn der tatsächliche Luftdruck des Reifens normal ist, d. h., selbst wenn der Fahrzeugführer nicht hinsichtlich der Abnormität des Reifenluftdrucks aufmerksam gemacht wird. Im entgegengesetzten Fall kann der unnormal niedrige Luftdruck des Reifens nicht abgeschätzt werden, wenn die Gummihärte infolge eines Abfalls der Reifentemperatur übermäßig erhöht ist, selbst wenn der tatsächliche Luftdruck unnormal niedrig ist, d. h., selbst wenn der Fahrzeugführer auf die Abnormität des Reifenluftdrucks aufmerksam gemacht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zur Reifendruckabschätzung für ein Motorfahrzeug zu schaffen, welches mindestens das Problem des vorstehend beschriebenen Standes der Technik wesentlich mindert, indem beim Abschätzen des Luftdrucks die Reifentemperatur berücksichtigt wird.
Die vorstehend erwähnte Aufgabe kann gemäß dem Prinzip dieser Erfindung erfüllt werden, wie im Anspruch 1 definiert ist. Ein Gerät zur Abschätzung eines Luftdrucks eines Reifens eines bereiften Rads eines Motorfahrzeugs auf der Grundlage einer Bewegung des bereiften Rads wird aufgezeigt, wobei der Luftdruck des Reifens auf der Grundlage einer Temperatur des Reifens als auch der Bewegung des bereiften Rads abgeschätzt wird.
In dem vorstehend beschriebenen Gerät zur Reifendruckabschätzung der vorliegenden Erfindung wird der Luftdruck des Reifens auf der Grundlage nicht nur der Bewegung des bereiften Rads abgeschätzt, sondern auch der Temperatur des Reifens, so dass der Luftdruck des Reifens für eine Änderung der Reifentemperatur ausgeglichen wird. Demgemäß wird die Genauigkeit der Abschätzung des Reifenluftdrucks des vorliegenden Geräts gegenüber den Geräten des Stands der Technik erhöht.
Die „Bewegung des bereiften Rads" kann durch einen physikalischen Wert dargestellt werden, der eine Drehbewegung des bereiften Rads anzeigt, wie z. B. eine Winkelgeschwindigkeit, eine Winkelbeschleunigung, eine Umfangsgeschwindigkeit, eine Umfangsbeschleunigung oder die Frequenz eines solchen Drehbewegungswerts, oder wahlweise durch einen physikalischen Wert, der eine senkrechte Linearbewegung des bereiften Rads anzeigt wie z. B, eine Vertikalbeschleunigung oder die Frequenz der Vertikalbeschleunigung.
Die Abschätzung „eines Luftdrucks des Reifens" schließt die absolute Abschätzung des Werts des Luftdrucks, die statische Abschätzung dahingehend ein, ob der Luftdruck niedriger oder höher als ein Schwellenwert oder ein kritischer Wert ist, oder die dynamische Abschätzung dahingehend, ob die Geschwindigkeit oder die Änderungsmenge des Luftdrucks niedriger oder höher bzw. kleiner oder größer als ein Schwellenwert oder ein kritischer Wert ist. Demgemäß kann die Ausgabe des vorliegenden Geräts den abgeschätzten Wert des Luftdrucks anzeigen oder kann die Form einer Anzeige annehmen, dass der Luftdruck unnormal niedrig oder hoch ist, einer Anzeige, dass die Verminderungsgeschwindigkeit des Luftdrucks unnormal hoch ist, einer Anzeige, dass die Anstiegsrate des Luftdrucks unnormal hoch ist, oder einer Anzeige, dass die Änderungsmenge des Luftdrucks unnormal groß ist.
Das Gerät weist auf: einen Radbewegungssensor zum Erfassen der Bewegung des bereiften Rads, einen Temperaturvariablensensor zum Erfassen einer temperaturspezifischen Variablen mit Bezug auf die Temperatur des Reifens und eine Abschätzungsvorrichtung zum Abschätzen des Luftdrucks des Reifens auf der Grundlage der temperaturspezifischen Variablen als auch der Bewegung des bereiften Rads.
Die Genauigkeit der Abschätzung des Luftdrucks des Reifens wird auf Grund der Abschätzung auf der Grundlage nicht. nur der Bewegung des bereiften Rads erhöht, sondern auch der temperaturspezifischen Variablen in Bezug auf die Temperatur des Reifens.
Die temperaturspezifische Variable kann die Temperatur des Reifens an sich sein, eine Temperatur, wie z. B. die Umgebungstemperatur, welche die Härte oder die Formfestigkeit des Gummimaterials des Reifens beeinflusst oder ein nichttemperaturbezogener physikalischer Wert, welcher die Härte oder die Formfestigkeit des Gummimaterials des Reifens beeinflusst. Der nichttemperaturbezogene physikalische Wert kann eine Fahrdistanz des Fahrzeugs nach dem Einschalten des Zündschalters sein. Im allgemeinen nimmt die Temperatur des Reifens mit einer Vergrößerung der Fahrdistanz des Fahrzeugs zu. In anderen Worten, es besteht eine gewisse Beziehung zwischen der Fahrdistanz des Fahrzeugs und der Temperatur des Reifens.
Wie vorstehend beschrieben, die Ausgabe des Geräts kann die Form einer Anzeige des Abschätzwerts des Luftdrucks an sich sein oder eine Anzeige eines statischen oder dynamischen Zustands des Luftdrucks.
In dem erfindungsgemäßen Aufbau weist die Abschätzungsvorrichtung auf: eine Behelfswert-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Behelfswerts des Luftdrucks des Reifens auf der Grundlage der Bewegung des bereiften Rads, die durch den Radbewegungssensor so erfasst ist, dass der Behelfswert einen tatsächlichen Wert des Luftdrucks darstellt, wenn die temperaturspezifische Variable, die durch den Temperaturvariablensensor erfasst ist, gleich einem Bezugswert ist, und eine Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich des Behelfswerts, der durch die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung auf der Grundlage der temperaturspezifischen Variablen und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen der temperaturspezifischen Variablen und einem Endwert des Luftdrucks berechnet ist, welcher der Behelfswert ist, der durch die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung ausgeglichen ist.
Der Luftdruck des Reifens kann auf der Grundlage der erfassten Bewegung des bereiften Rads und der erfassten temperaturspezifischen Variablen abgeschätzt werden. Der vorstehend beschriebene Aufbau mit der Behelfswert-Ausgleichsvorrichtunq kann ohne weiteres erhalten werden, indem die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung der Behelfswert-Berechnungsvorrichtung hinzugefügt wird, welche der Abschätzungsvorrichtung des vorliegenden Geräts entspricht. Daher ist der vorliegende Aufbau mit relativ geringen Kosten verfügbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aufbaus mit der Behelfswert-Berechnungsvorrichtung und der Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung weist der Radbewegungssensor einen Raddrehzahlsensor zum Erfassen der Drehzahl des bereiften Rads als die Bewegung des bereiften Rads auf, und die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung weist eine Störungsbeobachtungsvorrichtung auf, die gemäß einem dynamischen Modell des bereiften Rads ausgelegt ist, in welchem eine Felge und ein Gürtel durch eine Torsionsfeder miteinander relativ zueinander drehbar verbunden sind. In diesem Fall ist die Störungsbeobachtungsvorrichtung angepasst, eine Abweichungsmenge einer Federkonstanten der Torsionsfeder von einem Nennwert als eine Störung, die auf den Reifen einwirkt, und als eine Variable, die einen Zustand des dynamischen Modells anzeigt, auf der Grundlage der Drehzahl des bereiften Rads abzuschätzen, welche durch den Raddrehzahlsensor als eine Drehzahl der Felge erfasst ist, und die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung ist angepasst, den Behelfswert des Luftdrucks des Reifens auf der Grundlage der Störung zu berechnen, welche durch die Störungsbeobachtungsvorrichtung abgeschätzt ist.
In jüngster Zeit wird eine Radregelvorrichtung, wie z. B. ein Antiblockierbremsregelgerät oder eine Antriebsschlupfregelung, in Motorfahrzeugen weit verbreitet verwendet. Die meisten der Motorfahrzeuge, die mit einer solchen Radregelvorrichtung ausgestattet sind, weisen einen Raddrehzahlsensor zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit jedes Rads auf. Daher ist die vorstehend erwähnte bevorzugte Ausführungsform zu relativ niedrigen Kosten ohne eine Hardware verfügbar, die ausschließlich zum Erfassen der Raddrehzahl verwendet wird.
Die Drehgeschwindigkeit des bereiften Rads oder der Felge, die durch den Raddrehzahlsensor erfasst wird, kann die Winkelgeschwindigkeit des Rads oder der Felge oder die Umfangsgeschwindigkeit des Rads oder der Felge sein, welche ein Produkt der Winkelgeschwindigkeit und des Radius des Rads oder der Felge ist.
Die Berechnung des Behelfswerts des Luftdrucks auf der Grundlage der Störung, die durch die Störungsbeobachtungsvorrichtung abgeschätzt ist, kann durch Berechnen der tatsächlichen Federkonstante der Torsionsfeder erfolgen, durch Erhalten einer Summe des Nennwerts der Federkonstanten und der abgeschätzten Abweichungsmenge der Federkonstanten von dem Nennwert. Der Nennwert der Federkonstanten kann ein Festwert sein oder kann eine Variable sein, welche erhalten oder aktualisiert wird, indem die Abweichungsmenge der Federkonstanten, die in dem letzten Steuerzyklus abgeschätzt ist, zu dem Nennwert addiert wird, der in dem letzten Steuerzyklus verwendet ist. In dem letzteren Fall wird die aktualisierte Variable als der Nennwert in dem nächsten Steuerzyklus verwendet. Der Nennwert kann wiederholt verändert oder aktualisiert werden, bis die geschätzte Abweichungsmenge der Federkonstanten im wesentlichen Null ist. In diesem Fall wird der Nennwert, wenn die geschätzte Abweichungsmenge im wesentlichen Null ist, als der Istwert der Federkonstanten der Torsionsfeder verwendet.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Aufbaus mit der Behelfswert-Berechnungsvorrichtung und der Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung berechnet die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung den Behelfswert des Luftdrucks des Reifens auf der Grundlage einer Frequenz mindestens einer einer Vielzahl von Frequenzkomponenten der Bewegung des bereiften Rads innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches, wobei die vorstehend aufgezeigte mindestens eine der Vielzahl von Frequenzkomponenten eine im wesentlichen größte Intensität aufweist.
In dem vorliegenden Gerät kann auch die „Bewegung des bereiften Rads" durch einen physikalischen Wert dargestellt werden, der eine Drehbewegung des bereiften Rads anzeigt, wie z. B. die Winkelgeschwindigkeit oder Winkelbeschleunigung, eine Umfangsgeschwindigkeit oder eine Umfangsbeschleunigung oder die Frequenz eines solchen Drehbewegungswerts, oder wahlweise durch einen physikalischen Wert, der eine senkrechte Linearbewegung des bereiften Rads anzeigt, wie z. B. eine senkrechte Beschleunigung oder die Frequenz der senkrechten Beschleunigung. In dem vorliegenden Gerät kann der Radbewegungssensor ein Sensor zum Erfassen der Geschwindigkeit des bereiften Rads sein, ein Sensor zum Erfassen der Beschleunigung eines Upsprungelements des Motorfahrzeugs, ein Sensor zum Erfassen der Höhe des Motorfahrzeugs oder ein Sensor zum Erfassen einer Belastung, die auf das Motorfahrzeug einwirkt.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Aufbaus mit der Behelfswert-Berechnungsvorrichtung und der Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung bestimmt die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung einen Ausgleichskoeffizienten auf der Grundlage der temperaturspezifischen Variablen, die durch den Temperaturvariablensensor erfasst ist, und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Ausgleichskoeffizienten und der temperaturspezifischen Variablen, und die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung berechnet den Endwert des Luftdrucks des Reifens durch Multiplizieren des Behelfswerts mit dem Ausgleichskoeffizienten.
Die vorbestimmte Beziehung zwischen dem Ausgleichskoeffizienten und der temperaturspezifischen Variablen kann so formuliert werden, dass der Ausgleichskoeffizient größer ist, wenn die temperaturspezifische Variable eine relativ hohe Temperatur des Reifens anzeigt, als dann, wenn die temperaturspezifische Variable eine relativ niedrige Temperatur des Reifens anzeigt. In diesem Fall wird der Luftdruck für eine Verminderung der Härte des Gummimaterials des Reifens infolge einer Erhöhung der Temperatur des Reifens ausgeglichen.
Wahlweise kann die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung angepasst sein, eine Ausgleichsmenge auf der Grundlage der temperaturspezifischen Variablen zu bestimmen, die durch den Temperaturvariablensensor erfasst ist, und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Ausgleichsmenge und der temperaturspezifischen Variablen. In diesem Fall ist die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung angepasst, den Endwert des Luftdrucks des Reifens durch Addieren der Ausgleichsmenge zu dem Behelfswert zu berechnen. In diesem Beispiel kann die vorbestimmte Beziehung zwischen der Ausgleichsmenge und der temperaturspezifischen Variablen so formuliert werden, dass die Ausgleichsmenge größer ist, wenn die temperaturspezifische Variable eine relativ hohe Temperatur des Reifens anzeigt, als dann, wenn die temperaturspezifische Variable eine relativ niedrige Temperatur des Reifens anzeigt. Auch in diesem Fall wird der Luftdruck für eine Verminderung der Härte des Gummimaterials des Reifens infolge einer Erhöhung der Temperatur des Reifens ausgeglichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die temperaturspezifische Variable, die durch den Temperaturvariablensensor erfasst ist, eine Umgebungstemperatur des Motorfahrzeugs.
Obgleich die Temperatur des Reifens an sich wünschenswert als die Temperatur erfasst wird, welche die Härte des Gummimaterials des Reifens beeinflusst, ist die Erfassung der Reifentemperatur vergleichsweise schwierig. Andererseits ist die Erfassung der Umgebungstemperatur des Fahrzeugs vergleichsweise einfach, und es besteht eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur des Reifens. D. h., die Temperatur des Reifens nimmt mit einem Anstieg der Umgebungstemperatur des Fahrzeugs zu. Im Hinblick auf diese Tatsache wird die Umgebungstemperatur anstelle der Temperatur des Reifens in der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet. In dieser Hinsicht wird darauf hingewiesen, dass einige der Motorfahrzeuge der jüngsten Zeit mit einem Umgebungstemperatursensor zum Erfassen der Umgebungstemperatur z. B. zum Steuern eines Klimaregelgeräts zur automatischen Klimaregelung in der Fahrer- und der Fahrgastkabine des Fahrzeugs oder zur Information des Fahrers des Fahrzeugs zu einem vereisten Zustand der Straßenoberfläche ausgestattet sind. Wird das vorliegende Gerät zur Reifendruckabschätzung in einem Motorfahrzeug mit einem Umgebungstemperatursensor zur automatischen Klimaregelung oder zum Bereitstellen der Straßenoberflächeninformation oder für andere Zwecke verwendet, kann das Gerät zur Reifendruckabschätzung den Umgebungstemperatursensor nutzen, um die Umgebungstemperatur als die temperaturspezifische Variable zu nutzen und ist demgemäß zu relativ niedrigen Kosten verfügbar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend erwähnte Aufgabe und optionalen Ziele, Merkmale, Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
1 zeigt eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Ausführungsform eines Geräts zur Reifendruckabschätzung der vorliegenden Erfindung in der Form eines Geräts zur Erfassung der Abnormität des Reifenluftdrucks.
2 zeigt eine Ausbruch-Querschnittansicht eines bereiften Rads des Fahrzeugs, dessen Reifenluftdruck durch das Gerät der 1 erfasst wird,
3 zeigt eine Ansicht zur Darstellung eines dynamischen Modells des bereiften Rads der 2,
4 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung der Funktionselemente des Geräts der 1,
5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer Routine, die durch einen Computer des Geräts der 1 ausgeführt wird, um die Abnormität des Reifenluftdrucks zu erfassen,
6 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Störungsbeobachtungsvorrichtung, die in das Gerät integriert ist,
7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer Routine, die durch den Computer des Geräts der 1 ausgeführt wird, um die Korrelationsfunktionen zum Erlangen einer Federkonstantenänderung des bereiften Rads zu berechnen,
8 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch ein Prinzip des Ausgleichs des Reifenluftdrucks durch das Gerät der 1 darstellt,
9 zeigt ein Kurvenbild zur Erläuterung der Einzelheiten des Ausgleichs des Reifenluftdrucks,
10 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Beziehung des Geräts der 1 mit einem Antiblockierbremsregelgerät und einem Klimaregelgerät, welche zusammen mit dem Gerät der Fig. i in einem Motorfahrzeug installiert sind,
11 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung von Funktionselementen eines Geräts zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung,
12 zeigt ein Ablaufdiagramm, das durch einen Computer des Geräts der 11 zum Erfassen der Abnormität des Reifenluftdrucks ausgeführt wird,
13 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung von Funktionselementen eines Geräts zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung,
14 zeigt ein Kurvenbild zur Erläuterung der Einzelheiten des Ausgleichs des abgeschätzten Reifenluftdrucks in der Ausführungsform der 13,
15 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung von Funktionselementen eines Geräts zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung,
16 zeigt ein Kurvenbild zur Erläuterung der Einzelheiten des Ausgleichs des Luftdruckwerts in dem Gerät der 15,
17 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung von Funktionselementen eines Geräts zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität gemäß einer noch weiteren Ausführungsform dieser Erfindung, und
18 zeigt ein Kurvenbild zur Erläuterung der Einzelheiten des Ausgleichs des Luftdruckwerts in dem Gerät der 17.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wird zunächst ein Gerät zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität beschrieben, das gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Dieses Gerät weist eine magnetische Aufnahmevorrichtung 12 auf, die angrenzend an einen Rotor 10 angeordnet ist, welcher sich mit einem bereiften Rad dreht, wie allgemein mit 14 in 2 bezeichnet. Die magnetische Aufnahmevorrichtung 12 dient als ein Raddrehzahlsensor zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit des Rads 14. Der Rotor 10 weist eine Vielzahl von Zähnen 16 auf, die entlang dessen Außenumfang so ausgebildet sind, dass die Zähne 16 im gleichen Abstand voneinander in der Umfangsrichtung angeordnet sind, d. h. in der Drehrichtung des Rotors 10.
Die magnetische Aufnahmevorrichtung oder der Raddrehzahlsensor 12 ist aufgebaut, um ein Ausgangssignal in der Form eines Spannungssignals zu erzeugen, dessen Amplitude sich periodisch ändert, wenn die Zähne 16 an dem Erfassungskopf des Raddrehzahlsensors 12 vorbeigehen. Die Wellenform des Spannungssignals, das durch den Raddrehzahlsensor 12 erzeugt ist, wird durch eine Wellenformvorrichtung 18 zu einem Rechteckimpuls geformt, und das geformte Impulssignal wird an eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 22 eines Computers 20 angelegt. Während nur ein Satz des Rotors 10, des Raddrehzahlsensors 12 und der Wellenformvorrichtung 18 in 1 nur zum Zweck der Darstellung gezeigt ist, weist das Motorfahrzeug vier bereifte Räder 14 auf, und jedes dieser vier bereiften Räder 14 ist mit dem Rotor 10, dem Raddrehzahlsensor 12 und der Wellenformvorrichtung 18 versehen. Jeder Raddrehzahlsensor 12 ist über die geeignete Wellenformvorrichtung 18 mit dem Computer 20 verbunden.
Jedes bereifte Rad 14 besteht aus einem Metallradelement 24 und einem Reifen 26, der auf einer Felge des Radelements 24 angeordnet ist. Das bereifte Rad 14 wird dynamisch als ein System oder Modell simuliert, wie in 3 gezeigt ist, in welchem eine innere Felge 28 und ein äußerer Gürtel 30 über eine Zwischentorsionsfeder 32 so miteinander verbunden sind, dass die Felge 28 und der Gürtel 30 relativ zueinander drehbar sind. Der Gürtel 30 wird als die Außenoberfläche des Reifens 26 angesehen, mit welchem das bereifte Rad 14 mit der Straßenoberfläche in Kontakt ist. Da der Rotor 10 so angeordnet ist, um sich mit dem Metallradelement 24 zu drehen, wird der Raddrehzahlsensor 12 in der Form der magnetischen Aufnahmevorrichtung betrachtet, in einem engeren Sinne ein Drehzahlsensor, der angepasst ist, eine Winkelgeschwindigkeit der Felge 28 zu erfassen.
Der Computer 20 weist eine CPU 40 als eine Zentrale Verarbeitungseinheit und zwei Speichervorrichtungen in der Form eines Festwertspeichers (ROM) 42 und eines Direktzugriffspeichers (RAM) 44 auf, wie in 1 gezeigt ist. Der ROM 42 speichert ein Steuerprogramm zum Berechnen der Winkelgeschwindigkeit der Felge 28 und arbeitet mit der CPU 40 und dem RAM 44 zusammen, um eine Felgengeschwindigkeit-Berechnungsvorrichtung 45 auszubilden, die in dem Blockdiagramm der 4 gezeigt ist.
Der Computer 20 ist mit einem anderen Computer 47 verbunden, wie in 1 gezeigt ist, welcher eine CPU 49 als eine Zentrale Verarbeitungseinheit und Speichervorrichtungen in der Form eines Festwertspeichers (ROM) 49 und eines Direktzugriffspeichers (RAM) 50 und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 51 als eine Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung aufweist. Der ROM 49 speichert verschiedene Steuerprogramme, wie z. B. ein Programm zum Ausführen einer Routine zum Erfassen der Reifenluftdruckabnormität, die in dem Ablaufdiagramm der 5 gezeigt ist, und mit der CPU 48 und dem RAM 50 zusammenarbeitet um eine Störungsbeobachtungsvorrichtung 52, eine Parameter-Berechnungsvorrichtung 53 und einen Abnormitätsbestimmungsprozessor 65 auszubilden, wie in dem Blockdiagramm der 4 gezeigt ist. Die Parameter-Berechnungsvorrichtung 53 weist eine Korrelationsberechnungsvorrichtung 56, eine Ausgleichsvorrichtung 58, eine Luftdruckabweichung-Berechnungsvorrichtung 60, eine Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 62 und eine Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 64 auf.
Mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 51 des Computers 47 ist eine Anzeigevorrichtung 66 verbunden, welche den Inhalt einer Ausgabe des Abnormitätsbestimmungsprozessors 65 anzeigt, d. h. ein Ergebnis der Bestimmung durch den Abnormitätsbestimmungsprozessor 65 anzeigt. Die Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 66 unterstützt den Fahrer des Fahrzeugs beim Erkennen des Zustands jedes bereiften Rads 14. Während die Anzeigevorrichtung 66 eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform ist, kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 66 durch jede andere geeignete Anzeigevorrichtung, wie z. B. eine Anzeigelichtsignalvorrichtung, in einer geeigneten Weise, z. B. durch Flackern, oder eine Sprachausgabevorrichtung, welche zum Fahrzeugführer spricht, ersetzt werden.
Mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 51 ist auch eine Drehmoment-Erfassungsvorrichtung 68 verbunden, die angepasst ist, ein Antriebsdrehmoment oder ein Bremsmoment des Radelements 24 (Felge 28) zu erfassen. Z. B. kann die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung 68 eine Dehnungsmessvorrichtung aufweisen, die an der Achse des Radelements 24 fest angeordnet ist.
Ein Temperatursensor 70 ist ebenfalls mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 51 verbunden. Der Temperatursensor 70 ist in einem Vorderabschnitt des Motorfahrzeugs angeordnet (z. B. angrenzend an eine vordere Stoßstange) und weist einen Thermistor auf, dessen Widerstand sich mit einer Umgebungstemperatur t des Fahrzeugs verändert.
Nachstehend wird die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 beschrieben.
Die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 ist gemäß dem dynamischen Modell des bereiften Rads 14 angeordnet, wie in 3 gezeigt ist. Wenn das bereifte Rad 14 als das dynamische Modell der 3 simuliert wird, wobei die Felge 28 und der Gürtel 30, welche jeweils die Trägheitsmomente J_R und J_B aufweisen, durch die Torsionsfeder 32 mit einer Federkonstanten K verbunden sind, werden die folgenden Zustandsgleichungen (1), (2) und (3) begründet, um ein lineares dynamisches System zu definieren: JRωR' = –KθRB + T1 (1) JBωB' = KθRB – Td (2) θRB' = ωR – ωB (3)wobei

ω_R:: Winkelgeschwindigkeit der Felge 28,
ω_R':: Winkelbeschleunigung der Felge 28,
ω_B:: Winkelgeschwindigkeit des Gürtels 30;
ω_B':: Winkelbeschleunigung des Gürtels 30,
θ_RB:: Verdrehwinkel zwischen der Felge 28 und dem Gürtel 30,
T₁:: Antriebsdrehmoment oder Bremsmoment, das durch die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung 68 erfasst ist,
T_d:: Störungsdrehmoment, das sich aus Unregelmäßigkeiten des Straßenoberflächenzustands ableitet.

Zwischen der Felge 28 und dem Gürtel 30 liegt eine Dämpfungsvorrichtung vor. Da der Einfluss der Dämpfungsvorrichtung relativ klein ist, wird das Vorliegen der Dämpfungsvorrichtung in den vorstehend erwähnten Gleichungen der vorliegenden Ausführungsform ignoriert.
Die vorstehend erwähnten Zustandsgleichungen (1), (2) und (3) können in die folgende Gleichung (4) umgewandelt werden,
Die Bewegung des bereiften Rads 14, wenn die Federkonstante K der Torsionsfeder 32 infolge einer Änderung des Luftdrucks des Reifens 26 von K nach K + AK verändert ist, wird durch die
Die Änderungsmenge AK der Federkonstanten K ist gleichwertig einer Störungsmenge, die auf den Reifen 26 in dem Normalzustand einwirkt, wobei die Störung durch den letzten Ausdruck des rechten Elements der vorstehend erwähnten Gleichung (5) ausgedrückt wird. Es sollte klar sein, dass der letzte Ausdruck des rechten Elements der Gleichung (5) die Änderungsmenge AK einschließt, welche sich mit einer Änderung des Luftdrucks des Reifens 26 verändert. In anderen Worten, die Änderungsmenge des Luftdrucks des Reifens 26 kann abgeschätzt werden, indem die Störung, wie durch den letzten Ausdruck des rechten Elements der Gleichung (5) ausgedrückt, abgeschätzt wird. Die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 sollte angepasst sein, eine Gesamtstörung w abzuschätzen, welche das Störungsdrehmoment T_d (infolge einer Änderung des Straßenoberflächenzustands) des Rads 14 einschließt, als auch die Störung infolge der Änderung des Luftdrucks des Reifens 26. Die Gesamtstörung w wird durch die folgende Gleichung (6) dargestellt:
Theoretisch kann jedoch nur eines der drei Elemente der Störung w durch die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 abgeschätzt werden. Daher wird nur das zweite Element w₂ gemäß der folgenden Gleichung (7) abgeschätzt, und der Bewegungszustand des bereiften Rads 14 wird durch die folgende Zustandsgleichung (8) ausgedrückt: w2 = (–1/JB) Td + (ΔK/JB)θRB (7)
Daher ist die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 gemäß der vorstehend erwähnten Gleichung (8) betriebswirksam, um die Störung als eine der Variablen abzuschätzen, welche den Zustand des Systems widerspiegeln. Um die Störung w₂ der Gleichung (7) als eine der Variablen zu verwenden, wird die folgende Gleichung (9) verwendet, um die abzuschätzende Störung anzunähern: w2 = 0 (9)
Die Annäherung gemäß der vorstehend erwähnten Gleichung (9) bedeutet eine Annäherung (Annäherung nullter Ordnung) einer sich kontinuierlich verändernden Störung durch aufeinanderfolgende Werte, welche sich schrittweise ändern. Diese Annäherung ist im wesentlichen annehmbar, wenn die Störungsabschätzgeschwindigkeit der Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 hoch genug ist, um der Änderungsgeschwindigkeit oder der Geschwindigkeit der abzuschätzenden Störung zu folgen. Die folgende Gleichung (10) stellt ein erweitertes System dar, welches die Störung w₂ als eine der Systemvariablen gemäß der Gleichung (9) aufweist:
In der oben erwähnten Gleichung (10) kann [ω_Bθ_RBω2]^T nicht er fasst werden. In dem System, das die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 verwendet, kann nicht nur die Störung w₂ sondern können auch die Variablen ωB und θ_RB abgeschätzt werden, die nicht gemessen werden können.
Zur Vereinfachung wird die oben erwähnte Gleichung (10) in die folgenden Vektoren und Matrizen zerlegt:
Die Beobachtungsvorrichtung minimaler Ordnung zum Abschätzen des Zustands [z] = [ω_Bθ_RBω₂]^T wird durch die folgende Gleichung (11) ausgedrückt:
wobei

[z_p]:: Abschätzwert von [z],
[z_P']:: Änderungsgeschwindigkeit des Abschätzwerts [z_p],
[G]:: Verstärkungsfaktor, welcher die Abschätzgeschwindigkeit der Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 bestimmt.

Die vorstehend erwähnte Gleichung (11) wird durch das Blockdiagramm der 6 ausgedrückt, wobei [I] eine Einheitsmatrix darstellt, während „s" einen Laplace-Operator darstellt.
Wenn ein Fehler zwischen dem wahren Wert [z] und dem Abschätzwert [z_p] ausgedrückt wird als [e] = [z] – [z_p], und wenn eine Änderungsgeschwindigkeit des Fehlers [e] dargestellt wird durch [e']m, wird die folgende Gleichung (12) erhalten: [e' 1 = ([A22] – [G] [A12]) [e] (12)
Die vorstehend erwähnte Gleichung (12) zeigt die Abschätzkennlinie der Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 an, und die Eigenwerte der Matrix ([A22] – [G] [A12)) sind der Pol der Störungsbeobachtungsvorrichtung 52. Demgemäß nimmt die Abschätzgeschwindigkeit der Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 zu, wenn die Eigenwerte von dem Ursprung in der linken Hälfte der S-Ebene abweichen. Die Beobachtungsvorrichtungsverstärkung [G] wird in geeigneter Weise abhängig von einem Sollwert der Abschätzgeschwindigkeit der Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 bestimmt.
Die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, nimmt als eine Eingabe die Winkelgeschwindigkeit ω_R der Felge 28 auf, welche durch die Felgengeschwindigkeit-Berechnungsvorrichtung 45 berechnet ist. Auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeit θ_R schätzt die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 die Störung w₂ ab, wie durch die vorstehend erwähnte Gleichung (7) ausgedrückt, welche die Änderungsmenge ΔK der Federkonstanten K der Torsionsfeder 32 einschließt. Die Störung w₂ wird als ein Abschätzwert ω_Bp erhalten. Zusätzlich zu diesem Abschätzwert w_2p ist die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 angepasst, einen Abschätzwert θ_RBp der Winkelgeschwindigkeit ω_B des Gürtels 30 und einen Abschätzwert θ_RBp des Verdrehwinkels θ_RB zwischen der Felge 28 und dem Gürtel 30 zu erhalten, wobei die Werte θB und θ_RB nicht erfasst oder gemessen werden können.
Die Korrelationsberechnungsvorrichtung 56 und die Ausgleichsvorrichtung 58 werden nachstehend beschrieben.
Die Störung w_2p und der Verdrehwinkel θ_RBp, abgeschätzt durch die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52, werden an die Parameter-Berechnungsvorrichtung 53 angelegt, wobei die Abschätzwerte w_2p und θ_RBp durch die Korrelationsberechnungsvorrichtung 56 und die Ausgleichsvorrichtung 58 verarbeitet werden, um eine Änderungsmenge der Federkonstanten K der Torsionsfeder 32 zu erhalten.
Die Korrelationsberechnungsvorrichtung 56 ist angepasst, die in dem Ablaufdiagramm der 7 gezeigte Routine auszuführen, um Korrelationsfunktionen zu berechnen, um die Änderungsmenge der Federkonstanten K zu erhalten.
Die Routine der 7 wird mit Schritt S21 eingeleitet, um die Ganzzahl „i" auf „1" zurückzusetzen und die Korrelationsfunktionen C (w_2p, θ_RBp) und C (θ_RBp, θ_RBp) auf „0" zurückzusetzen. Die Korrelationsfunktionen C(w_2p, θ_RBp) ist eine Funktion der Kreuzkorrelation zwischen dem Abschätzwert w_2p der Störung w₂, ausgedrückt durch die vorstehend erwähnte Gleichung (7) und den Abschätzwert θ_Rgp des Verdrehwinkels ORB,
während die Funktion C (θ_RB., θ_RBp) eine Funktion der Autokorrelation des abgeschätzten Verdrehwinkelwerts θ_RBp ist. In anderen Worten, die Inhalte der „Kreuzkorrelation"- und „Autokorrelation"-Speicher des RAM 50 werden im Schritt S21 gelöscht.
Schritt S22 wird dann ausgeführt, um den vorliegenden abgeschätzten Störungswert w_2p (i) und den vorliegenden geschätzten Verdrehwinkelwert θ (i) zu lesen. Schritt S22 folgt Schritt S23, um ein Produkt des abgeschätzten Störungswerts W_2p(i) und des abgeschätzten Verdrehwinkelwerts θ_RBp(i) zu berechnen und das Produkt zu dem letzten Wert der Kreuzkorrelationsfunktion C (w_2p, θ_RBp) zu addieren. In dem ersten Ausführungszyklus der Routine der 7 ist der letzte Wert der Kreuzkorrelationsfunktion C (w_2p, θ_RBp) Null, und das vorstehend angegebene Produkt w_2p (i) X θ_RBp(i)) wird in dem „Kreuzkorrelation"-Speicher des RAM 50 gespeichert.
Die Steuerung geht dann zu dem Schritt S24, um das Quadrat des abgeschätzten Verdrehwinkelwerts θ_RBp (i) zu erhalten, und addiert den erhaltenen Quadratwert zu dem letzten Wert der Autokorrelationsfunktion C (θ_RB _p, θ_RBp), um dadurch die Autokorrelationsfunktion C (θ_RB _p, θ_RBp) zu aktualisieren. Der aktualisierte Wert wird in dem „Autokorrelation"-Speicher gespeichert.
Schritt S25 wird dann ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Ganzzahl „i" gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert „M" ist. Zuerst wird eine verneinende Aussage (NEIN) im Schritt S25 erhalten, und der Steuerablauf geht zum Schritt S26, um die Ganzzahl „i" zu inkrementieren, und kehrt dann zum Schritt S22 zurück. Die Schritte S22 bis S26 werden wiederholt ausgeführt, bis im Schritt S25 eine bejahende Aussage (JA) erhalten wird.
Die bejahende Aussage (JA) wird im Schritt S25 erhalten, wenn die Schritte S22, S23 und S24 die vorbestimmte Anzahl von Wiederholungen „M" durchlaufen haben. Dadurch werden die Kreuzkorrelationsfunktion C(w_2p, θ_RBp) und die Autokorrelationsfunktion C(6RBp, 6RBp) durch die Korrelationsberechnungsvorrichtung 56 erhalten.
Nachdem die Kreuzkorrelationsfunktion C (w2_p, θ_RBp) und die Autokorrelationsfunktion C (θ_RBp, θ_RBp) durch die Korrelationsberechnungsvorrichtung 56 erhalten sind, erzielt die Ausgleichsvorrichtung 58 einen Ausgleichswert L_k gemäß der folgenden Gleichung (13), und der erhaltene Ausgleichswert L_k wird in einem L_k-Speicher des RAM 50 gespeichert. Lk = C(W2p, θRBp)/C(θRBp, θRBp) (13)
Der Wert L_k, der gemäß der vorstehend erwähnten Gleichung (13) erhalten wird, kann durch die folgende Gleichung (14) auf der Grundlage der vorstehend erwähnten Gleichung (7) ausgedrückt werden: Lk = (–2/JB)C0 + ΔK/JB (14)
Da der Wert C₀ durch C (T_dp, θ_RBp)/C(θ_RBp, θ_RBp) dargestellt wird und unabhängig von einer Änderung der Federkonstanten K ist, kann der Wert C_o erhalten werden, wenn der Luftdruck des Reifens 26 normal ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Wert C (T_dp, θ_RBp) eine Funktion der Kreuzkorrelation zwischen dem abgeschätzten Wert T_dp des Störungsdrehmoments T_d und dem abgeschätzten Wert θ_RBp des Verdrehwinkels ORB ist.
Nachstehend werden die Luftdruckabweichung-Berechnungsvorrichtung 60, die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 62 und die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 64 beschrieben.
Die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 60 ist angepasst, die Änderungsmenge ΔK der Federkonstanten K der Torsionsfeder 32 auf der Grundlage des Ausgleichswerts L_k = C(w_2p, θ_RBp)/C(θ_RBp, θ_RBp) zu erhalten und eine Abweichungsmenge ΔP eines Luftdrucks P des Reifens 26 in bezug auf einen Nennwert P_N auf der Grundlage der auf diese Weise erhaltenen Änderungsmenge ΔK zu bestimmen. Schließlich speichert der ROM 49 des Computers 47 Daten, welche die vorbestimmten Beziehungen zwischen den Ausgleichswert L_k, der Änderungsmenge ΔK und der Luftdruckabweichung AP darstellen. Die Luftdruckabweichung-Berechnungsvorrichtung 60 bestimmt die Luftdruckabweichung ΔP entsprechend dem Ausgleichswert L_k gemäß den gespeicherten Beziehungen. In dieser Hinsicht wird darauf hingewiesen, dass die Änderungsmenge ΔK der Federkonstanten K linear proportional zu dem Ausgleichswert L_k ist, ohne einen Einfluss der Luftdruckabweichung ΔP, und dass die Luftdruckabweichung AP linear proportional zu der Änderungsmenge ΔK ist, ohne einen Einfluss des Ausgleichswerts. Demgemäß kann die Luftdruckabweichung ΔP gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen diesen Parametern ΔP, L_k ohne Zwei-Schritt-Bestimmungen direkt aus dem Ausgleichswert L_k bestimmt werden, d. h. ohne eine erste Bestimmung der Änderungsmenge ΔK aus dem Ausgleichswert L_k und eine zweite Bestimmung der Luftdruckabweichung ΔP aus der Änderungsmenge ΔK.
Die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 62 ist angepasst, den Istwert des Reifenluftdrucks P durch Addieren der bestimmten Luftdruckabweichung ΔP zu dem Nennwert P_N zu berechnen. Somit wird der tatsächliche Reifenluftdruck P vorrangig durch die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 abgeschätzt.
Die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 64 ist angepasst, den auf diese Weise abgeschätzten Reifenluftdruck P auf der Grundlage der Umgebungstemperatur t zu bestimmen, die durch den Temperatursensor 70 erfasst ist.
Das Prinzip des Ausgleichs des Reifenluftdrucks P durch die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 64 ist in dem Blockdiagramm der 8 schematisch gezeigt. Der Ausgleich des Reifenluftdrucks P wird durch Multiplizieren des abgeschätzten Werts P mit einem Ausgleichskoeffizienten α bewirkt, welcher gemäß einer Funktion f(t, t_o) erhalten ist, wenn „t" und „t_o" jeweils die Umgebungstemperatur t und einen Bezugswert t_o dieser darstellen. Die Funktion f(t, t_o) ist so formuliert, dass der Ausgleichskoeffizient a mit einem Anstieg der Umgebungstemperatur t größer wird und gleich „1" ist, wenn die Umgebungstemperatur t gleich dem Bezugswert t_o ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Funktion f(t, t_o) formuliert, um den Ausgleichskoeffizienten α in Schritten zu erhöhen, so wie die Umgebungstemperatur t ansteigt. Diese Funktion f(t, t_o) wird in einem Funktionsspeicher des ROM 49 gespeichert.
Der Bezugswert t_o der Umgebungstemperatur t kann eine mittlere Jahrestemperatur (z. B. 15°C) in einer Region (z. B. Japan) sein, in welcher erwartet wird, dass das Motorfahrzeug, das mit dem Gerät zur Reifendruckabschätzung ausgestattet ist, verwendet wird. Wahlweise kann der Bezugswert to eine obere Grenztemperatur (z. B. 50°C) sein, welche in der entsprechenden Region (z. B. Japan) nicht übertroffen wird. In dem letzteren Fall ist die Funktion f(t, t_o) so formuliert, dass der Ausgleichskoeffizient a nicht größer als „1" ist.
Der Abnormitätsbestimmungsprozessor 65 ist angepasst, den ausgeglichenen Luftdruckwert P des Reifens 26 mit einem Schwellenwert P_o zu vergleichen. Wenn eine Entscheidung durch den Abnormitätsbestimmungsprozessor 65, dass der Wert P kleiner als der Schwellenwert PO mehr als eine vorbestimmte Anzahl „N" von Wiederholungen erhalten ist, bestimmt der Abnormitätsbestimmungsprozessor 65, dass der Luftdruck P des Reifens 26 unnormal niedrig ist und weist die Anzeigevorrichtung 66 an, den Fahrzeugführer von dieser Tatsache zu informieren.
Während die Funktionen der Störungsbeobachtungsvorrichtung 52, der Korrelationsberechnungsvorrichtung 56, der Ausgleichsvorrichtung 58, der Luftdruckabweichung-Berechnungsvorrichtung 60, der Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 62, der Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 64 und des Abnormitätsbestimmungsprozessors 65 vorstehend beschrieben sind, wird die Operation des Computers 47, der diese einzelnen Funktionselemente 52, 56, 58, 60, 62, 64, 65 aufweist, nachstehend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 5 beschrieben, welche die Routine zum Erfassen der Abnormität des Luftdrucks P des Reifens 26 darstellt.
Die Routine zum Erfassen der Reifenluftdruckabnormität der 5 wird mit dem Schritt S101 eingeleitet, um eine Ganzzahl „n" auf „0" zurückzusetzen. Dann geht der Steuerablauf zu dem Schritt S102, um die Winkelgeschwindigkeit _WR der Felge 28 von dem Computer 20 aufzunehmen. Schritt S102 folgt Schritt S103, in welchem die Störung w₂ und der Verdrehwinkel θ_RB durch die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeit ω_R abgeschätzt werden.
Der Steuerablauf geht dann zum Schritt S104, in welchem die Korrelationsberechnungsvorrichtung 56 und die Ausgleichsvorrichtung 58 den Ausgleichswert L_k erlangen, und die Luftdruckabweichung-Berechnungsvorrichtung 60 berechnet die Änderungsmenge AK der Federkonstante K auf der Grundlage des erhaltenen Ausgleichswerts L_k und erzielt die Abweichung ΔP des Luftdrucks P auf der Grundlage der Änderungsmenge ΔK.
Schritt S104 folgt Schritt S105, in welchem die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 62 den tatsächlichen Luftdruckwert P des Reifens 26 auf der Grundlage der Luftdruckabweichung ΔP und des Nennwerts P_N berechnet. Dann geht der Steuerablauf zum Schritt S106, um die Umgebungstemperatur t von dem Temperatursensor 70 aufzunehmen, und zum Schritt S107, in welchem die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 64 den Ausgleichskoeffizienten α auf der Grundlage der erfassten Umgebungstemperatur t und des Bezugstemperaturwerts t_o und gemäß der Funktion f(t, t_o) berechnet und den Luftdruck P durch dessen Multiplikation mit dem berechneten Ausgleichskoeffizienten α ausgleicht.
Dann wird Schritt S108 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der ausgeglichene Luftdruck P niedriger als der Schwellenwert P_o ist, d. h., ob der Luftdruck P des Reifens 26 unnormal niedrig ist oder nicht. Wenn im Schritt S108 eine verneinende Aussage (NEIN) erhalten ist, geht der Steuerablauf zu dem Schritt S109, um die Ganzzahl „n" auf „0" zurückzusetzen. Wenn im Schritt S108 eine bejahende Aussage (JA) erhalten ist, geht der Steuerablauf zu dem Schritt S110, um die Ganzzahl „n" zu inkrementieren. Den Schritten S109 und S110 folgt Schritt S111, um zu bestimmen, ob die Ganzzahl „n" größer als ein Schwellenwert „N" ist. Wenn im Schritt S111 eine verneinende Aussage (NEIN) erhalten ist, bedeutet dies, dass der Luftdruck P nicht unnormal niedrig ist. In diesem Fall ghet die Sterung zurück zum Schritt S102. Wird im Schritt S11 eine bejahende Aussage (JA) erhalten, bedeutet dies, dass der Luftdruck P unnormal niedrig ist. In diesem Fall geht der Steuerablauf zu dem Schritt S112, in welchem die Anzeigevorrichtung 66 angesteuert wird, um den Fahrzeugführer zu informieren, dass der Luftdruck P des Reifens 26 unnormal niedrig ist. Schritt S112 folgt Schritt S101.
Es sollte klar sein, dass ein Abschnitt des Computers 47, der bestimmt ist, den Schritt S103 auszuführen, die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 ausbildet, während ein Abschnitt des Computers 47 bestimmt ist, Schritte S104 auszuführen, welcher die Korrelationsberechnungsvorrichtung 56, die Ausgleichsvorrichtung 58 und die Luftdruckabweichung-Berechnungsvorrichtung 60 ausbildet. Es sollte auch klar sein, dass ein Abschnitt des Computers 47, der bestimmt ist, den Schritt S105 auszuführen, die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 62 auszubilden, und ein Abschnitt des Computers 47, der bestimmt ist, die Schritte S106 und S107 auszuführen, die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 64 ausbildet, während ein Abschnitt des Computers 47, der bestimmt ist, die Schritte S101 und S108–S112 auszuführen, den Abnormitätsbestimmungsprozessor 65 ausbildet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Raddrehzahlsensor (magnetischer Aufnahmevorrichtung) 12 ein Beispiel eines Raddrehzahlsensors zum Erfassen einer Bewegung des bereiften Rads 14, und der Temperatursensor 70 ist ein Beispiel eines Temperaturvariablensensors zum Erfassen einer temperaturspezifischen Variablen in bezug auf die Temperatur des Reifens 26. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52, die Korrelationsberechnungsvorrichtung 56, die Ausgleichsvorrichtung 58, die Luftdruckabweichung-Berechnungsvorrichtung 60 und die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 62 miteinander zusammenarbeiten, um die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Behelfswerts des Luftdrucks P des Reifens 26 auszubilden, während die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 64 die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich des Behelfswerts des Luftdrucks P auf der Grundlage der Variablen in bezug auf die Reifentemperatur t und den Bezugswert t_o ausbildet. Die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung und die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung arbeiten zusammen, um die Abschätzungsvorrichtung zum Abschätzen des Luftdrucks P auf der Grundlage der Temperatur des Reifens 26 als auch der Bewegung des bereiften Rads 14 auszubilden.
Das Motorfahrzeug, in welchem das Gerät zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität vorgesehen ist, wie mit 74 in 10 gezeigt, ist auch mit einem Gerät zur Radregelung in der Form eines Antiblockierbremsregelgeräts 72 versehen. Wie das Gerät 74 zur Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormitätserfassung verwendet das Antiblockierbremsregelgerät 72 die Ausgabe des Raddrehzahlsensors 12, wie in 10 gezeigt ist. Das Fahrzeug ist ferner mit einem automatischen Klimaregelgerät 76 versehen. Wie das Gerät 74 zur Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormitätserfassung verwendet das automatische Klimaregelgerät 76 die Ausgabe des Temperatursensors 70, wie ebenfalls in 10 gezeigt ist. In anderen Worten, das Gerät 74 zur Fahrzeugreifen- Luftdruckabnormitätserfassung verwendet den Raddrehzahlsensor 12 und den Temperatursensor 70, welche für das Antiblockierbremsregelgerät 72 und das automatische Klimaregelgerät 76 vorgesehen sind. In der vorliegenden Ausführungsform erfordert daher das Gerät 74 zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität keine Hardware, die ausschließlich für die Erfassung der Abnormität des Luftdrucks des Reifens 26 verwendet wird, und ist demgemäß zu relativ niedrigen Kosten verfügbar, indem einfach eine geeignete Software hinzugefügt oder die vorhandene Software abgewandelt wird.
Unter Bezugnahme auf 11 und 12 wird eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben. In 11 und 12 werden dieselben Bezugszeichen und Zeichen wie in der ersten Ausführungsform verwendet, um die entsprechenden Elemente zu bezeichnen, und die überflüssige Beschreibung dieser Elemente wird im Interesse der Vereinfachung der Erläuterung ausgelassen.
Das Gerät zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität gemäß der vorliegenden zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Störungsbeobachtungsvorrichtung 52 nicht verwendet wird, um den Reifenluftdruck P abzuschätzen. In mehr spezieller Weise ausgedrückt, das Gerät zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität der zweiten Ausführungsform ist angepasst, den Luftdruck P auf der Grundlage einer Tatsache abzuschätzen, dass der Luftdruck P des Reifens 26 mit einer Abnahme der Frequenz einer ausgewählten einer Vielzahl von Frequenzkomponenten der Winkelbeschleunigung w des bereiften Rads 14 sinkt, wobei die Winkelgeschwindigkeit w ein Beispiel einer Variablen ist, welche die Bewegung des Rads 14 anzeigt. Die ausgewählte Frequenzkomponente der Winkelgeschwindigkeit w, welche vorstehend erwähnt ist, weist eine Frequenz innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf und hat eine größte Intensität aller Frequenzkomponenten innerhalb des vorbestimmten Bereichs. Das Gerät zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität dieser zweiten Ausführungsform verwendet einen Computer 80, welcher eine Frequenzanalysevorrichtung 82, eine Resonanzpunkt-Erfassungsvorrichtung 84, eine Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 86, eine Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 88 und den Abnormitätsbestimmungsprozessor 65 aufweist, wie in dem Blockdiagramm der 11 gezeigt ist.
Die Frequenzanalysevorrichtung 82 ist angepasst, eine Frequenzkennlinie der Winkelgeschwindigkeit w des bereiften Rads 14 zu erfassen, die von dem Computer 30 aufgenommen wird, durch Ausführen eines sogenannten „Schnellen Fouriertransformations-(FFT)-Verfahrens", welches den Cooley-Tukey-Algorithmus anwendet, um die Anzahl der Operationen zu verringern.
Die Resonanzpunkt-Erfassungsvorrichtung 84 ist angepasst, eine Resonanzfrequenz f_o (Resonanzpunkt) auf der Grundlage der Frequenzkennlinie der Winkelgeschwindigkeit a des Rads 14 zu erlangen, die durch die Frequenzanalysevorrichtung 82 erzielt wird. Die Resonanzfrequenz f_o wird als die Frequenz größter Intensität verwendet, bei welcher die Stärke des Winkelgeschwindigkeitssignals innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs am größten ist.
Die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 86 ist angepasst, den Luftdruck P auf der Grundlage der Resonanzfrequenz f_o zu berechnen, die durch die Resonanzpunkt-Erfassungsvorrichtung 84 erfasst ist, und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Luftdruck P und der Resonanzfrequenz f_o, wobei die Beziehung so formuliert ist, dass der Luftdruck P mit einer Verringerung der Resonanzfrequenz f_o abnimmt.
Wie die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 64 in der ersten Ausführungsform ist die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 88 in der vorliegenden zweiten Ausführungsform angepasst, den Ausgleichskoeffizienten α auf der Grundlage der Umgebungstemperatur t, die durch den Temperatursensor 70 erfasst ist, und des Bezugswerts t_o sowie gemäß der Funktion f(t, t_o) zu bestimmen und den Luftdruck P auszugleichen, indem dieser mit dem Ausgleichskoeffizienten α multipliziert wird.
Die Frequenzanalysevorrichtung 82, die Resonanzpunkt-Erfassungsvorrichtung 84, die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 86 und die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 88, welche vorstehend beschrieben worden ist, und der Abnormitätsbestimmungsprozessor 65 sind durch einen Abschnitt des Computers 80 ausgebildet, welcher bestimmt ist, eine Routine auszuführen, die in dem Ablaufdiagramm der 12 gezeigt ist, um die Abnormität des Luftdrucks P des Reifens 26 zu erfassen. Während die Routine der 12 nachstehend beschrieben wird, werden Schritte in dieser Routine, welche ähnlich jenen in 5 sind, kurz erläutert.
Die Routine der 12 wird mit Schritt S201 eingeleitet, um von dem Computer 20 das Winkelgeschwindigkeitssignal aufzunehmen, das die Winkelgeschwindigkeit w des bereiften Rads 14 anzeigt, und das Winkelgeschwindigkeitssignal in einem Winkelgeschwindigkeitsspeicher des RAM 50 gespeichert. Schritt S201 folgt Schritt S202, in welchem die Frequenzanalysevorrichtung 82 die Frequenzkennlinie (Beziehung zwischen der Frequenz und der Verstärkung) der Winkelgeschwindigkeitssignale erlangt, die in dem Winkelgeschwindigkeitsspeicher gespeichert sind. Dann geht der Steuerablauf zu dem Schritt S203, um eine Ganzzahl „m" zu inkrementieren, welche die Anzahl der Ausführungen des Schritts S202 anzeigt. Die Ganzzahl „m" wird bei Einleitung der vorliegenden Routine auf „0" zurückgesetzt. Schritt S203 folgt Schritt S204, um zu bestimmen, ob die Ganzzahl „m" größer als ein vorbestimmter Schwellenwert „M" ist. Wird eine verneinende Aussage (NEIN) im Schritt S204 erhalten, geht der Steuerablauf zum Schritt S201 zurück.
Wenn im Schritt S204 eine bejahende Aussage (JA) erhalten wird, wobei die Ganzzahl „m" größer als der Schwellenwert „M" ist, als ein Ergebnis der wiederholten Ausführung der Schritte S201 bis S204, geht der Steuerablauf zu dem Schritt S205, um die Ganzzahl „m" auf „0" zurückzusetzen, und zum Schritt S206, in welchem die Verstärkungen bei den gleichen Frequenzen der Frequenzkennlinie, die durch die Analyse im Schritt S202 erhalten ist, einer Mittelwertbildung unterzogen werden. Schritt S206 folgt Schritt S207, in welchem die Mittelwerte der Verstärkungen, die im Schritt s206 erhalten sind, z. B. gemäß der folgenden Gleichung geglättet werden: Yi = (Yi-1 + Yi + Yi+1)/3wobei

Yi:: Verstärkung, deren Stärke eine Größenordnung aufweist, die durch „i" dargestellt wird, wenn von dem größten Wert gezählt,
Y_i-1:: Verstärkung, deren Stärke vor dem Glätten eine Größenordnung aufweist, die durch „i-1" dargestellt wird,
Y_i:: Verstärkung, deren Stärke vor dem Glätten eine Größenordnung aufweist, die durch „i" dargestellt wird,
Y_i+1:: Verstärkung, deren Stärke vor dem Glätten eine Größenordnung aufweist, die durch „i+1" dargestellt wird.

Während die drei Verstärkungen in der vorstehend erwähnten Gleichung verwendet werden, kann die Anzahl der Verstärkungen, die für den Glättungsprozess im Schritt S207 verwendet werden, wunschgemäß ausgewählt werden.
Dann geht der Steuerablauf zu dem Schritt S208, in welchem die Resonanzpunkt-Erfassungsvorrichtung 84 als die Resonanzfrequenz f_o die Frequenz bestimmt, bei welcher die Stärke (in der Form der geglätteten Verstärkung) des Winkelgeschwindigkeitssignals innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs am größten ist. Schritt S208 folgt Schritt S209, um den Luftdruck P des Reifens 26 auf der Grundlage der vorbestimmten Resonanzfrequenz f_o und gemäß der vorbestimmten Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz f_o und dem Luftdruck P zu berechnen, wobei die Beziehung in dem ROM des Computers 80 gespeichert ist.
Dann geht der Steuerablauf zu dem Schritt S210, um die Umgebungstemperatur t von dem Temperatursensor 70 aufzunehmen, und zu Schritt S211, um den Ausgleichskoeffizienten α auf der Grundlage der erfassten Umgebungstemperatur t und des Bezugswerts t_o sowie gemäß der vorbestimmten Funktion f zu berechnen und den Luftdruck P auszugleichen, indem der Wert, der im Schritt S209 berechnet ist, mit dem berechneten Ausgleichskoeffizienten α multipliziert wird. Die Schritte S212–S216 werden dann in derselben Weise wie in den Schritten S108–S112 der ersten Ausführungsform in 5 ausgeführt.
Aus der vorstehenden Beschreibung der zweiten Ausführungsform wird deutlich, dass ein Abschnitt des Computers 80, der bestimmt ist, die Schritte S202–S205 auszuführen, die Frequenzanalysevorrichtung 82 ausbildet, und ein Abschnitt des Computers 80, der bestimmt ist, die Schritte S206–S208 auszuführen, die Resonanzpunkt-Erfassungsvorrichtung 84 auszubilden, während ein Abschnitt des Computers 80, der bestimmt ist, den Schritt S209 auszuführen, die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 86 ausbildet. Es sollte auch klar sein, dass ein Abschnitt des Computers 80, der bestimmt ist, die Schritte S210 und S211 auszuführen, die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 88 ausbildet, und ein Abschnitt des Computers 80, der bestimmt ist, die Schritte S212–S216 auszuführen, den Abnormitätsbestimmungsprozessor 65 ausbildet.
Auch in der vorliegenden zweiten Ausführungsform dient der Raddrehzahlsensor 12 als der Radbewegungssensor, während der Temperatursensor 70 als der Temperaturvariablensensor dient. Es ist auch darauf hinzuweisen, dass die Frequenzanalysevorrichtung 82, die Resonanzpunkt-Erfassungsvorrichtung 84 und die Luftdruck-Berechnungsvorrichtung 86 miteinander zusammenwirken, um die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung auszubilden, während die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 88 die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung ausbildet. Die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung und Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung wirken zusammen, um die Abschätzungsvorrichtung zum Abschätzen des Luftdrucks P auszubilden.
Unter Bezugnahme auf 13 und 14 wird nachstehend ein Gerät zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität beschrieben, das gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist, welches eine Luftdruck-Abschätzvorrichtung 90, eine Temperaturerfassungsvorrichtung 92, eine Bestimmungsvorrichtung 94 und eine Ausgleichsvorrichtung 96 aufweist.
Die Luftdruck-Abschätzvorrichtung 90 weist den Raddrehzahlsensor 12 auf und ist angepasst, auf indirekte Weise den Reifenluftdruck P auf der Grundlage der Ausgabe des Raddrehzahlsensors 12 unter Nutzung einer Störungsbeobachtungsvorrichtung oder einer Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz f_o der Bewegung des bereiften Rads 14 und des Luftdrucks P des Reifens 26 abzuschätzen.
Die Temperaturerfassungsvorrichtung 92 ist angepasst, die Umgebungstemperatur t auf der Grundlage der Ausgabe des Temperatursensors 70 zu erfassen.
Die Bestimmungsvorrichtung 94 ist angepasst, zu bestimmen, dass der Luftdruck P unnormal niedrig ist, und die Anzeigevorrichtung 66 anzusteuern, um den Fahrzeugführer von dieser Tatsache zu informieren, wenn der abgeschätzte Luftdruck P niedriger als der Schwellenwert P_o ist.
Die Kusgleichsvorrichtung 96 ist zwischen der Luftdruck-Abschätzvorrichtung 90 und der Temperaturerfassungsvorrichtung 92 und der Bestimmungsvorrichtung 94 verbunden und ist angepasst, den abgeschätzten Luftdruck P auf der Grundlage der Umgebungstemperatur t auszugleichen. Der Ausgleich des Luftdrucks P durch die Ausgleichsvorrichtung 96 wird bewirkt, indem eine Ausgleichsmenge AP zu einem Behelfswert in der Form des abgeschätzten Luftdrucks P addiert wird. Die Ausgleichsmenge AP wird auf der Grundlage der erfassten Temperatur t und des Bezugswerts t_o und gemäß einer vorbestimmten Funktion f' erhalten, welche eine Beziehung zwischen der Ausgleichsmenge AP und der Temperatur t darstellt. Die Funktion f'(t, to) ist so formuliert, dass die Ausgleichsmenge AP ein positiver Wert ist, wenn die Temperatur t höher als der Bezugswert t_o ist, und ein negativer Wert ist, wenn die Temperatur t niedriger als der Bezugswert t_o ist, und so, dass der Absolutwert der Ausgleichsmenge AP mit einer Erhöhung der Temperatur größer wird, wenn die Temperatur t höher als der Bezugswert t_o ist, und mit einer Verringerung der Temperatur t, wenn die Temperatur t niedriger als der Bezugswert t_o ist. In der vorliegenden Erfindung ist die Funktion f' in einer Weise formuliert, um die Ausgleichsmenge AP schrittweise zu erhöhen, wenn die Temperatur t ansteigt, wie in dem Kurvenbild der 14 gezeigt ist.
Auch in der vorliegenden dritten Ausführungsform dient der Raddrehzahlsensor 12 als der Radbewegungssensor, während die Temperaturerfassungsvorrichtung 92 mit dem Temperatursensor 70 als der Temperaturvariablensensor dient. Es ist auch darauf hinzuweisen, dass die Luftdruck-Abschätzvorrichtung 90 als die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung dient und die Luftdruck-Ausgleichsvorrichtung 96 als die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung dient. Die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung und die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung wirken zusammen, um die Abschätzungsvorrichtung zum Abschätzen des Luftdrucks P auszubilden. Ferner dient die Bestimmungsvorrichtung 94 als die Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen, ob der Luftdruck P unnormal ist oder nicht.
Obgleich die dritte Ausführungsform ausgebildet ist, um den abgeschätzten Luftdruck P durch Addieren der Ausgleichsmenge AP zu dem abgeschätzten Luftdruck P auszugleichen, kann der der Luftdruck P durch Addieren der Ausgleichsmenge ΔP zu der Luftdruckabweichung OP, welche in Bezug auf den Schritt S105 der ersten Ausführungsform beschrieben ist, ausgeglichen werden.
Während die erste, die zweite und die dritte Ausführungsform angepasst sind, den Ausgleichskoeffizienten α oder die Ausgleichsmenge AP bei einem Anstieg der Umgebungstemperatur t zu vergrößern, kann der Ausgleichskoeffizient a oder die Ausgleichsmenge OP kontinuierlich in einer linear proportionalen Beziehung mit der Umgebungstemperatur t vergrößert werden.
Unter Bezugnahme auf 15 und 16 wird ein Gerät zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität beschrieben, das gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist, welches eine Luftdruck-Abschätzvorrichtung 100, eine Temperaturerfassungsvorrichtung 102, eine Bestimmungsvorrichtung 104 und eine Ausgleichsvorrichtung 106 aufweist. Da die Luftdruck-Abschätzvorrichtung 100, die Temperaturerfassungsvorrichtung 102 und die Bestimmungsvorrichtung 104 mit den Vorrichtungen 90, 92, 94 der dritten Ausführungsform der 13 übereinstimmen, wird nur die Ausgleichsvorrichtung 106 beschrieben.
Die Ausgleichsvorrichtung 106 ist zwischen der Temperaturerfassungsvorrichtung 102 und der Bestimmungsvorrichtung 104 verbunden und ist angepasst, einen Schwellenwert P_o auszugleichen, der durch die Bestimmungsvorrichtung 104 verwendet wird. Genauer ausgedrückt, der Schwellenwert P_n wird durch dessen Multiplikation mit einem Ausgleichskoeffizienten β ausgeglichen. Der Ausgleichskoeffizient β ist auf der Grundlage der Umgebungstemperatur t und des Bezugswerts t_o und gemäß einer Funktion g(t, t_o) bestimmt, welche so formuliert ist, dass der Auslgiechskoeffizient β mit einem Anstieg der Temperatur t kleiner wird, und so, dass der Ausgleichskoeffizient β gleich „1" ist, wenn die erfasste Temperatur t gleich dem Bezugswert t_o ist. In der vorliegenden vierten Ausführungsform ist die Funktion g(t, to) so formuliert, dass der Ausgleichskoeffizient β schrittweise kleiner wird, wenn die Umgebungstemperatur t ansteigt.
Auch in der vorliegenden vierten Ausführungsform dient der Raddrehzahlsensor 12 als der Radbewegungssensor, während die Temperaturerfassungsvorrichtung 102 mit dem Temperatursensor 70 als der Temperaturvariablensensor dient. Es ist auch darauf hinzuweisen, dass die Luftdruck-Abschätzvorrichtung 100 als die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung dient und die Ausgleichsvorrichtung 106 als die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung dient. Die Ausgleichsvorrichtung 106 dient auch als die Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich des Schwellenwerts P_o auf der Grundlage der erfassten Temperatur t. Die Behelfswert-Berechnungsvorrichtung und die Behelfswert-Ausgleichsvorrichtung wirken zusammen, um die Abschätzungsvorrichtung zum Abschätzen des Luftdrucks auszubilden. Ferner dient die Bestimmungsvorrichtung 104 als Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen, ob der Luftdruck P unnormal ist oder nicht.
Unter Bezugnahme auf 17 und 18 wird nachstehend ein Gerät zur Erfassung der Fahrzeugreifen-Luftdruckabnormität beschrieben, das gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist, welches eine Luftdruck-Abschätzvorrichtung 120, eine Temperaturerfassungsvorrichtung 122, eine Bestimmungsvorrichtung 124 und eine Ausgleichsvorrichtung 126 aufweist. Da die Luftdruck-Abschätzvorrichtung 120, die Temperaturerfassungsvorrichtung 122 und die Bestimmungsvorrichtung 124 zu den Vorrichtungen 90, 92, 94 der dritten Ausführungsform der 13 übereinstimmend sind, wird nachstehend nur die Ausgleichsvorrichtung 126 beschrieben.
Die Ausgleichsvorrichtung 126 ist zwischen der Temperaturerfassungsvorrichtung 122 und der Bestimmungsvorrichtung 124 verbunden und ist angepasst, einen Schwellenwert P_o auszugleichen, der durch die Bestimmungsvorrichtung 124 verwendet wird. Genauer ausgedrückt, der Schwellenwert P_o wird durch dessen Multiplikation mit einer Ausgleichsmenge AP_o ausgeglichen. Die Ausgleichsmenge AP_o wird auf der Grundlage der Umgebungstemperatur t und des Bezugswerts t_o und gemäß einer Funktion g'(t, t_o) bestimmt, welche so formuliert ist, dass die Ausgleichsmenge AP_o ein positiver Wert ist, wenn die Temperatur t höher als der Bezugswert t_o ist, und ein negativer Wert ist, wenn die Temperatur t niedriger als der Bezugswert t_o ist, und so, dass der Absolutwert der Ausgleichsmenge AP_o bei einer Zunahme der Temperatur t größer wird, wenn die Temperatur t höher als der Bezugswert t_o ist, und bei einer Abnahme der Temperatur t, wenn die Temperatur t niedriger als der Bezugswert to ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Funktion g' so formuliert, um die Ausgleichsmenge AP_o schrittweise zu verkleinern, wenn die Temperatur t ansteigt, wie in dem Kurvenbild der 18 gezeigt ist.
In dieser fünften Ausführungsform dient die Ausgleichsvorrichtung 126 als die Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich des Schwellenwerts P_o auf der Grundlage der erfassten Temperatur t.
Obgleich die vierte und die fünfte Ausführungsform der 15–18 so eingerichtet sind, dass sich der Ausgleichskoeffizient β oder die Menge AP_o mit einem Anstieg der Temperatur t schrittweise ändert, kann der Ausgleichskoeffizient β oder die Menge AP_o kontinuierlich in einer linear proportionalen Beziehung mit der Temperatur t verändert werden.
Wenngleich die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden sind, so sollte klar sein, dass zahlreiche Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen am Erfindungsgegenstand vorgenommen werden können, die dem Fachmann bei Kenntnis der durch die Erfindung vermittelten Lehre nahegelegt sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Gerät zum Abschätzen eines Luftdrucks (p) eines Reifens (26) eines bereiften Rads (14) eines Motorfahrzeugs mit einem Radbewegungssensor (12), der betreibbar ist, um eine Bewegung des bereiften Rads zu erfassen, und einer Abschätzeinrichtung zum Abschätzen des Luftdrucks des Reifens auf der Grundlage der Bewegung des bereiften Rads, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturbezugsvariablen-Sensor (70; 92; 102; 122) vorgesehen ist, um eine temperaturspezifische Variable (t) des Reifens zu ermitteln; wobei die Abschätzeinrichtung folgendes hat: (a) eine Behelfswert-Berechnungseinrichtung (52, 56, 58, 60; 62; 82, 84, 86; 90; 100; 120) zum Berechnen eines Behelfswerts des Luftdrucks des Reifens auf der Grundlage der Bewegung des bereiften Rads, die durch den Radbewegungssensor so erfasst wird, dass der Behelfswert einen tatsächlichen Wert des Luftdrucks darstellt, wenn die temperaturspezifische Variable (t), die durch den Temperaturbezugsvariablen-Sensor erfasst wird, gleich einem Referenzwert t_o ist, und (b) eine Behelfswert-Ausgleichseinrichtung (64; 88; 96; 106; 126) zum Ausgleichen des Behelfswerts, der durch die Behelfswert-Berechnungseinrichtung berechnet wird, auf der Grundlage der temperaturspezifischen Variable (t) und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Behelfswert, der temperaturspezifischen Variablen und einem Endwert des Luftdrucks, der der Behelfswert ist, der durch die Behelfswert-Ausgleichseinrichtung ausgeglichen wird, und der einen tatsächlichen Wert des Luftdrucks bei einer tatsächlichen Temperatur des Reifens darstellt.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei der Radbewegungssensor einen Raddrehzahlsensor (12) zum Erfassen einer Drehzahl des bereiften Rads (14) als die Bewegung des bereiften Rads besitzt und die Behelfswert-Berechnungseinrichtung (52, 56, 58, 60, 62, 90, 100, 120) eine Störungsbeobachtungsvorrichtung (52) besitzt, die gemäß einem dynamischen Modell des bereiften Rads (14) gestaltet ist, in dem ein Randabschnitt (28) und ein Band (30) durch eine Torsionsfeder (32) relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind, wobei als eine Störung (w), die auf den Reifen (26) einwirkt, und als eine Variable, die einen Zustand des dynamischen Modells anzeigt, die Störungsbeobachtungsvorrichtung einen Betrag einer Abweichung einer Federkonstanten (K) der Torsionsfeder von einem Nennwert auf der Grundlage der Drehzahl des bereiften Rads abschätzt, die durch den Raddrehzahlsensor als eine Drehzahl des Randabschnitts erfasst wird, wobei die Behelfswert-Berechnungseinrichtung den Behelfswert des Luftdrucks des Reifens auf der Grundlage der Störung berechnet, die durch die Störungsbeobachtungsvorrichtung abgeschätzt wird.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Behelfswert-Berechnungseinrichtung (82, 84, 86, 90, 100, 120) den Behelfswert des Luftdrucks des Reifens auf der Grundlage einer Frequenz von mindestens einer Frequenz aus einer Vielzahl von Frequenzkomponenten der Bewegung des bereiften Rads innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs berechnet, wobei mindestens eine der Vielzahl von Frequenzkomponenten eine im Wesentlichen höchste Intensität besitzt.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Behelfswert-Ausgleichseinrichtung (64, 88) einen Ausgleichskoeffizienten (α) auf der Grundlage der temperaturspezifischen Variablen, die durch den Temperaturbezugsvariablen-Sensor erfasst wird, und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Ausgleichskoeffizienten und der temperaturspezifischen Variablen bestimmt, wobei die Behelfswert-Ausgleichseinrichtung den Endwert des Luftdrucks des Reifens durch Multiplizieren des Behelfswerts mit dem Ausgleichskoeffizienten berechnet.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die temperaturspezifische Variable, die durch den Temperaturbezugsvariablen-Sensor erfasst wird, eine Umgebungstemperatur des Motorfahrzeugs ist.
Gerät gemäß Anspruch 5, wobei das Motorfahrzeug eine Klimaanlage (76) mit einem Umgebungstemperatursensor (70) zum Efassen der Umgebungstemperatur besitzt, um die Klimaregelung in dem Motorfahrzeug zu bewirken, wobei der Umgebungstemperatursensor als Temperaturbezugsvariablen-Sensor genutzt wird.