DE19859225A1

DE19859225A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens

Info

Publication number: DE19859225A1
Application number: DE19859225A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kawai; Tatsu Hattori
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 1999-07-01
Also published as: US6109099A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens eines Fahrzeuges, und sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens unter Verwendung einer Elementarwellenfunktion (wavelet function), die auf der Grundlage einer Basis-Elemen tarwellenfunktion, die zeitlich fixiert ist, vorgesehen ist.

Eine Bauart einer Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens wird in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei. 9-126932 vorgeschlagen. Diese Vorrichtung hat die Aufgabe, den Luftdruck eines Reifens kontinuierlich zu erfassen. Sie enthält eine Ausgabevorrichtung für ein oszillierendes elektrisches Signal zur Ausgabe eines oszillierenden elektrischen Signales, das eine Vibrationsfrequenzkomponente eines Reifens eines Fahrzeuges enthält, eine Elementarwellentransformationsvorrichtung zur Ausführung einer Elementarwellentransformation des oszillierenden elektrischen Signales, das von der Ausgabevorrichtung für das oszillierende elektrische Signal ausgegeben wird, unter Verwendung einer Basis-Elementarwellenfunktion, die zeitlich fixiert und durch einen Maßstabsparameter in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter, der eine zeitliche Position anzeigt, ausgedehnt oder zusammengezogen wird, und zur Berechnung eines Elementarwellenkoeffizienten durch diese Elementarwellentransformation: eine Resonanzfrequenzextraktionsvorrichtung zum Extrahieren einer Resonanzfrequenz eines Reifens, basierend auf einem Modus des Elementarwellenkoeffizienten, der durch die Elementarwellentransformationsvorrichtung berechnet wurde, und eine Luftdruckabschätzvorrichtung zur Abschätzung des Luftdruckes eines Reifens, basierend auf der Resonanzfrequenz, die durch die Resonanzfrequenzextraktionsvorrichtung extrahiert wurde.

Die Elementarwellenkoeffizienten der Elementarwellentransformation werden bei einer Vielzahl von vorbestimmten Frequenzen in der Nähe der Resonanzfrequenz erhalten. Außerdem wird aus den Modi der Elementarwellenkoeffizienten eine maximale Frequenz für jedes vorbestimmte Zeitintervall extrahiert und unter diesen Maximalfrequenzen wird die Maximalfrequenz, deren Erscheinungszahl in einer definierten Zeitperiode am größten ist, als Resonanzfrequenz extrahiert.

Jedoch tritt in der Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens, die von der obigen Veröffentlichung vorgeschlagen wird, eine Verschiebung zwischen der vorbestimmten Frequenz zur Erhaltung des Elementarwellenkoeffizienten durch die Elementarwellentransformation und der Resonanzfrequenz des Reifens auf, da die Resonanzfrequenzen von Reifen für jeden Reifen unterschiedlich sind (sie sind unterschiedlich, wenn sich die Bauart, der Hersteller oder sogar die Reifendecke unterscheidet), für den Fall, daß ein Reifen montiert ist, der sich von den Reifen, die ursprünglich auf dem neuen Fahrzeug montiert waren, unterscheidet, mit dem Ergebnis, daß ein Problem besteht, indem die Erfassungsgenauigkeit verschlechtert wird.

Die vorliegende Erfindung löst das oben erwähnte Problem. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Erfassung des Luftdruckes eines Reifens die folgenden Schritte auf: Abgeben eines schwingenden elektrischen Signales, das eine Vibrationsfrequenzkomponente eines Reifens eines Fahrzeuges enthält; Durchführen einer Elementarwellentransformation des schwingenden elektrischen Signales bei drei oder mehr vorbestimmten Frequenzen durch eine Basis-Elementarwellenfunktion, die zeitlich fixiert und durch einen Maßstabsparameter in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter, der eine zeitliche Position anzeigt, ausgedehnt oder zusammengezogen wird; Berechnen von Elementarwellenkoeffizienten durch die Elementarwellentransformation; Berechnung eines Durchschnittswertes der Elementarwellenkoeffizienten an allen vorbestimmten Zeitintervallen; Erhalten einer angenäherten Kurve der zweiten oder einer größeren Ordnung mittels einem Verfahren der kleinsten Quadrate unter Verwendung der Durchschnittswerte der Elementarwellenkoeffizienten in allen vorbestimmten Zeitintervallen; Extrahieren einer Konstanten der angenäherten Kurve und Abschätzen des Luftdruckes des Reifens basierend auf der Konstanten.

Die vorliegende Erfindung enthält eine Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens, die die folgenden Bauteile aufweist: eine Ausgabevorrichtung für ein schwingendes elektrisches Signal BS zur Ausgabe eines schwingenden elektrischen Signales, das eine Vibrationsfrequenzkomponente eines Reifens TR eines Fahrzeuges enthält; eine Elementarwellentransformationsvorrichtung WT zur Durchführung einer Elementarwellentransformation des schwingenden elektrischen Signales an drei oder mehr vorbestimmten Frequenzen durch eine Basis-Elementar wellenfunktion MW, die zeitlich fixiert und durch einen Maßstabsparameter |a| in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter |b|, der eine zeitliche Position anzeigt, ausgedehnt oder zusammengezogen wird; und zur Berechnung von Elementarwellenkoeffizienten F(a, b) durch die Elementarwellentransformationsvorrichtung WT; eine Konstant-Extraktionsvorrichtung VC zur Berechnung eines Durchschnittswertes der Elementarwellenkoeffizienten F(a, b) an allen vorbestimmten Zeitintervallen, zum Erhalten einer Annäherungskurve von mindestens zweiter Ordnung durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate unter Verwendung der Durchschnittswerte der Elementarwellenkoeffizienten F(a, b) an den jeweiligen vorbestimmten Frequenzen an allen vorbestimmten Zeitintervallen und zur Extraktion einer Konstanten der angenäherten Kurve; und eine Luftdruckabschätzvorrichtung PE zur Abschätzung des Luftdruckes des Reifens basierend auf der Konstanten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.

Fig. 2 ist eine Ansicht, die die gesamte Konstruktion einer Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozeß einer Reifenluftdruckwarnung des bevorzugten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 4 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Änderungszustandes der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.

Fig. 5 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Schwingungszustandes der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.

Fig. 6 ist ein Graph, der ein Beispiel von Modi von Elementarwellenkoeffizienten zeigt, die für die Extraktion der Resonanzfrequenz in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Fig. 7 ist ein dreidimensionales Diagramm, das ein Beispiel von Elementarwellenkoeffizienten zeigt.

Fig. 8 ist ein Graph, der ein Verfahren zum Erhalten von Konstanten A, B und C zeigt.

Fig. 9 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen den Konstanten A, B und C, einer Straßenoberflächenqualität und einem Reifenluftdruck zeigt.

Eine Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In Fig. 2 ist ein Radgeschwindigkeitssensor 2 zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit eines Reifens an jedem der Reifen TR eines Fahrzeuges 1 angeordnet. Als Radgeschwindigkeitssensor 2 wird dort beispielsweise ein sehr gut bekannter elektromagnetischer Induktionssystemsensor verwendet, der aus einem gezahnten Rotor hergestellt ist, der sich mit der Drehung des jeweiligen Rades dreht, und aus einem Aufnehmer, der gegenüber dem gezahnten Abschnitt des Rotors vorgesehen ist, und der so aufgebaut ist, daß digitale Signale, die der Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Rades entsprechen, ausgegeben werden. Jedoch kann ein anderes System verwendet werden. Fig. 4 zeigt ein Beispiel an Änderungen der Radgeschwindigkeit, und wenn Oszillationskomponenten extrahiert werden, wird der Zustand, der in Fig. 5 gezeigt ist, erhalten. Jeder der jeweiligen Raddrehzahlsensoren 2 ist mit einer elektronischen Steuereinheit 3 verbunden, das Ausgangssignal des Radgeschwindigkeitssensors 2 wird an einen Mikrocomputer 20 geliefert und der Mikrocomputer 20 stellt fest, ob sich der Luftdruck des Reifens TR gesenkt hat, wie später beschrieben wird, und eine Warneinheit 4 wird betätigt (oder nicht betätigt) gemäß dem Ergebnis der Feststellung.

Der Mikrocomputer 20 hat einen allgemeinen Aufbau, der einen Eingangsanschluß 21, eine CPU 22, ein ROM 23, ein RAM 24, einen Ausgangsanschluß 25 und dergleichen enthält, die durch einen gemeinsamen Pfad wechselseitig miteinander verbunden sind. Der Mikrocomputer 20 ist so aufgebaut, daß ein Ausgangssignal von dem Radgeschwindigkeitssensor 2 durch den Eingangsanschluß 21 eingegeben wird, durch die CPU 22 verarbeitet wird und von dem Ausgangsanschluß 25 zur Warneinheit 4 ausgegeben wird. Eine Elementarwellenfunktion (z. B. die Gaborfunktion) 11 wird für den Mikrocomputer 20 eingestellt. In dem Mikrocomputer 20 speichert das ROM 23 ein Programm, das dem Ablaufdiagramm, das in Fig. 3 gezeigt ist, entspricht, und die CPU 22 führt das Programm durch, während ein nicht gezeigter Zündschalter geschlossen ist, und das KAM 24 speichert temporär Änderungsdaten, die zur Ausführung des Programmes notwendig sind.

Hier werden die Definitionen einer Elementarwellentransformation als Grundvoraussetzung der vorliegenden Erfindung und andere Begriffe in dieser Anmeldung erläutert. Zuerst wird eine Funktion, die eine Basis der Elementarwellentransformation wird, als eine Basis-Elementar wellenfunktion h(t) bezeichnet, die eine Quadrat-Integral funktion ist, wobei eine Norm davon normalisiert wird, und die zumindest in einer Zeitperiode lokalisiert wird. Diese Basis-Elementarwellenfunktion h(t) kann unter der Annahme ausgedrückt werden, daß die folgende Gleichung 1, die als zulässige Bedingung bezeichnet wird, erfüllt ist. Diese Gleichung 1 drückt aus, daß eine direkte Stromkomponente (Durchschnittswert) des Signales gleich Null ist.

[Gleichung 1]

(0) = (1/√(2π))∫h(t)dt = 0.

Nachdem die Elementarwellenfunktion "a"-mal skaliert wird, wie in der folgenden Gleichung 2 gezeigt ist, wird der Ursprung um "b" verschoben, so daß die Elementarwellenfunktion eingestellt ist.

[Gleichung 2]

ha,b(t) ∼ (1/√a)h((t-b)/a).

Wenn eine zu analysierende Funktion f(t) ist, wird die Elementarwellenfunktion, wie durch die folgende Gleichung 3 gezeigt ist, definiert. In dieser Gleichung drückt F(a, b) einen Elementarwellenkoeffizienten, drückt ein inneres Produkt und & drückt eine konjugierte komplexe Zahl aus.

[Gleichung 3]

F(a, b) ∼ ha, b(t), f(t) ∼ ∫h.a,b(t)f(t)dt.

Eine Elementarwellenfunktion, die für die Analysis verwendet wird, wird als Analysierelementarwelle (Basis-Elementar wellenfunktion) bezeichnet und verschiedene Funktionen wie die Gaborfunktion können als Analysierelementarwellen zu diesem Zweck verwendet werden. Es ist z. B. die Elementarwelle von Morlet als ein Typ der Gaborfunktion, durch die folgende Gleichung 4 ausgedrückt, als Analysierelementarwelle bekannt, die für die Analysis eines Signales einschließlich eines singulären Punktes, bei dem ein Differentialkoeffizient diskontinuierlich wird, geeignet ist.

[Gleichung 4]

h(t) = exp(-jω₀

t)exp(-t²

/2),ω₀

= 5 ∼ 6.

In dem Mikrocomputer 20 wird, wie später beschrieben wird, festgestellt, ob es irgendein Abfallen des Luftdruckes des Reifens TR gab oder nicht, und das Ergebnis dieser Feststellung wird an die Warneinheit 4 ausgegeben. Die Warneinheit 4 ist so aufgebaut, daß, wenn festgestellt wird, daß der Luftdruck des Reifens TR abfällt, beispielsweise eine Lampe (nicht gezeigt) eingeschaltet wird. Alternativ dazu kann die Abnahme des Luftdruckes über ein Display und/oder ein Geräusch signalisiert werden.

In der Vorrichtung dieses Ausführungsbeispieles, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, werden durch die elektrische Steuereinheit 3 eine Serie von Prozessen bezüglich der Erfassung des Luftdruckes des Reifens TR durchgeführt. D. h., wenn ein Zündschalter (nicht gezeigt) geschlossen wird, wird mit der Ausführung des Programmes entsprechend dem Ablaufdiagramm, das in Fig. 3 gezeigt ist, begonnen, und das Programm wird in einem vorbestimmten Zeitzyklus (z. B. 5 ms) wiederholt. Zuerst wird bei Schritt 101 ein Initialisierungsprozeß des Mikrocomputers 20 ausgeführt, so daß verschiedene Arten von Berechnungswerten gelöscht werden. Anschließend wird bei Schritt 102 eine Radgeschwindigkeitsberechnung auf der Grundlage des von dem Radgeschwindigkeitssensors 2 ausgegebenen Ausgabesignales berechnet, die für die Abschätzung des Luftdruckes als ein schwingendes elektrisches Signal einschließlich einer Vibrationsfrequenzkomponente des Reifens TR verwendet wird.

Als nächstes wird bei Schritt 103 das schwingende elektrische Signal des Radgeschwindigkeitssensors 2 in den Mikrocomputer 20 eingegeben, beispielsweise als die vorstehende Funktion f(t), die analysiert werden soll. Durch den Mikrocomputer 20 wird die Elementarwellentransformation in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter "b" (im nachfolgenden wird darauf als Zeitposition (b) Bezug genommen) zu einem Skalierparameter "a" (im nachfolgenden wird darauf als Maßstab (a) Bezug genommen) der Frequenz ausgeführt und der Elementarwellenkoeffizient F(a, b) wird berechnet. D.h., es wird ein Faltungsintegral der Basis-Elementarwellenfunktion zur Funktion f(t) ausgeführt.

Fig. 6 zeigt den Modus des Elementarwellenkoeffizienten F(a, b) durch die Elementarwellenanalysis. Die Größe des Elementarwellenkoeffizienten F(a, b) wird durch schräge Linien und eine Punktdichte, wie in der Zeichnung gezeigt ist, ausgedrückt. Wenn diese dreidimensional dargestellt wird, wird sie so, wie sie exemplarisch in Fig. 7 dargestellt ist (obwohl der Skalierungsparameter "a" in jeder Zeichnung auf einer logarithmischen Anzeige basiert, entsprechen Fig. 6 und Fig. 7 einander nicht direkt). Im übrigen sind solche Funktionen als Elementarwellenfunktion möglich, wie beispielsweise die Gaborfunktion, die Mexican hat Funktion, die French Funktion und die Haar Funktion.

Die Elementarwellenberechnung bei Schritt 103 wird bei drei vorbestimmten Frequenzen nahe der Resonanzfrequenz, beispielsweise 30 Hz, 40 Hz und 50 Hz ausgeführt, und es werden ein Elementarwellenkoeffizient für jede dieser drei Frequenzen, beispielsweise ein Elementarwellenkoeffizient F(a, b)₃₀ bei einer Frequenz von 30 Hz, ein Elementarwellenkoeffizient F(a, b)₄₀ bei einer Frequenz von 40 Hz und ein Elementarwellenkoeffizient F(a, b)₅₀ bei einer Frequenz von 50 Hz erhalten. Die Anzahl an vorbestimmten Frequenzen, bei der die Elementarwellenberechnung ausgeführt wird, ist nicht auf drei beschränkt, sondern die Elementarwellenberechnung kann ferner bei vier oder mehr vorbestimmten Frequenzen ausgeführt werden.

Als nächstes werden bei Schritt 104 Durchschnittswerte F(a, U)₃₀, F(a, b)₄₀ und F(a, b)₅₀ in einem vorbestimmten Zeitintervall (beispielsweise 20 sec) für jeden der Elementarwellenkoeffizienten F(a, b)₃₀, F(a, b)₄₀ und F(a, b)₅₀ berechnet, die bei Schritt 103 berechnet wurden.

Als nächstes wird bei Schritt 105, wie in Fig. 8 gezeigt ist, ein Wellenformannäherungsprozeß ausgeführt, um eine Näherungskurve, die durch die Elementarwellenkoeffizientendurchschnittswerte F(a, b)₃₀, F(a, b)₄₀ und F(a, b)₅₀ geht, zu erhalten. D. h., durch Verwendung der Elementarwellenkoeffizientendurchschnittswerte F(a, b)₃₀, F(a, b)₄₀ und F(a, b)₅₀ werden Konstanten A, B und C in der folgenden Gleichung 5 durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate berechnet.

[Gleichung 5]

F(a, b) = A(f-B)²

+ c,

wobei f eine Frequenz bezeichnet, eine Konstante C einen Maximalwert des Elementarwellenkoeffizienten F(a, b) bezeichnet, eine Konstante B eine Frequenz bei dem Maximalwert des Elementarwellenkoeffizienten F(a, b) bezeichnet und der Kehrwert der Konstante A(-1/A) einer Frequenzbreite entspricht. Fig. 9 zeigt das Verhältnis zwischen den Konstanten A, B und C und der Qualität einer Straßenoberfläche und des Luftdruckes eines Reifens.

Als nächstes wird bei Schritt 106 festgestellt, ob die Initialisierung beendet ist oder nicht, und wenn nicht, schreitet der Prozeß zu Schritt 107 fort und danach wird die Konstante B, die durch das Verfahren der kleinsten Quadrate erhalten wurde, anfänglich als die Resonanzfrequenz B eingestellt und der Prozeß kehrt zu Schritt 102 zurück.

Wenn folglich bei der Bestimmung bei Schritt 106 festgestellt wird, daß die Initialisierung beendet ist, schreitet der Prozeß zu Schritt 108, wobei bei diesem Schritt festgestellt wird, ob der Luftdruck des Reifens TR abgenommen hat oder nicht. Genauer gesagt wird die Resonanzfrequenz B_n, die bei Schritt 105 erhalten wurde, mit dem Anfangswert der Resonanzfrequenz B₀, die bei Schritt 107 eingestellt wurde, verglichen, und wenn die Resonanzfrequenz B_n niedriger als oder gleich zu dem Anfangswert der Resonanzfrequenz B₀, die bei Schritt 107 erhalten wurde, minus einer definierten Frequenz, die ein vorbestimmter Wert ist (beispielsweise 4 Hz, Ertragsrate (B₀-4 Hz) als Betrag, mit dem B_n verglichen wird), wird festgestellt, daß der Luftdruck des Reifens TR abgenommen hat. Wenn festgestellt wird, daß der Luftdruck des Reifens TR nicht abgenommen hat, kehrt das Programm zu Schritt 102 zurück, und der obige Prozeß wird wiederholt. Wenn bei Schritt 108 jedoch festgestellt wird, daß der Luftdruck gefallen ist, schreitet das Programm zu Schritt 109, ein Luftdruckwarnsignal wird an die Warneinheit 4 abgegeben und die Warneinheit 4 gibt ein visuelles und/oder hörbares Warnsignal (beispielsweise wird eine Lampe (nicht gezeigt) eingeschaltet) ab.

Wie vorstehend erläutert wurde, wird bei Schritt 108, wenn die Resonanzfrequenz B_n, die bei Schritt 105 erhalten wurde, niedriger als oder gleich zu der Resonanzfrequenz wird, die anfangs bei Schritt 107 eingestellt wurde, abzüglich eines definierten vorbestimmten Frequenzwertes (beispielsweise 4 Hz) ist, wird festgestellt, daß der Luftdruck des Reifens TR abgenommen hat. Jedoch kann die folgende Abwandlung ebenso durchgeführt werden, die das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Im zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden bei Schritt 107 die Konstanten A und B, die bei Schritt 105 erhalten wurden, anfänglich als A₀ und B₀ eingestellt, und wenn die Resonanzfrequenz B_n, die bei Schritt 105 erhalten wurde, niedriger oder gleich zu B₀ abzüglich einem vorbestimmten Wert bei Schritt 108 ist, und wenn die Konstante A_n, die bei Schritt 105 erhalten wurde, um einen vorbestimmten Faktor (beispielsweise ein Faktor von 1,5 oder 1,5 mal) größer als oder gleich zu der Konstanten A₀ ist, die anfangs bei Schritt 107 eingestellt wurde, wird festgestellt, daß der Luftdruck des Reifens TR gefallen ist.

Alternativ dazu sieht das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine andere mögliche Abwandlung vor. Wenn bei Schritt 107 gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Konstante A₀ anfangs eingestellt wird, und wenn bei Schritt 108 die Konstante A_n, die bei Schritt 105 erhalten wurde, gleich zu oder um einen vorbestimmten Wert (beispielsweise um den Faktor 2 oder 2 mal) größer als die Konstante A₀ ist, die anfangs bei Schritt 107 eingestellt wurde, wird festgestellt, daß der Luftdruck des Reifens TR abgenommen hat.

Ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß bei Schritt 107 die Konstante C₀ anfangs eingestellt wird, und daß bei Schritt 108, wenn die Konstante C_n, die bei Schritt 105 erhalten wurde, um einen vorbestimmten Faktor (beispielsweise ein Faktor 2 oder 2 mal) größer als die Konstante C₀ ist, festgestellt wird, daß der Luftdruck des Reifens TR abgenommen hat.

Obwohl ein Elementarwellenfilter, der aus einem Filter der FIR Bauart (Finite Impuls Reaktion) für gewöhnlich für die Elementarwellenberechnung bei Schritt 103 verwendet wird, kann zum Zwecke der Reduzierung der Belastung des Mikrocomputers ein Filter der IIR (Infinite Impulse Response = unbegrenztes Ansprechen auf einen Impuls) Bauart, der die gleiche Impulsansprechempfindlichkeit oder dieselbe Frequenzansprechempfindlichkeit wie die Elementarwellentransformation hat, in Kombination mit einem FIR-Filter verwendet werden. In Bezug auf die Kombination mit dem IIR-Filter ist es z. B. für den Fall, in dem die Gaborfunktion als Hauptfunktion verwendet wird, notwendig, die Berechnung durch √{(realer Abschnitt)² + (imaginärer Abschnitt)²} zu erhalten, da sie in einen realen Abteil und in einen imaginären Abteil unterteilt ist. Jedoch kann |realer Teil| + |imaginärer Teil|, max (|realer Teil|, |imaginärer Teil|), Tiefpaß |realer Teil|, oder Tiefpaß |imaginärer Teil| verwendet werden, was die Belastung des Mikrocomputers weiter reduzieren kann.

Ferner, wenn die Resonanzfrequenz bei Schritt 105 erhalten wird, obwohl die Konstante B so wie sie ist verwendet wird, gibt es Umstände, unter denen die Resonanzfrequenz aufgrund äußerer Störungen wie einer Straßenoberfläche oder Reifenunregelmäßigkeiten durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate kaum extrahiert werden kann. Somit kann die Konstante B als eine Resonanzfrequenz verwendet werden, wenn ein Absolutwert der Konstanten A höher ist als ein vorbestimmter Wert.

Da die vorliegende Erfindung so aufgebaut ist, wie sie vorstehend beschrieben wurde, können die folgenden Effekte erzielt werden. D.h., die Elementarwellentransformation kann in Bezug auf ein elektrisches Signal, das eine Vibrationsfrequenzkomponente eines Reifens enthält, bei drei oder mehr vorbestimmten Frequenzen ausgeführt werden. Die Näherungskurve der zweiten oder größeren Ordnung wird durch das Verfahren der kleinsten Quadrate unter Verwendung von Durchschnittswerten von Elementarwellenkoeffizienten an denselben jeweiligen vorbestimmten Frequenzen zu jedem vorbestimmten Zeitintervall erhalten. Konstanten der Näherungskurve werden extrahiert und der Luftdruck des Reifens wird basierend auf den Konstanten so abgeschätzt, daß sogar dann, wenn ein Reifen/mehrere Reifen in Bezug zu einem Reifentyp, der ursprünglich auf ein neues Fahrzeug montiert war, verändert wurde(n), der Luftdruck eines solchen unterschiedlichen Reifens oder solcher unterschiedlicher Reifen präzise erfaßt werden kann.

Bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens kann der Luftdruck des Reifens präzise erfaßt werden, sogar wenn der Reifen, der ursprünglich auf einem Fahrzeug montiert war, durch einen Reifen einer anderen Bauart verändert wurde. Die Vorrichtung zur Erfassung des Luftdruckes des Reifens enthält einen Abschnitt für ein schwingendes elektrisches Signal zum Abgeben eines schwingenden elektrischen Signales, das eine Vibrationsfrequenzkomponente eines Reifens eines Fahrzeuges enthält; einen Elementarwellentransformationsabschnitt zur Durchführung einer Elementarwellentransformation des schwingenden elektrischen Signales, das von dem Ausgabeabschnitt für das schwingende elektrische Signal an drei oder mehr vorbestimmten Frequenzen durch eine Basis-Elemen tarwellenfunktion, die zeitlich fixiert und durch einen Skalierparameter in Abhängigkeit eines Verschiebeparameters, der eine zeitliche Position anzeigt, ausgedehnt oder zusammengezogen ist, ausgegeben wurde, und zur Berechnung von Elementarwellenkoeffizienten durch die Elementarwellentransformation; einen Konstant-Extraktions abschnitt zur Berechnung von Durchschnittswerten der Elementarwellenkoeffizienten, die an jedem vorbestimmten Zeitintervall durch den Elementarwellentransformationsabschnitt berechnet wurden, zum Erhalten einer Näherungskurve der zweiten oder größeren Ordnung durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate unter Verwendung der Durchschnittswerte der Elementarwellenkoeffizienten an den jeweiligen vorbestimmten Frequenzen zu jedem vorbestimmten Zeitintervall und zur Extraktion einer Konstanten der Näherungskurve; und einen Luftdruckabschätzabschnitt zum Abschätzen des Luftdruckes des Reifens, basierend auf der Konstanten.

Claims

1. Verfahren zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens, das die folgenden Schritte aufweist:
Ausgeben eines schwingenden elektrischen Signales, das eine Vibrationsfrequenzkomponente eines Reifens eines Fahrzeuges enthält;
Durchführen einer Elementarwellentransformation des schwingenden elektrischen Signales an drei oder mehr vorbestimmten Frequenzen durch eine Basis-Elementar wellenfunktion (h(t), die zeitlich fixiert ist und durch einen Skalierungsparameter in Abhängigkeit von einen Verschiebeparameter, der eine zeitliche Position anzeigt, ausgedehnt oder zusammengezogen wird;
Berechnung von Elementarwellenkoeffizienten durch die Elementarwellentransformation;
Berechnung eines Durchschnittswertes der Elementarwellenkoeffizienten an allen vorbestimmten Zeitintervallen;
Erhalten einer Näherungskurve der zweiten oder größeren Ordnung durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate unter Verwendung der Durchschnittswerte der Elementarwellenkoeffizienten an den jeweiligen vorbestimmten Frequenzen zu jedem vorbestimmten Zeitintervall;
Extrahieren einer Konstante der Näherungskurve, und
Abschätzen des Luftdruckes des Reifens basierend auf der Konstanten.

2. Vorrichtung zur Erfassung eines Luftdruckes eines Reifens, die die folgenden Bauteile aufweist:
eine Ausgabevorrichtung für ein schwingendes elektrisches Signal zum Ausgeben eines schwingenden elektrischen Signales, das eine Vibrationsfrequenzkomponente eines Reifens eines Fahrzeuges enthält;
eine Elementarwellentransformationsvorrichtung zur Durchführung einer Elementarwellentransformation des schwingenden elektrischen Signales, das von der Vorrichtung für das schwingende elektrische Signal an drei oder mehr vorbestimmten Frequenzen durch eine Basis-Elementar wellenfunktion, die zeitlich fixiert und durch einen Skalierparameter in Abhängigkeit eines Verschiebeparameters, der eine zeitliche Position anzeigt, ausgedehnt oder zusammengezogen ist, ausgegeben wird, und zur Berechnung von Elementarwellenkoeffizienten durch die Elementarwellentransformation;
eine Konstant-Extraktionsvorrichtung zur Berechnung von Durchschnittswerten der Elementarwellenkoeffizienten, die zu jeder vorbestimmten Zeit durch die Elementarwellentransformationsvorrichtung berechnet wurden, zum Erhalten einer Näherungskurve der zweiten oder größeren Ordnung durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate unter Verwendung der Durchschnittswerte der Elementarwellenkoeffizienten an den jeweiligen vorbestimmten Frequenzen zu jeder vorbestimmten Zeit und zur Extraktion einer Konstanten der Näherungskurve; und
eine Luftdruckabschätzvorrichtung zur Abschätzung des Luftdruckes des Reifens basierend auf der Konstanten.