DE69500690T2

DE69500690T2 - Einrichtung zur Einschätzung von Informationen über den Zustand eines Fahrzeugrades

Info

Publication number: DE69500690T2
Application number: DE69500690T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro C O K K Toyota Asano; Hiroyuki C O Toyota Jido Kawai; Hiroyoshi C O Toyota Ji Kojima; Toshiharu Naito; Hideki Ohashi; Nobuyoshi Onogi; Takaji Umeno
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1994-06-06
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2015-06-03
Also published as: EP0699546B1; DE69500690D1; US6142026A; EP0699546A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die eine bestimmte Art von Information, die sich auf ein (nachstehend als Fahrzeugrad oder Rad bezeichnetes) bereiftes Rad eines Kraftfahrzeugs bezieht, auf der Grundlage eines Parameters, der die Bewegung des Rads anzeigt, berechnet, und betrifft insbesondere Techniken zum Verbessern der Genauigkeit der Berechnung der Radinformation.

Diskussion verwandten Standes der Technik

Zum Steuern eines Kraftfahrzeugs ist es nützlich und wichtig, die Bewegungen und Änderungscharakteristiken der Räder des Fahrzeugs zu kennen, weil die Räder die einzigen Komponenten sind, mit welchen das Fanrzeug die Fahrbahnoherfläche berührt. Es ist jedoch nicht einfach, die Bewegungen und die Änderungscharakteristiken der Räder des Fahrzeugs während der Fahrt des Fahrzeugs direkt zu erfassen, weil die Räder über ein Aufhängungssystem derart an dem Aufbau des Fahrzeugs angelenkt sind, daß die Räder relativ zu dem Fahrzeugaufbau verschiebbar sind, und weil sich die Räder drehen.
Bei einem Kraftfahrzeug, das mit Rädem ausgerüstet ist, die Reifen haben, welche durch komprimierte Luft aufgeblasen sind, üm einen geeigneten Grad an Elastizität zu erhalten; hat beispielsweise der Luftdruck in den Reifen eine starken Einfluß auf die Betriebseigenschaften der Räder. Dementsprechend ist es wünschenswert, die Luftdruckniveaus der Radreifen zu erfassen, wobei jedoch auch die Erfassung des Reifendrucks schwierig ist.
Der Luftdruck eines Radreifens kann durch einen an diesem angebrachten pneumatischen Drucksensor erfaßt werden. Es ist jedoch nicht einfach, das Ausgangssignal des Sensors auf dem sich drehenden Rad an eine gewünschte Position auf dem Fahrzeugaufbau zu übertragen, während sich das Fahrzeug fortbewegt. Es ist ebenfalls möglich, den Reifendruck auf der Grundlage einer Änderung des Abstandes zwischen der Fahrbahnoberfläche und dem Fahrzeugaufbau zu ermitteln, welche Änderung aufgrund der Verformung des Radreifens auftritt, wenn sich der Reifendruck verringert. Ferner ist es möglich, im Vergleich mit dem Reifendruck der anderen Räder eine Abnahme des Reifendrucks eines Rads oder mehrerer Räder in Abhängigkeit von den erfaßten Drehzahlen der anderen Räder auf der Grundlage des Umstands, daß der Reifendruck mit einer Zunahme der Drehzahl ansteigt, zu berechnen. Diese Verfahren gewährleisten jedoch keine genaue Erfassung des Reifendrucks. Insbesondere erlaubt das letztgenannte Verfahren nicht, eine Abnahme des Reifendrucks eines der Räder zu erfassen, wenn die Reifendruckniveaus sämtlicher Räder, deren Drehzahlen erfaßt werden, verringert sind.
Angesichts der Schwierigkeit bei der Erfassung einer Änderung des Reifendrucks eines Fahrzeugrads schlägt die JP-A-62-149502 eine Reifendruck-Erfassungsvorrichtung vor, die in Abhängigkeit davon arbeitet, daß sich der Reifendruck mit einem Änderungsbetrag oder einer Änderungsrate der Drehzahl des entsprechenden Rads ändert, wenn sich aus irgendwelchen Gründen eine auf das Rad wirkende äußere Kraft ändert, beispielsweise wenn das Rad über eine Erhöhung auf der Fahrbahnoberfläche läuft. Da sich der Maximalwert des Änderungsbetrags der Drehzahl des Rads mit einer Abnahme des Reifendrucks ändert, kann der Reifendruck auf der Grundlage des erfaßten Maximalwerts des Radgeschwindigkeit- Änderungsbetrags berechnet werden. Die Reifendruck-Erfassungsvorrichtung beinhaltet eine Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Signals, wenn der erfaßte Änderungsbetrag der Radgeschwindigkeit höher ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, und eine Reifendruck- Berechnungseinrichtung, die auf dieses Signal anspricht, um den Reifendruck auf der Grundlage des Maximalwerts des Radgeschwindigkeit-Änderungsbetrags zu Berechnen.
Der Zustand der Fahrbahnoberfläche, der es der vorstehend genannten Anordnung ermöglicht, den Reifendruck zu erfassen, ist jedoch eingeschränkt. Im einzelnen kann der Reifendruck nur dort aus dem Maximalwert des erfaßten Radgeschwindigkeit-Änderungsbetrags ermittelt werden, wo das Rad über eine einzelne Erhebung auf der Fahrbahnoberfläche läuft. Wenn das Rad aufeinanderfolgende Erhebungen und Vertiefungen auf einer holperigen oder waschbrettartigen Straße passiert, dann überlappen sich Änderungen der Drehzahl des Rads aufgrund dieser Erhebungen und Vertiefungen, wobei der Maximalwert des erfaßten Radgeschwindigkeit-Änderungsbetrags dem Reifendruck nicht entspricht, welches es unmöglich macht, eine genaue Erfassung des Reifendrucks durchzuführen.
Während die Schwierigkeit der Erfassung des Reifendrucks des Fahrzeugrads vorstehend beispielhaft beschrieben wurde, war es ebenfalls schwierig, andere Parameter zu erfassen, welche die Bewegung des Fahrzeugrads angeben, wie etwa die Winkelgeschwindigkeit, die Winkelbeschleunigung, die vertikale oder normale Geschwindigkeit und die vertikale oder normale Beschleunigung des Rads, sowie die Änderungszustände der weiteren Eigenschaften des Fahrzeugrads und/oder -reifens, wie etwa wie Exzentrizität des Rads, der Austausch des Radelements aus Metall als solches, der Verschleiß des Reifens, und das Anhaften eines Fremdkörpers an den Reifen.
In Anbetracht der vorstehenden Situation haben die Erfinder eine Radinformation-Berechnungsvorrichtung vorgeschlagen, umfassend (a) eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Radbewegungszustands oder Parameters, der die Bewegung eines bereiften Rads eines Kraftfahrzeugs angibt; (b) einen Störungsüberwacher zum Berechnen einer auf das Rad wirkenden Störung auf der Grundlage von zumindest dem erfaßten Radbewegungszustand und einem Basiswert, der eine bestimmte Art von Radinformation über das bereifte Rad vermittelt; (c) einer Einrichtung zum Berechnen eines Änderungsbetrags von dem Basiswert zu einem gegenwärtigen Wert, der auf der Grundlage der durch den Störungsüberwacher erfaßten Störung einen gegenwärtigen Zustand der Radinformation des bereiften Rades angibt, und (d) einer Einrichtung zum Berechnen der Radinformation, welche eine Summe des berechneten Änderungsbetrags und dem vorstehend genannten Basiswert ist.
Die Störung, die auf das bereifte Rad einwirkt, ist nicht auf diejenige beschränkt, die dem Rad durch die Fahrbahnoberfläche aufgrund deren Unregelmäßigkeit vermittelt wird. D.h., das bereifte Rad kann auch von anderen Störkomponenten betroffen sein, wie etwa solchen, die auf einer Änderung oder Schwankung im Trägheitsmoment oder in der Federkonstanten des Rades beruhen. Das Trägheitsmoment des bereiften Rads ändert sich aufgrund der Abnutzung des Reifens, der Anlagerung irgendwelcher Fremdkörper an den Reifen, des Austauschs des Reifens oder metallischen Radelements durch einen neuen bzw. ein neues, und dergleichen. Die Federkonstante des bereiften Rads ändert sich aufgrund einer Änderung des Luftdrucks des Reifens und dergleichen.
Als eines von Ergebnissen einer weitergehenden Studie über die vorstehend beschriebene Radinformation-Berechnungsvorrichtung fanden die Erfinder die nachstehenden Tatsachen. Zunächst ist der Störungsüberwacher so ausgebildet, daß er ein dynamisches Modell eines bereiften Rads verwendet. Falls das dynamische Modell eine Vielzahl von sich auf das Rad beziehenden Schwingungsmoden repräsentieren muß, wird der Aufbau des Störungsüberwachers kompliziert, wodurch es schwierig wird, dessen Berechnungsgenauigkeit zu verbessern. Andererseits besitzt der Radbewegungszustand eine Frequenzcharakteristik, die eine bestimmte Beziehung zu der Berechnungsgenauigkeit des Störungsüberwachers zum Berechnen der speziellen Art von Information über das bereifte Rad aufweist. Die Erfinder fanden, daß dann, wenn die Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands optimal gesteuert ist, die Berechnungsgenauigkeit des Störungsüberwachers leicht verbessert werden kann, ohne ein derart kompliziertes dynamisches Modell des Rads zu verwenden.
Eine andere Bauform einer Radinformation-Berechnungsvorrichtung ist in der der EP-A-0 578 826 entsprechenden JP-A-5-133831 vorgeschlagen. Diese Vorrichtung beinhaltet eine Erfassungseinrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie eine Drehzahl eines bereiften Rads als einen Radbewegungszustand erfaßt, und eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Luftdrucks eines Rads als eine bestimmte Art von Radinformation auf der Grundlage einer Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands, der über die Erfassungseinrichtung empfangen wird. Im einzelnen wird der Reifenluftdruck auf der Grundlage der Frequenz einer ausgewählten von einer Vielzahl von Frequenzkomponenten des Radbewegungszustands berechnet, welche ausgewählte Frequenzkomponente die in wesentlichen größte Stärke innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs hat. Die auf diese Art und Weise aufgebaute Vorrichtung wird als Resonanzfrequenz-Radinformation-Berechnungsvorrichtung bezeichnet.
Die Erfinder fanden, daß die vorstehend beschriebene Technik der optimierten Steuerung der Frequenzcharakteristik wirkungsvoll auf die Radinformation-Erfassungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art angewandt werden kann. In Übereinstimmung mit den Aufzeichnungen der Erfinder kann ein Filter oder eine andere Entwicklung zwischen der Erfassungseinrichtung und der Berechnungseinrichtung angeordnet sein, um die Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands zu modifizieren, indem insbesondere die ausgewählte der Vielzahl der Frequenzkomponenten des Parameters, die innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs liegt, betont wird. Der Parameter mit der auf diese Art und Weise modifizierten Frequenzcharakteristik wird der Berechnungseinrichtung zugeführt, mit einer verringerten Last auf die Berechnungseinrichtung, welches zu einer verbesserten Berechnungsgenauigkeit führt.
Das heißt, daß es die Erfinder als möglich ansahen, in Bezug auf die Radinformation-Berechnungsvorrichtung, welche allgemein (a) eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Radbewegungszustands und (b) einen Berechnungsbereich zum Berechnen einer spezifischen Radinformation auf der Grundlage des erfaßten Radbewegungszustands beinhaltet, die vorstehend genannte Technik der optimalen Steuerung der Frequenzcharakteristik anzuwenden, um die Berechnungsgenauigkeit der Vorrichtung zu verbessern, und zwar unabhängig davon, ob die Vorrichtung von der zuvor genannten Bauart mit dem Störungsüberwacher oder von der zuletzt genannten Bauart, d.h. von der Resonanzfrequenz-Bauart, ist.
Bei der vorstehend genannten Bauart einer Radinformation- Berechnungsvorrichtung mit einem Störungsüberwacher ist der die spezifische Radinformation angebende Basiswert fest oder vorbestimmt, und der Störungsüberwacher berechnet die Störung auf der Grundlage des festen Basiswerts. Eine weitere Studie, die von den Erfindern über diese Art einer Vorrichtung durchgeführt wurde, zeigte, daß die Genauigkeit der Berechnung der Radinformation durch Ändern oder Kompensieren des Radinformation-Basiswerts dahingehend, daß der Änderungsbetrag von dem Basiswert zu dem gegenwärtigen Wert der Radinformation auf Null gesetzt wird, verbessert werden kann, wobei der Basiswert, der durch den Störungsüberwacher verwendet wird, einen tatsächlichen oder gegenwärtigen: Zustand der Radinformation genau repräsentiert. Dieses Vorfahren ist auch dazu geeignet, die Berechnungsgenauigkeit der Radinformation-Berechnungseinrichtung der früheren Bauart zu verbessern.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Radinformation-Berechnungsvorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, eine spezifische Art von sich auf einen Reifen oder auf ein Protokoll beziehende Information mit signifikant verbesserter Genauigkeit zu berechnen.
Die vorstehende Aufgabe kann gemäß dem Prinzip der Erfindung gelöst werden, welche eine Radinformation-Berechnungsvorrichtung bereitstellt, umfassend: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Radbewegungszustands mit Bezug auf die Bewegung eines bereiften Rads eines Kraftfahrzeugs; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Radinformation mit Bezug auf das bereifte Rad auf der Grundlage des durch die Erfassungseinrichtung erfaßten Radbewegungszustands; und eine Modifiziereinrichtung zum Modifizieren eines Elements mit Bezug auf die Berechnung der Radinformation, um die Genauigkeit der Berechnung der Radinformation zu verbessern, wobei das Element aus zumindest: einer Bewegung eines Drehpunkts des bereiften Rads wie betrachtet in einer Ebene, in der sich das Rad dreht; einem Signal, welches von der Erfassungseinrichtung der Berechnungseinrichtung zugeführt wird; und einem internen Parameter, der von der Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Radinformation verwendet wird, besteht.
Der wie vorstehend angegebene Radbewegungstzustand kann aus einer Winkelgeschwindigkeit, einer Winkelbeschleunigung, einer Vertikalgeschwindigkeit, einer Vertikalbeschleunigung, einer Längsgeschwindigkeit und einer Längsbeschleunigung ausgewählt werden. In Bezug auf ein bereiftes Rad, welches eine Felge und einen Gürtel oder Mantel aufweist, die über eine Torsionsfeder miteinander verbunden sind, kann die wie vorstehend angegebene Radinformation ausgewählt werden aus: einem Luftdruck eines Reifens des bereiften Rads; einem Radius des Reifens; dem Trägheitsmoment des bereiften Rads, insbesondere dem Trägheitsmoment der Felge und dem des Mantels; einer Federkonstanten der Torsionsfeder; einem Dämpfungskoeffizienten des Reifens; einem Grad des Kontakts des bereiften Rads mit einer Fahrbahnoberfläche, und einer Kurvenfahrleistung des Reifens.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorstehenden Radinformation-Berechnungsvorrichtung beinhaltet die Modifiziereinrichtung eine Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung zum Bereitstellen einer optimalen Freguenzcharakteristik des der Berechnungsvorrichtung zuzuführenden Radbewegungszustands durch Erhöhen eines Verhältnisses einer Stärke einer ausgewählten von einer Vielzahl von Frequenzkomponenten des Radbewegungszustands, bei der die ausgewählte Frequenzkomponente innerhalb eines ausgewählten Frequenzbereichs liegt, zu einer Stärke der anderen Frequenzkomponenten außerhalb des ausgewählten Frequenzbereichs.
Bei der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung wählt die Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung eine der Vielzahl der Frequenzkomponenten des Radbewegungszustands, welche innerhalb des ausgewählten Freqnezbereichs liegt, aus, erhöht das Verhältnis der Stärke der ausgewählten Frequenzkomponente auf das der anderen Frequenzkomponenten außerhalb des ausgewählten Frequenzbereichs, und führt die auf diese Art und Weise modifizierte Frequenzcharakteristik der Berechnungseinrichtung zu. Dementsprechend kann die Genauigkeit der Berechnung der Radinformation leicht verbes sert werden, indem der vorstehend ausgewählte Frequenzbereich auf einen Frequenzbereich eingestellt wird, in dem die Berechnungseinrichtung in der Lage ist, die Radinformation mit hoher Genauigkeit zu berechnen. Da die Berechnungseinrichtung die optimale Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands empfängt, ist die vorliegende Vorrichtung in der Lage, ein vereinfachtes dynamisches Modell des bereiften Rads zur Berechnung der Radinformation zu verwenden und auf diese Art und Weise eine ausreichend hohe Berechnungsgenauigkeit zu gewährleisten. Das vorstehend angegebene Verhältnis zwischen der Stärke der ausgewählten Frequenzkomponente des Radbewegungszustands zu der der anderen Komponenten kann entweder durch Erhöhen der Stärke der ausgewählten Frequenzkomponente oder Verringern der Stärke der anderen Frequenzkomponenten erhöht werden.
In der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung kann die Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung eine Einrichtung umfassen zum Ändern des ausgewählten Frequenzbereichs auf der Grundlage eines berechneten Wertes der durch die Berechnungseinrichtung ermittelten Radinformation und/oder eines zu dem berechneten Wert verwandten Wertes.
Die den Radbewegungszustand repräsentierende Frequenzcharakteristik ist nicht immer konstant, sondern ändert sich zum Beispiel mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Falls der ausgewählte Frequenzbereich unabhängig von einer derartigen Änderung der Frequenzcharakteristik festgelegt wird, kann somit eine optimale Frequenzcharakteristik, die für die Berechnung der Radinformation geeignet ist, nicht erhalten werden. Angesichts dessen wird der ausgewählte Frequenzbereich durch die vorstehend genannte Einrichtung auf der Grundlage des durch die Berechnungseinrichtung ermittelten berechneten Wertes, welcher eine Änderung in der Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands reflektiert, geändert. Infolgedessen ändert sich der ausgewählte Frequenzbereich mit einer Änderung in der tatsächlichen Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands.
In der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung kann die Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung auch eine Einrichtung umfassen zum Ändern des ausgewählten Frequenzbereichs derart, daß ein Änderungsbetrag eines berechneten Wertes der durch die Berechnungseilnrichtung ermittelten Radinformation nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert. D.h., daß der ausgewählte Frequenzbereich rückgekoppelt geändert wird, um den Änderungsbetrag des berechneten Wertes zu verringern. Auf diese Art und Weise wird der ausgewählte Frequenzbereich immer derart geeignet ermittelt, daß er zu der tatsächlichen Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands paßt.
Die Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands hat eine bestimmte Beziehung zu einem geometrischen Ort des Zentrums eines bereiften Rads wie in der Querrichtung eines Kraftfahrzeugs gesehen, welcher bei Auftreten relativer Bewegungen des bereiften Rads und eines Fahrzeugaufbaus über eine Aufhängung beschrieben wird. Wenn eine Radgeschwindigkeit, die eine Drehzahl des Rads ist, als der Radbewegungszustand gewählt wird und die vorstehende Ortskurve des Zentrums des Rads eine von vorne nach hinten gerichtete oder longitudinale Komponente, die sich in einer longitudinalen Richtung oder Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstreckt, sowie eine vertikale Komponente beinhaltet, ändert sich die Radgeschwindigkeit aufgrund von Schwingungen in der longitudinalen Richtung des Fahrzeugs, welche aufgrund von durch Erhebungen und Vertiefungen der Fahrbahnoberfläche verursachten Radschwingungen der äußeren Umfangsfläche zugeführt werden. Infolgedessen erscheint der Einfluß der Radschwingungen in einem bestimmten Frequenzbereich der Radgeschwindigkeit. Falls dementsprechend die Geometrie und dergleichen der Aufhängung so ausgebildet sind, daß die Mitte eines Kreises (beispielsweise eines Momentankreises), der die Ortskurve des Zentrums des Rads annähert, sich so nahe wie möglich an den Zentrum des Rads befindet, so daß die Ortskurve des Zentrums des Rads so weit wie möglich aus der von vorne nach hinten gerichteten oder longitudinalen Komponente besteht, wird der Einfluß der vorstehend genannten Radschwingungen auf die Radgeschwindigkeit in dem bestimmten Frequenzbereich relativ verstärkt. Falls demgegenüber die Geometrie der Aufhängung derart ausgebildet ist, daß das Zentrum des vorstehend angegebenen ungefähren Kreises so weit wie möglich von den Zentrum des Rads entfernt ist, so daß die Ortskurve des Zentrums des Rads so weit als möglich aus der vertikalen Komponente besteht, dann wird der Einfluß der Radschwingungen auf die Radgeschwindigkeit in dem bestimmten Frequenzbereich relativ minimiert.
Die vorstehend genannte Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung kann allgemein aus einem digitalen oder analogen Filter bestehen. In diesem Fall wird ein solches Filter zwischen der Erfassungseinrichtung und der Berechnungseinrichtung angeordnet. Da eine bestimmte Beziehung zwischen der Ortskurve des Zentrums des Rads und der Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands besteht, wie vorstehend beschrieben, kann eine optimale Frequenzcharakteristik dadurch erzielt werden, daß die Aufhängung selbst geeignet ausgebildet oder anderweitig eingestellt wird, ohne daß der wie vorstehend beschriebene Filter verwendet wird.
In der vorstehenden Ausführungsform der Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann daher die Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung eine Geometrie einer Aufhängung umfassen, welche das bereifte Rad und einen Fahrzeugaufbau derart verbindet, daß das Rad und der Fahrzeugaufbau relativ zueinander verschiebbar sind, wobei die Geometrie derart ausgebildet ist, daß ein Zentrum des bereiften Rads einen optimalen geometrischen Ort in einer Querrichtung des Kraftfahrzeugs gesehen bereitstellt, um die Genauigkeit der Berechnung der Radinformation zu verbessern. Der optimale geometrische Ort des Zentrums des bereiften Rads, der bei einer relativen Bewegung zwischen dem Rad und dem Fahrzeugaufbau beschrieben wird, resultiert in einer optimalen Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands. Dies beseitigt die Notwendigkeit, ein wie vorstehend beschriebenes Filter oder eine andere Einrichtung oder ein Programm zum Bereitstellen der optimalen Frequenzcharakteristik vorzusehen.
Die Radinformation beinhaltet einige Arten von Information, die mit effektiv verbesserter Genauigkeit berechnet werden können, indem die Frequenzkomponente der Radgeschwindigkeit (des Radbewegungszustands), welche am stärksten durch die Radschwingungen beeinflußt wird, relativ verstärkt wird. Wenn die Berechnungseinrichtung diese Arten von Information berechnet, kann beispielsweise die Geometrie der Aufhängung so ausgebildet werden, daß der Einfluß der Radschwingungen auf die Radgeschwindigkeit in dem Frequenzbereich besonders stark erscheint, daß heißt derart, daß die Ortskurve des Zentrums des Rads so weit als möglich der von vorne nach hinten gerichteten oder longitudinalen Komponente besteht. Diese Anordnung ist ein Beispiel der vorstehend genannten Aufhängungs-Einstelleinrichtung.
Die Radinformation beinhaltet andere Arten von Funktionen, welche mit effektiv verbesserter Genauigkeit berechnet werden können, indem die Frequenzkomponente der Radgeschwindigkeit (des Radbewegungszustands), welche durch die Radschwingungen am stärksten beeinflußt werden, relativ abgeschwächt wird. Wenn die Berechnungseinrichtung diese Art von Information berechnet, kann beispielsweise die Geometrie der Aufhängung derart ausgebildet sein, daß der Einfluß der Radschwingungen auf die Radgeschwindigkeit nur wenig in dem Frequenzbereich erscheint, daß heißt derart, daß die Ortskurve des Zentrums des Rads so weit als möglich aus der vertikalen Komponente besteht und fast keine von vorne nach hinten gerichtete Komponente beinhaltet. Diese Anordnung ist ein weiteres Beispiel der vorstehend erwähnten Aufhängungs-Einstelleinrichtung.
Das letztgenannte Beispiel der Aufhängungs-Einstelleinrichtung kann eine Aufhängung bereitstellen, welche einen oberen Arm und einen unteren Arm beinhaltet, die so zusammenwirken, daß ein bereiftes Rad relativ zu einem Fahrzeugaufbau abgestützt wird. Die Geometrie dieser Aufhängung kann derart ausgebildet sein, daß sich der obere und der untere Arm in der Querrichtung des Fahrzeugs gesehen im wesentlichen parallel zueinander erstrecken, so daß die Ortskurve des Zentrums des Rads keine wesentliche longitudinale oder von vorne nach hinten gerichtete Komponente beinhaltet.
In der vorstehend genannten Ausführungsform der Radinformation-Berechnungseinrichtung gemäß der Erfindung kann die Berechnungseinrichtung (a) einen Störungsüberwacher zum Berechnen einer auf das bereifte Rad wirkenden Störung auf der Grundlage eines Basiswerts der Radinformation und des von der Erfassungseinrichtung empfangenen Radbewegungszustands, und (b) eine Einrichtung zum Berechnen eines Änderungsbetrags von dem Basiswert auf einen einen tatsächlichen Zustand der Radinformation anzeigenden Zustand auf der Grundlage der durch den Störungsüberwacher berechneten Störung beinhalten. Da der Störungsüberwacher den Radbewegungszustand empfängt, dessen Frequenzcharakteristik auf geeignete Art und Weise durch die Frequenzcharakteristik- Modifiziereinrichtung gesteuert wird, ist der Störungsüberwacher in der Lage, die Störung mit hoher Genauigkeit zu berechnen, wodurch die Berechnungseinrichtung die Radinformation immer mit hoher Genauigkeit berechnen kann.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung kann die Berechnungseinrichtung die Radinformation auf der Grundlage einer Frequenz einer ausgewählten von einer Vielzahl von Frequenzkomponenten des von der Erfassungseinrichtung empfangenen Radbewegungszustands berechnen, wobei die ausgewählte der Frequenzkomponenten im wesentlichen die größte Stärke innerhalb eines ausgewählten Frequenzbereichs hat. Da die Berechnungseinrichtung den Radbewegungszustand empfängt, dessen Frequenzcharakteristik auf geeignete Art und Weise durch die Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung gesteuert wird, ist die Berechnungseinrichtung in der Lage, eine geeignete Frequenz zu ermitteln, die für eine Berechnung mit gleichbleibend hoher Genauigkeit benötigt wird, welches zu einer verbesserten Genauigkeit der Berechnung der Radinformation führt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Erfassungseinrichtung einen Radgeschwindig keitsdetektor zum Erfassen, als den Radbewegungszustand, einer Radgeschwindigkeit, die eine Drehzahl des bereiften Rads ist, und Zuführen der Radgeschwindigkeit zu der Berechnungseinrichtung, wobei die Berechnungseinrichtung einen Grad des Kontakts des bereiften Rads mit einer Fahrbahnoberfläche als die Radinformation berechnet, auf der Grundlage einer Stärke einer ausgewählten von einer Vielzahl von Frequenzkomponenten der von dem Radgeschwindigkeitsdetektor empfangenen Radgeschwindigkeit, wobei die ausgewählte der Frequenzkomponenten innerhalb eines ausgewählten Frequenzbereichs liegt. Es wird angemerkt, daß die Stärke der Frequenzkomponente der Radgeschwindigkeit, welche innerhalb des ausgewählten Frequenzbereichs liegt, d.h. die Straßenlage-Eigenschaft des Rads, mit der Verringerung des Grads des Kontakts des bereiften Rads mit der Fahrbahnoberfläche zunimmt. Unter Verwendung dieser Beziehung wird der Grad des Kontakts des Rads mit der Fahrbahnoberfläche auf der Grundlage der erfaßten Radgeschwindigkeit berechnet. Da die Berechnungseinrichtung die Radgeschwindigkeit empfängt, deren Frequenzcharakteristik auf geeignete Art und Weise durch die Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung gesteuert wird, ist die Berechnungseinrichtung in der Lage, die Stärke der Frequenzkomponente, die für die Berechnung benötigt wird, zu ermitteln, welches zu einer verbesserten Genauigkeit der Berechnung des Grads des Kontakts zwischen dem Rad und der Fahrbahnoberfläche führt.
Bei den vorstehend beschriebenen Anordnungen der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung wie oben beschrieben, wird nur ein durch die Berechnungseinrichtung ermittelter berechneter Wert als ein durch dieselbe Einrichtung zu erzeugender endgültiger Wert verwendet. In diesem Beispiel kann sich selbst dann, wenn die Frequenzcharakteristik des Radbewegungszustands wie vorstehend beschrieben auf geeignete Art und Weise gesteuert wird, der berechnete Wert von einem Zyklus zu einem anderen Zyklus der Routine zum Berechnen der Radinformation ändern, welches zu einer verringerten Berechnungsgenauigkeit führt. In Anbetracht dieser Situation kann die vorliegende Radinformation-Berechnungsvorrichtung derart ausgebildet sein, daß die Berechnungseinrichtung eine Vielzahl von vorläufig berechneten Werten der Radinformation und/oder einem sich auf die Radinformation beziehenden Parameter ermittelt, um einen gegenwärtigen berechneten Endgültigen Wert der Radinformation zu erhalten, auf der Grundlage der Vielzahl von vorläufig berechneten Werten, wobei eine Anzahl der vorläufig berechneten Werte für eine Neuberechnung des gegenwärtigen berechneten endgültigen Wertes und/oder eine Berechnung eines nächsten berechneten endgültigen Wertes der Radinformation verwendet wird. Eine bestimmte Anzahl der vorläufig berechneten Werte werden in Abhängigkeit davon, ob ein Änderungsbetrag zwischen einem vorangehend berechneten Wert der Radinformation und einem gegenwärtig berechneten Wert derselben größer als ein vorbestimmter Wert ist, verwendet. Die Anzahl der vorläufig berechneten Werte ist in Abhängigkeit davon, ob ein Änderungsbetrag von einem vorangehend berechneten Wert der Radinformation zu einem gegenwärtig berechneten Wert derselben größer als ein vorbestimmter Wert ist, variabel. Da nur ein endgültiger Wert aus einer Vielzahl von vorläufig berechneten Werten der Radinformation ermittelt wird, ist es weniger wahrscheinlich, daß der ermittelte endgültige Wert durch die Schwankungen in den einzelnen vorläufig berechneten Werten beeinflußt wird. Darüber hinaus wird die Anzahl der vorläufigen Werte, die zur Ermittlung des einen endgültigen Wertes verwendet werden, nach Bedarf auf geeignete Art und Weise geändert, in Abhängigkeit von einem Fehler beim Berechnen der vorläufigen Werte, um eine ausreichend hohe Berechnungsgenauigkeit der Vorrichtung sicherzustellen.
In einer Anordnung der wie vorstehend beschriebenen Radinformation-Berechnungsvorrichtung kann die Berechnungsvorrichtung so ausgebildet sein, daß sie die Anzahl der zum Ermitteln des endgültigen Wertes verwendeten vorläufigen Werte in Abhängigkeit von dem Änderungsbetrag des gegenwärtig berechneten Wertes bestimmt. In einer anderen Anordnung kann die Berechnungseinrichtung so ausgebildet sein, daß sie die Anzahl der vorläufigen Werte inkrementierend erhöht, bis der Änderungsbetrag des gegenwärtig berechneten Wertes gleich dem oder kleiner als der vorbestimmte Wert wird, oder die Anzahl vorläufiger Werte in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag und dem Schwellenwert erhöht.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung modifiziert die Modifiziereinrichtung den durch die Berechnungsvorrichtung verwendeten internen Parameter, und umfaßt die Berechnungseinrichtung (a) einen Störungsüberwacher zum Berechnen einer auf das bereifte Rad wirkenden Störung auf der Grundlage des durch die Erfassungseinrichtung erfaßten Radbewegungszustands und/oder eines Basiswerts der Radinformation, wobei der Störungsüberwacher den Basiswert als den internen Parameter verwendet, (b) eine Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Änderungsbetrags von dem Basiswert auf einen Wert, der einen tatsächlichen Zustand der Radinformation angezeigt, auf der Grundlage der durch den Störungsüberwacher berechneten Störung, (c) eine Basiswert-Kompensationseinrichtung als die Modifiziereinrichtung zum Kompensieren des Basiswerts der Radinformation, um einen kompensierten Radinformation-Basiswert bereitzustellen, auf der Grundlage des durch die Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung berechneten Änderungsbetrags, so daß der berechnete Änderungsbetrag nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert; und (d) eine Radinformation-Berechnungseinrichtung zum Berechnen des kompensierten Radinformation Basiswerts als die Radinformation.
Wenn der Basiswert der Radinformation als ein fester Wert ermittelt wird, wird die Genauigkeit der Berechnung eines Änderungsbetrags der Radinformation mit einer Zunahme des berechneten Änderungsbetrags von dem Basiswert auf den gegenwärtig berechneten Wert, der einen gegenwärtigen oder tatsächlichen Zustand der Radinformation angibt, verringert. Dies führt zu einer verringerten Genauigkeit der Berechnung der Radinformation. Falls der Radinformation-Basiswert so geändert wird, daß er nahe bei dem gegenwärtigen Wert liegt, um dadurch den berechneten Änderungsbetrag auf ein Minimum zu reduzieren, kann die Radinformation mit ausreichend hoher Genauigkeit berechnet werden. In der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung ist daher die Basiswert-Kompensationseinrichtung so ausgebildet, daß sie den durch den Störungsüberwacher zu verwendenden Radinformation-Basiswert auf der Grundlage des berechneten Änderungsbetrags der Radinformation kompensiert, so daß der berechnete Änderungsbetrag gleich dem oder kleiner als der vorbestimmte Wert wird, um dadurch einen kompensierten Radcharakteristik-Basiswert bereitzustellen. Die Berechnungseinrichtung berechnet dann die Radinformation auf der Grundlage des auf diese Art und Weise kompensierten Basiswerts. In dieser Anordnung ist der Störungsüberwacher in der Lage, eine Störung mit verbesserter Genauigkeit zu berechnen und dadurch eine verbesserte Genauigkeit der Berechnung der Radinformation zu gewährleisten.
Der Störungsüberwacher berechnet eine Störung als eine von Zustandsvariablen. Der Störungsüberwacher kann als Modell des bereiften Rads einen integralen Drehkörper annehmen, auf welchen eine Störung einwirkt, oder ein Modell mit einer Felge und einem Mantel, die durch eine Torsionsfeder derart miteinander gekoppelt sind, daß die Felge und der Mantel relativ zueinander drehbar sind. Der Störungsüberwacher kann auch ein Modell des Rads annehmen mit einer Felge und einem Mantel, die durch eine Torsionsfeder und einen Dämpfer, die parallel miteinander verbunden sind, derart miteinander gekoppelt sind, daß die Felge und der Mantel relativ zueinander drehbar sind. Der Störungsüberwacher kann auch annehmen, daß eine Störung auf ein bereiftes Rad wirkt, wobei ein Rad (bestehend aus einer Scheibe und einer Felge) und ein Reifen (bestehend aus einem Mantel und Seitenwänden) durch eine Feder derart miteinander gekoppelt sind, daß das Rad und der Reifen in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs relativ zueinander verschiebbar sind. In einem anderen Modell, welches durch den Störungsüberwacher angenommen werden kann, wirkt eine Störung auf ein bereiftes Rad, wobei ein Rad und ein Reifen durch eine Torsionsfeder und einen Dämpfer, die parallel miteinander verbunden sind, derart miteinander gekoppelt sind, daß das Rad und der Reifen relativ zueinander in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs verschiebbar sind.
Wenn der Störungsüberwacher ein Modell des bereiften Rads annimmt mit einer Felge und einem Mantel, die durch eine Torsionsfeder derart miteinander verbunden sind, daß die Felge und der Mantel relativ zueinander drehbar sind, kann der Störungsüberwacher eine Winkelgeschwindigkeit ωB des Mantels, einen Torsionswinkel θRB zwischen der Felge und dem Mantel, und eine Störung w&sub2; berechnen, auf der Grundlage eines erfaßten Wertes einer Winkelgeschwindigkeit ωR der Felge als der Radbewegungszustand sowie Basiswerten eines Trägheitsmoments JR der Felge, eines Trägheitsmoments JB des Mantels und einer Federkonstanten K der Torsionsfeder als den Radinformation-Basiswert. In diesem Fall berechnet die Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung einen Änderungsbetrag ΔK von dem Basiswert der Federkonstanten K auf einen eine tatsächliche Federkonstante angebenden Wert, auf der Grundlage von berechneten Werten der Winkelgeschwindigkeit ωB des Mantels, des Torsionswinkels θRB und des Störwerts w&sub2;, wobei die Basiswert-Kompensationseinrichtung den Basiswert der Federkonstanten K kompensiert, so daß der berechnete Änderungsbetrag ΔK nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert. Dann berechnet die Radinformation-Berechnungseinrichtung den Basiswert der Federkonstanten K als die Radinformation, wenn der Änderungsbetrag ΔK nicht größer als der vorbestimmte Wert ist.
Wenn der Störungsüberwacher ein äquivalentes Modell des bereiften Rads annimmt, welches äquivalent ist zu einem Basismodell, in dem eine Felge über eine Torsionsfeder und einen Dämpfer, die parallel miteinander verbunden sind, derart mit einem Mantel gekoppelt ist, daß die Felge und der Mantel relativ zueinander drehbar sind, wobei das äquivalente Modell so ausgebildet ist, daß eine Felge mit einem Mantel durch eine Torsionsfeder und einen Dämpfer, die derart parallel miteinander verbunden sind, daß die Felge und der Mantel relativ zueinander in einer linearen Richtung verschiebbar sind, gekoppelt ist, kann der Störungsüberwa cher eine äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xB' des Mantels, eine äquivalente relative lineare Verschiebung xRB zwischen der Felge und dem Mantel, und eine Störung w&sub2; auf der Grundlage eines erfaßten Wertes einer äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit xR' der Felge als den Radbewegungszustand, und Basiswerte einer äquivalenten trägen Masse mR der Felge, einer äquivalenten trägen Masse mB des Mantels, eine Federkonstanten Kw und eines Dämpfungskoeffizienten Dw als Radinformation-Basiswert berechnen. In diesem Fall berechnet die Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung einen Änderungsbetrag ΔKw von dem Basiswert der Federkonstanten Kw auf einen Wert, der eine tatsächliche Federkonstante angibt, und einen Änderungsbetrag ΔDw von dem Basiswert des Dämpfungskoeffizienten Dw auf einen Wert, der einen tatsächlichen Dämpfungskoeffizienten angibt, auf der Grundlage von berechneten Werten der äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit xB' des Mantels, der äquivalenten linearen Verschiebung xRB uhd der Störung w&sub2;, wobei die Basiswert-Kompensationseinrichtung den Basiswert der Federkonstanten Kw und des Dämpfungskoeffizienten Dw, kompensiert, so daß die berechneten Änderungsbeträge ΔKw und ΔDe nicht größer sind als jeweils vorbestimmte Werte. Dann berechnet die Radinformation-Berechnungseinrichtung die Basiswerte der Federkonstanten Kw und des Dämpfungskoeffizienten Dw als die tatsächliche Federkonstante und den tatsächlichen Dämpfungskoeffizienten, wenn die berechneten Änderungsbeträge ΔKw und ΔDw nicht größer als die jeweils vorbestimmten Werte sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser verständlich durch Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung gegenwärtig bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung bei Berücksichtigung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht, welches so ausgebildet ist, daß es eine bestimmte Radinformation, die sich auf eine bestimmte Bedingung von bereiften Rädern eines automobilen Fahrzeugs bezieht;
Fig. 2 eine Teil-Querschnittsansicht eines bereiften Fahrzeugrads, dessen Störungen durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 erfaßt werden;
Fig. 3 eine Ansicht, die ein dynamisches Modell des bereiften Rads gemäß Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 ein Blockdiagramm, welches die funktionellen Elemente der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zeigt;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm, welches eine Routine zum Ermitteln einer Drehzahlschwankung des bereiften Rads in Übereinstimmung mit einem in einem Nurlese-Speicher eines von der Vorrichtung verwendeten Computers zeigt;
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm, welches eine Fahrzeugrad-Berechnungs/Kompensationsroutine in Übereinstimmung einem anderen, ebenfalls in dem Nurlese-Speicher gespeicherten Programm zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen der in einem Schritt S8 der Routine nach Fig. 5 verwendeten Zahl N und der Fahrzeuggeschwindigkeit V zeigt;
Fig. 8 ein Diagramm, welches die Approximation der durch die Vorrichtung erfaßten Störungen erklärt;
Fig. 9 ein Blockdiagramm, welches einen in der Vorrichtung enthaltenen Störungsüberwacher zeigt;
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm, welches eine Reifendruck-Alarmroutine in Übereinstimmung mit einem in dem Nurlese-Speicher eines anderen durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Computers gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 11 ein Ablaufdiagramm, welches eine Routine zum Berechnen von Korrelationsfunktionen zum Ermitteln einer Federkonstantenschwankung des bereiften Rads in Übereinstimmung mit einem anderen, in dem Nurlese-Speicher gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 12 ein Diagramm, welches eine Frequenzcharakteristik eines durch ein Vorverarbeitungsfilter der Vorrichtung nach Fig. 1 empfangenen Radgeschwindigkeitssignals veranschaulicht;
Fig. 13 ein Diagramm, welches eine Frequenzcharakteristik eines als Ausgangssignal des Vorverarbeitungsfilters erzeugten Radgeschwindigkeitsignals veranschaulicht;
Fig. 14 ein Diagramm, welches eine Filtercharakteristik des Vorverarbeitungsfilters veranschaulicht;
Fig. 15 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer wie in Schritt S40 der Routine gemäß Fig. 10 berechneten Variation δ und dem Referenzwert "M" veranschaulicht;
Fig. 16 ein Blockdiagramm, welches die funkionellen Elemente einer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebauten Radinformation-Berechnungsvorrichtung veranschaulicht;
Fig. 17 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau der Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß Fig. 16 veranschaulicht;
Fig. 18 ein Ablaufdiagramm, welches eine Reifendruck-Alarmroutine in Übereinstimmung mit einem in dem Nurlese-Speicher eines durch die Vorrichtung gemäß Fig. 16 verwendeten Computers gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 19 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer wie in Schritt S60 der Routine gemäß Fig. 18 berechneten Variation δ und dem Referenzwert N veranschaulicht;
Fig. 20 ein Ablaufdiagramm, welches eine andere Reifendruck-Alarmroutine in Übereinstimmung mit einem in dem Nurlese-Speicher eines Computers, der durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird, gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 21 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Änderungsbetrag Δf&sub0; der Resonanzfrequenz und der Anzahl "N" von in der Routine gemäß Fig. 20 zu ermittelnden endgültigen Werten zeigt;
Fig. 22 ein Blockdiagramm, welches die funktionellen Elemente einer gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebauten Radinformation-Berechnungsvorrichtung veranschaulicht;
Fig. 23 ein Diagramm, welches die Funktion eines Vorverarbeitungsfilters der Vorrichtung gemäß Fig. 22 erklärt;
Fig. 24 ein Ablaufdiagramm, welches eine Reifendruck-Alarmroutine in Übereinstimmung mit einem in dem Nurlese-Speicher eines durch die Vorrichtung gemäß Fig. 22 verwendeten Computers gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 25 ein Ablaufdiagramm, welches eine Reifendruck-Alarmroutine in Übereinstimmung mit einem anderen in dem Nurlese-Speicher gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 26 ein Ablaufdiagramm, welches eine Reifendruck-Alarmroutine in Übereinstimmung mit einem weiteren in dem Nurlese-Speicher gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 27 eine perspektivische Ansicht, die ein hinteres Aufhängungssystem eines automobilen Fahrzeugs zeigt;
Fig. 28A eine Ansicht, die ein Momentanzentrum O, welches weit von dem Zentrum eines Fahrzeugrads entfernt ist, und eine Ortskurve des Zentrums des Rads zeigt, Fig. 28B eine Ansicht, die ein Momentanzentrum O, welches sich in einer normalen Position befindet, und eine Ortskurve des Zentrums des Rads zeigt, und Fig. 28C eine Ansicht, die ein Momentanzentrum O, welches sich näher ab den Zentrum des Rads befindet, und eine Ortskurve des Zentrums des Rads zeigt;
Fig. 29 eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Arm und untere Arme einer Aufhängung, welche eine im wesentlichen gerade Ortskurve des Zentrums des Rads-bereitstellt, zeigt;
Fig. 30 eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Arm und untere Arme einer Aufhängung, welche eine normal gekrkümmte Ortskurve des Zentrums des Rads bereitstellt, zeigt;
Fig. 31 eine Ansicht, die drei Arten von Ortskurven des Zentrums des Rads zeigt, welche denjenigen der Fig. 28A, 28B und 28C entsprechen;
Fig. 32 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen jeder Ortskurve des Zentrums des Rads gemäß Fig. 31 und einer Frequenzcharakteristik eines Radgeschwindigkeitsignals für jedes Rad veranschaulicht;
Fig. 33 ein Blockdiagramm, welches die funkitonellen Elemente einer gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebauten Radinformation-Berechnungsvorrichtung veranschaulicht;
Fig. 34 ein Ablaufdiagramm, welches eine Routine zum Berechnen von Korrelationsfunktionen zum Ermitteln einer Schwankung eines Trägheitsmoments eines Mantels eines bereiften Rads in Übereinstimmung mit einem in einem Nurlese- Speicher der Vorrichtung gemäß Fig. 33 gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 35 ein Ablaufdiagramm, welches eine Routine zum Berechnen von Korrelationstunktionen zum Ermitteln einer Schwankung eines Trägheitsmoments einer Felge des Rads in Übereinstimmung mit einem anderen, ebenfalls in einem Nurlese-Speicher gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 36 ein Blockdiagramm, welches die funktionellen Elemente einer gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebauten Radinformation-Berechnungsvorrichtung veranschaulicht;
Fig. 37 eine Ansicht, die ein durch einen Stärungsüberwa cher der Vorrichtung gemäß Fig. 36 verwendetes Reifen-Aufhängung-Modell zeigt;
Fig. 38 ein Diagramm, welches Frequenzcharakteristiken von Radgeschwindigkeitsignalen zeigt, die dtirch ein Vorverarbeitungsfilter gemäß Fig. 36 vor bzw. nach einer Änderung in dem Trägheitsmoment empfangen wurden;
Fig. 39 ein Diagramm, welches Frequenzcharakteristiken der Radgeschwindigkeitsignale, welche als Ausgangssignale des Vorverarbeitungsfilters erzeugt wurden, veranschaulicht;
Fig. 40 ein Blockdiagramm, welches die funktionellen Elemente einer gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebauten Radinformation-Berechnungsvorrichtung veranschaulicht,
Fig. 41 ein Diagramm, welches eine Frequenzcharakteristik eines Radgeschwindigkeitsignals, welches erhalten wird, wenn ein bereiftes Rad keinen guten Kontakt mit einer Fahrbahnoberfläche hat, veranschaulicht;
Fig. 42 ein Diagramm, welches eine Frequenzcharakteristik eines Radgeschwindigkeitsignals, welches erhalten wird, wenn ein bereiftes Rad guten Kontakt mit einer Fahrbahnoberfläche hat, veranschaulicht;
Fig. 43 ein Ablaufdiagramm, weiches eine Routine zum Ermitteln eines Grads des Kontakts des bereiften Rads mit der Fahrbahnoberfläche in Übereinstimmung mit einem in einem Nurlese-Speicher eines von der Vorrichtung gemäß Fig. 40 verwendeten Computers gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 44 ein schematisches Blockdiagramm, welches ein achtes Ausführungsbeispiel einer Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 45 ein Blockdiagramm, welches die funktionellen Elemente der Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß Fig. 44 veranschaulicht;
Fig. 46 ein Ablaufdiagramm, welches eine Reifendruck-Erfassungsroutine in Übereinstimmung mit einem in einem Nurlese- Speicher eines von der Vorrichtung gemäß Fig. 44 verwendeten Computers gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht;
Fig. 47 eine Ansicht, die ein dynamisches Modell eines in einem neunten Ausführungsbeispiel einer Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß der Erfindung enthalten Störungsüberwachers zeigt;
Fig. 48 eine vereinfachte Ansicht des dynamischen Modells gemäß Fig. 47;
Fig. 49 ein Blockdiagramm, welches die funktionellen Elemente der Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 47 zeigt;
Fig. 50 ein Blockdiagramm, welches einen in der Vorrichtung gemäß Fig. 49 verwendeten Computer herausstellt;
Fig. 51 ein Ablaufdiagramm, welches eine Routine zum Erfassen des Luftdrucks des bereiften Rads in Übereinstimmung mit einem in dem Nurlese-Speicher des Computers gemäß Fig. 50 gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht; und
Fig. 52 ein Ablaufdiagramm, welches eine modifizierte Reifendruck-Erfassungsroutine in Übereinstimmung mit einem in dem Nurlese-Speicher gespeicherten Steuerprogramm veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Zunächst bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 beinhaltet die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaute Radinformation-Berechnungsvorrichtung einen magnetischen Aufnehmer (Aufnehmer mit variabler Reluktanz) 12, der in der Nähe eines Rotors 10:angeordnet ist, welcher sich mit einem in Fig. 2 allgemein mit 14 bezeichneten bereiften Rad dreht. Der Rotor 10 hat eine Vielzahl von Zähnen 16, die so entlang seines äußeren Rands ausgebildet sind, daß die Zähne 16 in der Umfangsrichtung, d.h. in der Drehrichtung des Rotors 10, gleichmäßig voneinander beabstandet sind.
Der magnetische Aufnehmer 12 ist so aufgebaut, daß er ein Spannungssignal erzeugt, dessen Amplitude sich periodisch ändert, wenn sich die Zähne 16 an dem Sensorkopf des Aufnehmers 12 vorbeibewegen. Der Signalverlauf des durch den Aufnehmer 12 erzeugten Spannungssignals wird durch einen Signalformer 18 in eine rechteckförmige Impulsform geformt, und das geformte Impulssignal wird einem Eingabe/Ausgabe- Port 22 eines Computers 20 zugeführt. Während zu Zwecken der Veranschaulichung in Fig. 1 nur ein Satz eines Rotors 10, Aufnehmers 12 und Signalformer 18 gezeigt ist, hat das Kraftfahrzeug vier bereifte Räder 14, und der Rotor 10, der Aufnehmer 12 und der Signalformer 18 sind für jedes der vier bereiften Räder 14 vorhanden. Jeder der vier Aufnehmer 12 ist mit dem Computer 20 durch den geeigneten Signalformer 18 verbunden.
Jedes bereifte Rad 14 besteht aus einem Radelement 24 aus Metall und einem an einer Felge des Radelements 24 befestigten Reifen 26. Das bereifte Rad 14 wird dynamisch simuliert als ein System oder Modell wie in Fig. 3 veranschaulicht, in dem eine Felge 28 und ein Mantel 30 durch eine Torsionsfeder 32 derart einander verbunden sind, daß die Felge 28 und der Mantel 30 relativ zueinander drehbar sind. Der Mantel 30 wird als die äußere Fläche des Reifens 26 betrachtet, mit der das bereifte Rad 14 die Fahrbahnoberfläche berührt. Da der Rotor 10 so angeordnet ist, daß er sich mit dem metallischen Radelement 24 dreht, kann streng genommen der magnetische Aufnehmer 12 eine Winkelgeschwindigkeit der Felge 28 erfassen.
Der Computer 20 beinhaltet eine CPU 40 als eine zentrale Verarbeitungseinheit, ein ROM 42 in Form eines Nurlese- Speichers als eine erste Speichereinrichtung, und ein RAM 44 in Form eines Speichers mit wahlfreiem Zugriff als eine zweite Speichereinrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt. Das ROM 42 speichert Steuerprogramme zum Ausführen der in den Ablaufdiagrammen der Fig. 5 und 6 veranschaulichten Routinen, und wirkt mit der CPU 40 und dem RAM 44 zusammen, um einen in dem schematischen Blockdiagramm gemäß Fig. 4 angegebenen Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 zu bilden.
Der Computer 20 ist wie in Fig. 1 mit einem anderen Computer 47 verbunden, welcher eine CPU 48 als eine zentrale Verarbeitungseinheit, ein ROM 49 in Form eines Nurlese- Speichers als die erste Speichereinrichtung, ein RAM 50 in Form eines Speichers wahlfreiem Zugriff als die zweite Speichereinrichtung und einen Eingabe/Ausgabe-Port 51 als einen Eingabe/Ausgabe-Einrichtung beinhaltet. Das ROM 49 speichert verschiedene Steuerprogramme zum Ausführen der Routinen wie etwa einer Reifendruck-Alarmroutine wie in dem Ablaufdiagrammen gemäß Fig. 10 veranschaulicht, und wirkt mit der CPU 48 und dem RAM 50 zusammen, um einen Störungsüberwacher 52, einen Parameterrechner 53 einschließlich einem Korrelationsrechner 56 und einen Normalisierer 58, sowie einen Ermittlungsprozessor 62 zu bilden, wie in dem Blockdiagramm gemäß Fig. 4 angegeben.
Die Computer 20, 47 sind durch ein Vorverarbeitungsfilter 64 miteinander verbunden. Im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben, ist der Felgengeschwindigkeit-Rechner/ Kompensator 45 durch das Vorverarbeitungsfilter 64 derart mit dem Störungsüberwacher 52 verbunden, daß ein Ausgangssignal, welches die Drehzahl jedes bereiften Rads 14 angibt, von dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 über das Vorverarbeitungsfilter 64 zu dem Störungsüberwacher 52 übertragen wird. Während das Vorverarbeitungsfilter 64 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus einem digitalen Signalprozessor (DSP) besteht, kann das Filter 64 prinzipiell aus einer diskreten Schaltung bestehen. Die Funktionsweise des Vorverarbeitungsfilters 64 wird noch im einzelnen beschrieben.
Der Eingabe/Ausgabe-Port 51 des Computers 47 ist mit einer Anzeigeeinrichtung 66 verbunden, welche Information bereitstellt, die ein Ergebnis einer Beurteilung oder Ermittlung durch den Ermittlungsprozessor 62 angibt, welches einem Bediener des Fahrzeugs bei der Erkennung des Zustands jedes bereiften Rads 14 unterstützt. Während die Anzeigeeinrichtung 66 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Flüssigkristallanzeige ist, kann die Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung 66 durch einen anderen geeigneten Indikator wie beispielsweise eine Indikatorlichteinrichtung, die auf eine vorbestimmte Art und Weise betrieben wird, zum Beispiel auf eine flackernde Art und Weise, und einen Stimmenindikator, der zu dem Bediener des Fahrzeugs spricht, ersetzt werden.
Der Eingabe/Ausgabe-Port 51 ist auch mit einem Drehmoment- Detektor 68 verbunden, der so ausgebildet ist, daß er ein Antriebsmoment oder ein Bremsmoment des Radelements 24 (der Felge 28) erfaßt. Beispielsweise kann der Drehmoment-Detektor 68 ein an der Achse des Radelements 24 befestigtes Dehnungsmeßgerät aufweisen.
Der Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 arbeitet so, daß er die Drehzahl jedes der vier bereiften Räder 14 berechnet, auf der Grundlage der von den entsprechenden magnetischen Aufnehmern 12 durch die jeweiligen Signalformer 18 empfangenen Signale. Der Felgengeschwindigkeit- Rechner/Kompensator 45 ist ferner so ausgebildet, daß er die berechnete Geschwindigkeit jedes bereiften Rads 14 auf der Grundlage der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (Geschwindigkeit eines Aufbaus 72 des Fahrzeugs wie in Fig. 4 angegeben), die durch einen geeigneten Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 70 gemäß Fig. 1 erfaßt wird, einstellt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 70 kann ein Doppler-Bodengeschwindigkeitsensor sein. Die Einstellung der Geschwindigkeit des bereiften Rads 14 wie durch den magnetischen Aufnehmer 12 berechnet, wird durchgeführt, um die berechnete Geschwindigkeit im Hinblick auf eine periodische oder zyklische Schwankung der Radgeschwindigkeit, welche sich aus inhärenten Abweichungen des bereiften Rads 14 und des Rotors 10 von den Nennwerten aufgrund von Fehlern während der Herstellung und des Zusammenbaus derselben ergibt, zu kompensieren.
Die Drehzahl des bereiften Rads 14 oder die Radgeschwindigkeit wird als die Umfangsgeschwindigkeit des Reifens 26 ermittelt. Hierzu sollte der Radius des Reifens 26 (d.h. der Abstand von der Fahrbahnoberfläche zu der Achse bzw. dem Zentrum des Rads 14) bekannt sein. In dieser Hinsicht ändert sich der Radius des Reifens 26 mit dem Betrag der Verformung des Reifens aufgrund einer auf diesen wirkenden Last, welche sich wiederum mit dem Luftdruck in dem Reifen 26 ändert. So lange der Luftdruck des Reifens 26 auf dem Nominal- oder Sollniveau liegt, wird der Nominalradius des Reifens 26 herangezogen, um die Umfangsgeschwindigkeit des bereiften Rads 14 als die Drehzahl zu berechnen. Falls eine Änderung des Luftdrucks größer als ein vorbestimmter Grenzwert in einer noch zu beschreiben Routine aufgefunden wird, wird der Radius des Reifens 26 dazu verwendet, die Umfangsgeschwindigkeit zu berechnen, welches in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten (in dem ROM 42 gespeicherten) Beziehung zwischen dem Reifenradius und dem Änderungsbetrag des Luftdrucks des Reifens erfolgt.
Der Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 ist so ausgebildet, daß der eine Routine zum Ermitteln der periodischen Radgeschwindigkeitschwankung gemäß Fig. 5 und eine Routine zum Berechnen und Kompensieren der erfaßten Radgeschwindigkeit gemäß Fig. 6 ausführt.
Die Radgeschwindigkeitschwankung-Ermittlungsroutine gemäß Fig. 5 wird wenigstens einmal ausgeführt, nachdem der Rotor 10 und das Rad 14 an dem Fahrzeug angebracht worden sind. Ein Vorgang zum Ermitteln der Radgeschwindigkeitschwankung gemäß dieser Routine kann durch einen Hersteller des Fahrzeugs, einen Service-Ingenieur einer Werkstatt oder durch einen Benutzer ist Fahrzeugs erfolgen. Wenn die Radgeschwindigkeitschwankung durch den Benutzer ermittelt wird, wird die Routine jedesmal dann ausgeführt, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, beispielsweise jedesmal dann, wenn die aufgelaufene Fahrstrecke oder -zeit des Fahrzeugs einen vorbestimmten Wert erreicht. In jedem Fall ist es wünschenswert, die Routine auszuführen, während das Fahrzeug in einem stabilen Betriebszustand ohne Beschleunigung oder Verzögerung (Bremsen) mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereichs läuft.
Zunächst wird nachstehend die Radgeschwindigkeitschwankung- Ermittlungsroutine gemäß Fig. 5 beschrieben. Die Routine beginnt mit Schritt S1, in dem Werte "n", "i", "V" und "vn" initalisiert werden. Auf Schritt S1 folgt Schritt S2, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Grundlage des Ausgangssignals des Fahrzeuggeschwindigkeitsensors 70 zu berechnen. Dann schreitet der Steuerungsablauf zu Schritt S3 fort, um die Geschwindigkeit vn des bereiften Rads 14 (nachstehend als "Radgeschwindigkeit vn" bezeichnet) zu berechnen. Im strengen Sinn ist die berechnete Radgeschwindigkeit vn die Umfangs- oder Randgeschwindigkeit des Mantels 30 (die Umfangsgeschwindigkeit des Reifens 26 an seinem äußeren, die Fahrbahnoberfläche berührenden Umfang), wobei angenommen wird, daß eine Winkelgeschwindigkeit ωB des Mantels 30 gleich einer Winkelgeschwindigkeit ωR der Felge 28 ist. Zum einfacheren Verständnis wird angenommen, daß die Radgeschwindigkeit vn berechnet wird, wenn jeder einzelne der Zähne 16 an dem Sensorkopf des magnetischen Aufnehmers 12 vorbeiläuft. Im einzelnen beschrieben, wird die jedem der Zähne 16 des Rotors 10 entsprechende Radgeschwindigkeit vn auf der Grundlage eines Zeitintervalls zwischen dem Ansteigen und dem Abfallen zweier angrenzender, aus dem Signalformer 18 erhaltener Rechteckimpulse oder eines Zeitintervalls zwischen Mittelpunkten zwischen dem Ansteigen und dem Abfallen der angrenzenden Impulse berechnet.
Jedoch sollte die Beziehung zwischen der Zeit, die jeder Zahn 16 benötigt, um an dem Aufnehmer 12 vorbeizulaufen, und der Zeit, die zum Berechnen der Radgeschwindigkeit vn benötigt wird, berücksichtigt werden. In diesem Hinblick kann die Routine gemäß Fig. 5 derart modifiziert werden, daß die Radgeschwindigkeit vn jedesmal dann berechnet wird, wenn zwei oder mehr Zähne 16 den Aufnehmer 12 passieren bzw. passiert haben.
Auf Schritt S3 folgt Schritt S4, um eine Differenz (V - vn) der berechneten Radgeschwindigkeit vn zu der in Schritt S2 ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit V zu berechnen. Die berechnete Geschwindigkeitsdifferenz (V - vn) (nachstehend als "Radgeschwindigkeitsschwankung (V - vn)" bezeichnet) wird als eine Schwankung der Radgeschwindigkeit vn betrachtet. Die auf diese Art und Weise erhaltene Radgeschwindigkeitsschwankung (V - vn) wird in einer geeigneten von aufeinanderfolgenden Adressen eines "Radgeschwindigkeitsschwankung"-Speichers des RAM 44, deren Nummer gleich "j" (Anzahl der Radgeschwindigkeitswerte vn, die während einer Umdrehung des Rotors 10 oder des Rads 14 erhalten werden) ist, gespeichert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, in dem die Radgeschwindigkeit vn für jeden der Zähne 16 ermittelt wird, ist die Anzahl "j" oder die Anzahl von Adressen des "Radgeschwindigkeitsschwankung"-Speichers gleich der Anzahl der Zähne 16. Die Adresse, an der die Radgeschwindigkeitsschwankung (V - Vn) gespeichert wird, entspricht der laufenden Nummer "n". Es wird ferner angemerkt, daß der Inhalt an jeder Adresse eine kumulative Radgeschwindigkeitsschwankung Σ(V - vn) = ((V - vn bei i = 1) + (V - vn bei i = 2) + ... ) repräsentiert.
Auf Schritt S4 folgt Schritt S5, in dem die Ganzzahl "n" inkrementiert wird, um die Schritte S3 und S4 zu wiederholen, falls in dem nachfolgenden Schritt S6 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, d.h., falls die inkrementierte Ganzzahl "n" größer als oder gleich "j" ist. Falls in Schritt S6 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten wird, bedeutet dies, daß sich das bereifte Rad 14 um eine volle Umdrehung gedreht hat, und daß die allen Zähnen 16 entsprechenden Radgeschwindigkeitswerte vn ermittelt wurden. Mit der in Schritt S6 erhaltenen verneinenden Entscheidung (NEIN) schreitet der Steuerungsablauf zu Schritt S7 fort, um die Ganzzahl "n" auf "1" zurückzusetzen und eine Integerzahl "i" zu inkrementieren. Dann wird Schritt S8 ausgeführt, um zu ermitteln, ob die Integerzahl "i" kleiner ist als "N". Falls in Schritt S8 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt S2 zurück, um erneut die Fahrzeuggeschwindigkeit V zu ermitteln und wiederholt die Schritte S3 und S4 auszuführen, um die kumulativen Radgeschwindigkeitsschwankungen vn, die sämtlichen Zähnen 16 entsprechen, während der nächsten Umdrehung des bereiften Rads 14 zu ermitteln. Die durch jede Ausführung des Schritts S4 ermittelte Radgeschwindigkeitsschwankung (V - vn) wird zu dem Inhalt der Adresse des "Radgeschwindigkeitsschwankung"-Speichers, die der Integerzahl "n" entspricht, hinzugefügt. Infolgedessen wird der (die kumulative Radgeschwindigkeitsschwankung repräsentierende) Inhalt jeder Adresse des Speichers jedesmal erhöht, wenn sich das bereifte Rad 14 um eine Umdrehung dreht.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird unter der Annahme, daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit während einer vollen Umdrehung des Rads 14 nicht ändert, die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht jedesmal dann, wenn die Integerzahl "n" inkrementiert wird, oder jedesmal dann, wenn die Schritte S3 und S4 wiederholt werden, aktualisiert. Die Routine gemäß Fig. 5 kann jedoch derart modifiziert werden, daß der Steuerungsablauf jedesmal dann, wenn in Schritt S6 die bejahende Entscheidung erhalten wird, d.h. jedesmal dann, wenn die Radgeschwindigkeitsschwankung (V - vn) entsprechend jedem Zahn 16 ermittelt wird, zu Schritt S2 zurückkehrt.
Eine verneinende Entscheidung (NEIN) wird in Schritt S8 erhalten, wenn die Integerzahl "i" gleich der vorbestimmten Zahl "N" geworden ist, also dann, wenn sich das bereifte Rad 14 um die vorbestimmte Anzahl "N" von Umdrehungen gedreht hat. In diesem Fall wird Schritt S9 ausgeführt, um den Inhalt (die kumulative Radgeschwindigkeitsschwankung) jeder Adresse des "Radgeschwindigkeitsschwankungs"-Speicher des RAM 44 durch die Anzahl "N" zu teilen, um dadurch eine mittlere kumulative Radgeschwindigkeitsschwankung Δvn zu ermitteln. Dieser Wert Δvn ist eine mittlere kumulative Schwankung der Radgeschwindigkeit vn bei jedem der Zähne 16 des Rotors 10, in Bezug auf eine Referenzposition des Rotors 10, die die Position desjenigen Zahns 16 ist, bei dem die Routine gemäß Fig. 5 beginnt oder bei dem die Schritte S3 und S4 zum ersten Mal ausgeführt werden. Wenn die Routine gemäß Fig. 5 während der Fahrt des Fahrzeugs von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich ausgeführt wird, benötigt die Radgeschwindigkeit-Berechungs/Kompensationsroutine gemäß Fig. 6 die Referenzposition des Rotors 10 (des Rads 14) nicht, um die Radgeschwindigkeit im Hinblick auf die Radgeschwindigkeitsschwankung zu kompensieren. Wenn die Routine gemäß Fig. 5 unmittelbar nach dem Zusammenbau des bereiften Rads 14 nur einmal oder jedesmal dann, wenn ein Leistungsschalter des Fahrzeugs eingeschaltet worden ist, ausgeführt wird, sollte die Referenzposition des Rotors 10 bekannt sein. Zu diesem Zweck ist eine geeignete, die Referenzposition angebende Markierung auf dem Rotor 10 bereitgestellt, und ein Detektor zum Erfassen der Markierung ist fest angeordnet, um die Referenzposition zu erfassen.
Wo die die Referenzposition des Rotors 10 angebende Markierung bereitgestellt ist, kann die Routine 5 zum Ermitteln des Wertes der mittleren Radgeschwindigkeitsschwankung Δvn, die dem einzelnen Zahl 16 entspricht, beginnend mit dem Zahn 16 an der Referenzposition ausgeführt werden. Alternativ kann die Routine bei einer gewünschten Position des Rotors 10 initiiert werden, wobei die ermittelten Werte Δvn solche mit Bezug auf die Referenzposition konvertiert werden.
Die Anzahl "N" von Umdrehungen des Rotors 10 (des Rads 14), für welche die mittleren kumulativen Radgeschwindigkeitsschwankungswerte Δvn ermittelt werden, sollte groß genug sein, um einen Einfluß des Fahrbahnoberfächenzustands auf die ermittelten Werte Δvn zu minimieren. Gemäß der Erfindung wird die Anzahl "N" in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V ermittelt, d.h., daß die Nummer "N" so ermittelt wird, daß sie mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt, wie in dem Diagramm gemäß Fig. 7 angegeben.
In Schritt S9 wird die ermittelte mittlere kumulative Radgeschwindigkeitsschwankung Δvn für jeden Zahl 16 durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V dividiert, um eine kumulative Radgeschwindigkeitsschwankungsrate Δvn/V zu ermitteln. Die ermittelte Rate Δvn/V für jeden Zahn wird an einer geeigneten Adresse einem "Radgeschwindigkeitsschwankungsraten"- Speicher des RAM 44 gespeichert. Die Werte dieser Rate Δvn/V, die den Zähnen 16 entsprechen, repräsentieren eine dem spezifischen Rad 14 inherente Drehzahlschwankung, die auf Herstellungs- und Montagefehler des Rotors 10 und des Rads 14 zurückzuführen sind. Diese Werte Δvn/V werden in der Routine gemäß Fig. 6 dazu verwendeü, die erfaßte Geschwindigkeit v des Rads 14 zu kompensieren oder einzustellen. Die Radgeschwindigkeit-Berechnungs/Kompensationsroutine gemäß Fig. 6 wird während der Fahrt des Fahrzeugs aufeinanderfolgend ausgeführt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Routine ausgeführt, um die Radgeschwindigkeit aus einer mittleren Zeitdauer zwischen vorbestimmten Anstiegen der durch den Signalformer 18 während einer vorbestimmten Abtastzeit erzeugten Rechteckimpulse zu berechnen.
Die Routine gemäß Fig. 6 beginnt mit Schritt S11, um den ersten und den letzten Anstieg der Rechteckimpulse während der Abtastzeit zu erfassen, die Anzahl der Anstiege während der Abtastzeit zu zählen und die beiden Zähne 16 des Roto's 10 zu ermitteln, welche den erfaßten ersten und letzten Anstiegen der Impulse entsprechen. Im einzelnen wird jedesmal dann, wenn ein Rechteckimpuls ansteigt, eine Unterbrechungsroutine ausgeführt, um den Zeitpunkt des Anstiegs auf der Grundlage eines Ausgangs eines in dem Computer 20 untergebrachten Zeitgebers zu erfassen. Ein Zähler ist bereitgestellt, um die Anzahl der Anstiege zu zählen, die während der Abtastzeit auftreten. Ein weiterer Zähler ist bereitgestellt, um die Anzahl der Anstiege, die seit dem der Referenzposition des Rotors 10 entsprechenden Anstieg gezählt wurden, zu zählen. Dieser Zähler wird an der Referenzposition zurückgesetzt, und der Inhalt des Zählers identifiziert den Zahn 16, der dem Anstieg des zuletzt erzeugten Rechteckimpuls entspricht.
Dann schreitet der Steuerungsablauf zu Schritt S12 fort, um die mittlere Geschwindigkeit v des Rads 14 während der Abtastzeit zu berechnen, auf der Grundläge eines mittleren Zeitintervalls zwischen den Anstiegen der angrenzenden Rechteckimpulse während der Abtastzeit.
Schritt S12 wird gefolgt von Schritt S13, um die Radgeschwindigkeit v zu kompensieren oder einzustellen, auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit-Schwankungsraten Δvn1/V und Δvn2/V entsprechend den beiden Zähnen 16, welche dem ersten und dem letzten Anstieg der Rechteckimpulse entsprechen. Diese Schwankungsraten werden auf der Grundlage der beiden in Schritt S11 ermittelten Zähne 16 aus dem "Radgeschwindigkeit-Schwankungsraten"-Speicher des RAM 44 ausgelesen. Die Kompensation der Radgeschwindigkeit wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (1) durchgeführt:
v = (1 + (Δvn1 - Δvn2)/2V)v ... (1)
Aus der vorstehenden Gleichung (1) wird deutlich, daß die Radgeschwindigkeit v durch einen Betrag kompensiert wird, der gleich 1/2 einer Differenz zwischen den Raten Δvn1 und Δvn2 multipliziert mit dem vorkompensierten Wert v ist.
Die in Schritt S13 der Routine gemäß Fig. 6 ermittelte kompensierte Radgeschwindigkeit v wird durch das Vorverarbeitungsfilter 64 verarbeitet und dann von dem in Fig. 4 gezeigten Störungsüberwacher 52 verwendet. Der Störungsüberwacher 52 verwendet jedoch eine der Radgeschwindigkeit v entsprechende Winkelgeschwindigkeit. Zu diesem Zweck wird die in Schritt S13 ermittelte kompensierte Radgeschwindigkeit v in die Winkelgeschwindigkeit ωR der Feige 28 konvertiert, wobei der Radius R des Reifens 26 berücksichtigt wird. Die berechnete Winkelgeschwindigkeit ωR wird in einem "Winkelgeschwindigkeit"-Speicher des RAM 44 gespeichert.
Der Störungsüberwacher 52 ist in Übereinstimmung dem wie in Fig. 3 veranschaulichten dynamischen Modell des bereiften Rads 14 angeordnet. Nachstehend wird die Anordnung des Störungsüberwachers 52 beschrieben.
Falls das bereifte Rad 14 als das dynamische Modell gemäß Fig. 3 simuliert wird, wobei die Feige 28 und der Mantel 30 mit den jeweiligen Trägheitsmomenten JR und JB durch die Torsionsfeder 32 mit der Federkonstanten K verbunden sind, werden die folgenden Zustandsgleichungen (2), (3) und (4) aufgestellt, um ein lineares dynamisches System zu definieren:
worin ωR : die Winkelgeschwindigkeit der Felge 28,
ωR' : die Winkelbeschleunigung der Felge 28,
ωB : die Winkelgeschwindigkeit des Mantels 30,
ωB' : die Winkelbeschleunigung des Mantels 30,
θRB : der Torsionswinkel zwischen der Felge 28 und dem Mantel 30,
T&sub1; : das durch den Drehmoment-Detektor 68 erfaßte Antriebs- oder Bremsmoment
Td : das Störmoment (welches von dem Rollwiderstand des Rads 14, welcher aufgrund von Stufen bzw. Welligkeiten auf der Fahrbahnoberfläche unregelmäßig oder regelmäßig auftritt, abgeleitet wird), sind.
In Wirklichkeit jedoch ist ein Dämpfer zwischen der Feige 28 und dem Mantel 30 vorhanden. Da der Einfluß des Dämpfers verhältnismäßig klein ist, wird in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Vorhandensein des Dämpfers in den obigen Gleichungen ignoriert.
Die obigen Zustandsgleichungen (2) bis (4) können unter Verwendung von Vektoren und Matrizen in die folgende Gleichung (5) konvertiert werden: Die Bewegung des bereiften Rads 14 dann, wenn die Federkonstante K der Torsionsfeder 32 aufgrund einer Änderung des Luftdrucks des Reifens 26 von K auf K + ΔK geändert wird, wird durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt:
Der Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten K ist äquivalent zu der Größe einer auf den Reifen 26 im Normalzustand wirkenden Störung, welche Störung durch den letzten Term des rechten Elements der vorstehenden Gleichung ausgedrückt wird. Es ist ersichtlich, daß der letzte Term des rechten Elements der Gleichung (6) den Änderungsbetrag ΔK beinhaltet, der mit einer Änderung in dem Luftdruck des Reifens 26 schwankt. Mit anderen Worten kann der Betrag der Änderung in dem Luftdruck des Reifens 26 abgeschätzt bzw. berechnet werden, indem die wie durch den letzten Term des rechten Elements der Gleichung (6) ausgedrückte Störung abgeschätzt bzw. berechnet wird. Der Störungsüberwacher 52 sollte angepaßt werden, um eine Gesamtstörung w, welche das Störmoment Td (welches auf eine Änderung des Zustands der Fahrbahnoberfläche zurückzuführen ist) des Rads 14 als auch die auf die Änderung in dem Luftdruck des Reifens 26 zurückzuführende Störung beinhaltet, zu berechnen. Die Gesamtstörung w wird durch die folgende Gleichung (7) dargestellt:
Theoretisch kann jedoch nur eines der drei Elemente der Störung w durch den Störungsüberwacher 52 berechnet bzw. berechnet werden. Daher wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (8) nur das zweite Element w&sub2; berechnet, und der Bewegungszustand des bereiften Rads 14 wird durch die folgende Zustandsgleichung (9) ausgedrückt:
Demzufolge arbeitet der Störungsüberwacher 52 in Übereinstimmung mit der obigen Gleichung (9), um die Störung als eine von Variablen, welche den Zustand des Systems reflektieren, zu ermitteln. Um die Störung w&sub2; der Gleichung (8) als eine der Variablen zu verwenden, wird die folgende
Gleichung (10) herangezogen, um die zu Berechnende Störung zu approximieren:
w&sub2;' = 0 ... (10)
Die Approximation gemäß der obigen Gleichung (10) bedeutet die Approximation (Approximation nullter Ordnung) einer sich kontinuierlich ändernden Störung durch aufeinanderfolgende Werte, die sich wie in dem Diagramm gemäß Fig. 8 gezeigt, in Stufen ändern. Diese Approximation ist ausreichend akzeptabel, falls die Geschwindigkeit der Störungsberechnung des Störungsüberwachers 52 hoch genug ist, um der Änderungsrate oder -geschwindigkeit der zu berechnenden Störung zu folgen. Die folgende Gleichung (11) repräsentiert ein erweitertes System, welches die Störung w&sub2; als eine der Systenvariablen gemäß der Gleichung (10) beinhaltet:
In der obigen Gleichung (11) ist [ωB θRB w&sub2;]T der Zustand, der nicht erfaßt werden kann. In dem den Störungsüberwacher 52 verwendenden System kann nicht nur die Störung w&sub2;, sondem können auch die Variablen ωB und θRB, die nicht gemessen werden können, ermittelt werden.
Zur Vereinfachung wird die obige Gleichung (11) in die folgenden Vektoren und Matrizen aufgespalten:
Der Überwacher kleinster Ordnung für die Ermittlung des Zustands [xb] [ωB θRB w&sub2;]T wird durch die folgende Gleichung (12) ausgedrückt:
worin [zp] : der ermittelte Wert von [xb],
[zp'] : die Änderungsrate des ermittelten Wertes [zp], und
[G] : die Verstärkung, die die Ermittlungsgeschwindigkeit des Störungsüberwachers 52 bestimmt, sind.
Die obige Gleichung (12) wird durch das Blockdiagramm gemäß Fig. 9 ausgedrückt, worin [1] eine Einheits- oder Identitätsmatrix repräsentiert, während "s" einen Laplace-Operator darstellt.
Falls ein Fehler zwischen dem wahren Wert [xb] und dem ermittelten Wert [zp] als [e] = [xb] - [zp] ausgedrückt wird, und falls eine Differentiation des Fehlers [e] durch [e'] dargestellt wird, wird die folgende Gleichung (13) erhalten:
[e'] = ( [A&sub2;&sub2;] - [G] [A12] ) [e] ... (13)
Die obige Gleichung (13) gibt die Berechnungscharakteristik des Störungsüberwacher 52 an, und die Eigenwerte der Matrix [A&sub2;&sub2;] - LG] [A12] sind der Pol des Störungsüberwachers 52.
Demgemäß nimmt die Berechnungsgeschwindigkeit des Störungsüberwachers zu, je stärker die Eigenwerte von dem Ursprung in der linken Hälfte der S-Ebene abweichen. Die Verstärkung [G] des Überwachers wird in Abhängigkeit von einem gewünschten Wert der Berechnungsgeschwindigkeit des Störungsüberwachers 52 geeignet festgelegt.
Der wie vorstehend beschrieben angeordnete Störungsüberwacher 52 empfängt als ein Eingangssignal die Winkelgeschwindigkeit ωR, welche wie vorstehend beschrieben durch den Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 aus der kompensierten Radgeschwindigkeit v des bereiften Rads 14 und dem Reifenradius R berechnet wird. Auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeit ωR ermittelt der Störungsüberwacher 52 aufgrund des Änderungsbetrags ΔK der Federkonstanten K der Torsionsfeder 32 die wie durch die obige Gleichung (8) ausgedrückte Störung w&sub2;. Die infolgedessen erhaltene Störung w&sub2; wird als ein berechneter Störwert w2p ausgedrückt. Zusätzlich zu dem Wert w2p ist der Störungsüberwacher 52 so ausgebildet, daß er einen berechneten Wert ωBp der Winkelgeschwindigkeit ωB des Mantels 30 und einen berechneten Wert θRBp des Torsionswinkels θRB zwischen der Felge 28 und dem Mantel 30, welche ωB und θRB nicht erfaßt oder gemessen werden können, ermittelt.
Der Korrelationsrechner 56 berechnet Korrelationsfunktionen auf der Grundlage des berechneten Störwerts w2p und des Torsionswinkels θRBp. Unter Verwendung der berechneten Korrelationsfunktionen führt der Normalisierer 58 einen Normalisierungsvorgang durch und berechnet den Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten K der Torsionsfeder 32.
Nunmehr bezugnehmend auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 11 wird nachstehend die Art und Weise der Ermittlung des Änderungsbetrags der Federkonstanten K der Torsionsfeder 32 beschrieben.
Die Routine gemäß Fig. 11 beginnt mit Schritt S21, um die Integerzahl "i" auf "1" und die Korrelationsfunktionen C(w2p, θRBp) und C(θRBp, θRBp) auf "0" zurückzusetzen. Die Korrelationsfunktion C(w2p, θRBp) ist eine Funktion einer Kreuzkorrelation zwischen dem berechneten Wert w2p der durch die obige Gleichung (8) ausgedrückten Störung w&sub2; und dem berechneten Torsionswinkelwert θRBp, während die Funktion C(θRBp, θRBp) eine Funktion einer Autokorrelation des berechneten Torsionswinkelwertes θRBp ist. Mit anderen Worten werden die Inhalte der "Kreuzkorrelation"- und "Autokorrelation"-Speicher des RAM 50 in Schritt S21 gelöscht.
Dann wird Schritt S22 ausgeführt, um den aktuellen berechneten Wert w2p(i) und den aktuellen berechneten Torsionswinkelwert θRBp(i) zu lesen. Schritt S22 wird gefolgt von Schritt S23, um ein Produkt des berechneten Störwerts w2p(i) und des berechneten Torsionswinkelwerts θRBp(i) zu berechnen und das Produkt zu dem letzten Wert der Kreuzkorrelationsfunktion C(w2p, θRBp) hinzuzufügen, um dadurch die C(w2p, θRBp) zu aktualisieren. In dem ersten Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 11 ist der letzte Wert der Kreuzkorrelationsfunktion C(w2p, θRBp) null, so daß das vorstehend genannte Produkt w2p(i) x θRBp(i) in dem "Kreuzkorrela-tion"-Speicher gespeichert wird.
Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S24 fort, um das Quadrat des berechneten Torsionswinkelwerts θRBp(i) zu ermitteln und das ermittelte Quadrat zu dem letzten Wert der Autokorrelationsfunktion C(θRBp, θRBp) hinzuzufügen, um dadurch die Autokorrelationsfunktion C(θRBp, θRBp) zu aktualisieren. Der aktualisierte Wert wird in dem "Autokorrelation"-Speicher gespeichert.
Sodann wird Schritt S25 ausgeführt, um zu ermitteln, ob die Integerzahl "i" gleich einem oder größer als ein Referenzwert "M" geworden ist oder nicht. Zu Beginn wird in Schritt S25 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, so daß Schritt S26 ausgeführt wird, um die Integerzahl "i" zu inkrementieren und die Schritte S22, S24 und S24 zu wiederholen.
In Schritt S25 wird eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, wenn die Schritte S22 bis 324 die vorbestimmte Anzahl von Malen "M" wiederholt wurden. Infolgedessen wird ein Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 11 beendet.
Während der vorstehend beschriebene Referenzwert "M" gemäß der Erfindung ein vorbestimmter oder fester Integerwert sein kann, ist dieser Wert "M" in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel variabel, wie noch beschrieben wird, um eine verbesserte Genauigkeit bei der Berechnung des Reifendrucks zu gewährleisten.
Nachdem die Kreuzkorrelationsfunktion C(w2p, θRBp) und die Autokorrelationsfunktion C(θRBp, θRBp) durch den Korrelationsrechner 56 erhalten wurden, ermittelt der Normalisierer 58 einen normalisierten bzw. normierten Wert LK in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (14), und wird der normalisierte Wert LK in einem LK-Speicher des RAM 50 gespeichert.
= C(w2p, θRBp)/C(θRBp, θRBp) ... (14)
Der in Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung 14 erhaltene Wert LK kann auf der Grundlage der obigen Gleichung (8) durch die folgende Gleichung (15) ausgedrückt werden:
LK = (-1/JB)C&sub0; + ΔK/JB ... (15)
Da der Wert C&sub0; durch C(Tdp, θRBp)/C(θRBp, θRBp) repräsentiert wird und unabhängig von einer Änderung der Federkonstanten K ist, kann der Wert C&sub0; ermittelt werden, wenn der Luftdruck des Reifens 26 normal ist. Es wird angemerkt, daß der Wert C(Tdp, θRBp) eine Funktion einer Kreuzkorrelation zwischen dem berechneten Wert Tdp des Störmoments Td und dem berechneten Wert θRBp des Torsionswinkels θRB ist.
Der Ermittlungsprozessor 62 ist so ausgebildet, daß er den in dem LK-Speicher des RAM 50 gespeicherten normalisierten Wert LK = C(w2p, θRBp)/C(θRBp, θRBp) mit einem in dem ROM 49 gespeicherten vorbestimmten Referenzwert LK0 vergleicht. Der Referenzwert LK0 ist ein negativer Wert. Wenn der Wert LK kleiner als der Referenzwert LK0 ist, bedeutet dies, daß der Luftdruck des Reifens 26 abnormal niedrig ist, so daß die Anzeigeeinrichtung 66 eine Anzeige bereitstellt, die den Bediener des Fahrzeugs über diesen Umstand informiert. In dieser Hinsicht wird angemerkt, daß das ROM 49 eine Datentabelle speichert, die eine Beziehung zwischen den Wert LK und einem Änderungsbetrag ΔP des Luftdrucks P des Reifens 26 wiedergibt, so daß der Änderungsbetrag ΔP des Luftdrucks P auf der Grundlage des Wertes LK und in Übereinstimmung mit der LK-ΔP-Beziehung ermittelt werden kann.
Es ist ersichtlich, daß der Korrelationsrechner 56, der Normalisierer 58 und der Ermittlungsprozessor 62 eine Einrichtung zum Berechnen eines Änderungsbetrags von einem Basiswert, der eine bestimmte Art von Radinformation, wie beispielsweise einen Luftdruck des Reifens 26, angibt, auf einen gegenwärtigen Wert, der den gegenwärtigen Zustand der Radinformation angibt, bilden.
Während jeweilige Funktionen des Störungsüberwachers 52, des Korrelationsrechners 56, des Normalisierers 58 und des Ermittlungsprozessors getrennt beschrieben wurden, wird nachstehend eine Funktionsweise dieser Elemente 52, 56, 58 und 62 des Computers 47 beschrieben, in der diese miteinander kooperieren, um eine Routine wie in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 10 veranschaulicht auszuführen.
Die Routine gemäß Fig. 10 beginnt mit Schritt S31, um den vorstehenden genannten Referenzwert "M" zu initialisieren, d.h. den Wert "M" auf einen vorbestimmten, in dem ROM 49 gespeicherten Wert zu setzen. Sodann wird Schritt S32 ausgeführt, um die Integerzahl "i" auf "1" zurückzusetzen. In dem nächsten Schritt S33 werden sowohl die Kreuzkorrelationsfunktion C(w2p, θRBp) zwischen dem berechneten Wert w2p der Störung w&sub2;, die durch die obige Gleichung (8) ausgedrückt wird, und dem berechneten Torsionswinkelwert θRBp als auch die Autokorrelationsfunktion C(θRBp, θRBp) des berechneten Torsionswinkelwerts auf "0" zurückgesetzt. Mit anderen Worten werden in Schritt S33 die Inhalte der "Kreuzkorrelation "- und "Autokorrelation"-Speicher des RAM 50 gelöscht. Es ist erkennbar, daß die Schritte S32 und S33 dem Schritt S21 des Ablaufdiagramms gemäß Fig. 11 entsprechen.
Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S34 fort, um die aus dem Computer 20 erhaltene Radgeschwindigkeit v durch das Vorverarbeitungsfilter 64 auszulesen.
Nachstehend wird die Funktionsweise des Vorverarbeitungsfilters 64 beschrieben.
Das Vorverarbeitungsfilter 64 empfängt ein Eingangssignal, welches die Radgeschwindigkeit v angibt, von dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 des Computers 20. Das die Radgeschwindigkeit v angebende Signal, welches nicht durch das Vorverarbeitungsfilter 64 verarbeitet wurde, hat allgemein eine Frequenzcharakteristik wie in dem Diagramm gemäß Fig. 12 gezeigt. Um es dem Störungsüberwacher 52 zu ermöglichen, unter Verwendung des einfachen Systems des bereiften Rads 14 gemäß Fig. 3 die Störung w&sub2; und den Torsionswinkel θRB mit ausreichend hoher Genauigkeit zu berechnen, muß das von dem Störungsüberwacher 52 zu empfangende Radgeschwindigkeitsignal im wesentlichen in einem vorbestimmten Frequenzbereich gehalten werden. Zu diesem Zweck ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das beitungsfilter 64 zwischen dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 und dem Störungsüberwacher 52 vorgesehen.
Das Vorverarbeitungsfilter 64 hat eine Filtercharakteristik wie in dem Diagramm gemäß Fig. 14 gezeigt, bei welcher die Verstärkung (eine Einheit, die die Stärke des Signals angibt) des Signals, welches in dem vorbestimmten Frequenzbereich (zwischen f1 und f2) liegt, gleich Null ist, während die Verstärkung des Signals außerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs negativ wird. Durch dieses Vorverarbeitungsfilter 64 wird nur eine Komponente des Radgeschwindigkeitsignais, die in dem vorbestimmten Frequenzbereich liegt, von dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 an den Störungsüberwacher 52 übertragen. Falls das durch das Vorverarbeitungsfilter 64 empfangene Radgeschwindigkeitsignal eine Frequenzcharakteristik über drei Frequenzbereiche Rf1, Rf2 und Rf3 hat, wie in dem Diagramm gemäß Fig. 12 gezeigt, wird nur eine Komponente des Signals, welche innerhalb des mittleren Freguenzbereichs Rf2 liegt, extrahiert oder aufgenommen und in ein Ausgangssignal mit einer Frequenzcharakteristik wie in dem Diagramm gemäß Fig. 13 gezeigt konvertiert. Dieses durch das Vorverarbeitungsfilter 64 erzeugte Ausgangssignal wird auf geeignete Art und Weise durch den Störungsüberwacher 52 zum Berechnen der Störung w&sub2; und des Torsionswinkeis θRB verwendet.
Wenn die Radgeschwindigkeit v von dem Vorverarbeitungsfilter 64 gelesen wurde, schreitet der Steuerungsablauf zu Schritt S35 in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 10 fort, in welchem Schritt der Störungsüberwacher 52 so angepaßt wird, daß er die Störung w&sub2; und den Torsionswinkel θRB berechnet. Sodann wird Schritt S36 ausgeführt, um die Kreuzkorrelationsfunktion C(w2p, θRBp) bzw. die Autokorrelationsfunktion C(θRBp, θRBp) zu berechnen. Dieser Schritt S36 entspricht hierbei den Schritten S22 bis S24 in dem Ablaufdiagramm der Fig. 11. Sodann wird Schritt S37 ausgeführt, um zu ermitteln, ob die Integerzahl "ii" gleich dem oder größer als der Referenzwert "M" ist oder nicht. In dem ersten Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 10 ist die Integerzahl f1 gleich "1", so daß in Schritt S37 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten wird. In dem nächsten Schritt S38 wird dann die Integerzahl "i" inkrementiert, und der Steuerungsablauf kehrt zu Schritt S34 zurück.
Falls die Integerzahl "i" gleich dem oder größer als der Referenzwert "M" wird, nachdem die Schritte S34 bis S36 wiederholt ausgeführt wurden, wird in Schritt S37 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, so daß dann Schritt S39 ausgeführt wird, um den normalisierten Wert oder das Korrelationsverhältnis LK, welches durch Dividieren der Kreuzkorrelationsfunktion C(w2p, θRBp) durch die Autokorrelationsfunktion C(θRBp, θRBp) erhalten wird, zu berechnen. In dem nächsten Schritt S40 wird eine Variation δ des Korrelationsverhältnisses LK berechnet.
In der normalen Situation wird angenommen, daß sich das Korrelationsverhältnis LK nur wenig ändert oder auf einem konstanten Wert gehalten wird. Dieses Verhältnis LK neigt jedoch dazu, sich in großem Ausmaß zu ändern, d.h. mit anderen Worten, die Variation δ neigt dazu, groß zu sein, wenn der anfängliche oder voreingestellte Referenzwert "M" in Anbetracht des gegenwärtigen Fahrzustands des Fahrzeugs nicht ausreichend groß ist. Wie vorstehend angegeben, gibt der Referenzwert "M" die Anzahl der Radgeschwindigkeitwerte v an, die zum Berechnen der Kreuzkorrelationsfunktionen und Autokorrelationsfunktionen C(w2p, θRBp) und C(θRBp, θRBp) zu verwenden sind. Da die Variation δ mit einer Vergrößerung des Referenzwerts "M" abnimmt, wird der Referenzwert "M" in diesem Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von der in Schritt S40 erhaltenen Variation δ geeignet ermittelt, so daß der ermittelte Wert "M" zum Erhalten des Korrelationsverhältnisses LK in dem nächsten Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 10 verwendet werden kann.
Im einzelnen beschrieben speichert das ROM 49 eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Variation δ und dem Referenzwert "M", wie durch das Diagramm gemäß Fig. 15 dargestellt, in welchem der Referenzwert "M" mit einer Zunahme der Variation δ des Korrelationsverhältnisses LK in Stufen von seinem Anfangswert oder Nominalwert ausgehend zunimmt. Aus dem Diagramm gemäß Fig. 15 ist ersichtlich, daß die Variation δ fest ist oder sich nicht ändert, wenn der Wert δ einmal einen vorbestimmten Maximalwert δMAX überschreitet. Der bei der nächsten Ausführung des Schritts S37 zu verwendende Referenzwert "M" wird in Übereinstimmung mit dieser in dem Diagramm gemäß Fig. 15 angegebenen Beziehung ermittelt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist auch so ausgelegt, daß die Beurteilung dahingehend, ob der Reifendruck abnormal niedrig ist oder nicht, unterbunden wird, wenn die Vanation δ den vorstehend angegebenen Maximalwert δMAX überschreitet. Mit anderen Worten wird die wie vorstehend beschriebene Beurteilung nur dann zugelassen, wenn die Variation δ gleich dem oder kleiner als der Maximalwert δMAX ist. Dies ist deshalb so, weil das Korrelationsverhältnis LK nicht zuverlässig ist, wenn die Variation δ den Maximalwert δMAX überschreitet, so daß die Beurteilung hinsichtlich des Reifendrucks einen Fehler beinhalten kann, wenn sie auf der Grundlage des nicht zuverlässigen Wertes LK erfolgt. Die Variation δ kann berechnet werden als eine Differenz zwischen dem Korrelationsverhältnis LK, welches in dem gegenwärtigen Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 10 erhalten wird, und dem, welches in dem vorangehenden Zyklus erhalten wurde. Es ist ersichtlich, daß die Variation δ ein Beispiel für eine Größe ist, auf deren Grundlage die Anzahl von Werten, wie etwa Korrelationsverhältnisse, die zum Berechnen oder Berechnen einer gewünschten Radinformation, wie etwa einem Reifenluftdruck, verwendet werden, ermittelt wird.
Nachdem die Variation δ des Korrelationsverhältnisses LK in Schritt S40 berechnet ist, wird Schritt S41 ausgeführt, um den in dem nächsten Zyklus zu verwendenden Referenzwert "M" in Abhängigkeit von der Variation δ zu ermitteln. Sodann wird Schritt S42 ausgeführt, um zu ermitteln, ob die Variation δ den vorbestimmten Maximalwert δMAX überschreitet oder nicht. Falls im diesem Zyklus eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten wird, schreitet der Steuerungsablauf zu Schritt S43 fort, um zu ermitteln, ob das Korrelationsverhältnis LK kleiner als der negative Referenzwert LK0 ist oder nicht. Falls im diesem Zyklus eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten wird, d.h. das Korrelationsverhältnis LK nicht kleiner als der Wert LK ist, wird Schritt S44 ausgeführt, um zu ermitteln, daß der Luftdruck P des Reifens 26 normal ist. In diesem Fall wird in Schritt S46 eine Anweisung erzeugt, die verhindert, daß die Anzeigeeinrichtung 66 einen sich auf den Luftdruck des Reifens 26 beziehenden Hinweis bereitstellt. Der Steuerungsablauf geht dann zurück zu Schritt S32. Falls in Schritt S43 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, d.h. falls das Korrelationsverhältnis LK kleiner als der Referenzwert LK0 ist, wird Schritt S45 ausgeführt, um zu ermitteln, daß der Luftdruck P des Reifens 26 abnormal niedrig ist. In diesem Fall wird in Schritt S46 eine Anweisung erzeugt, um die Anzeigeeinrichtung 66 zu aktivieren, eine den Bediener des Fahrzeugs über ein abnormal niedriges Niveau des Luftdrucks P informierende Anzeige bereitzustellen. Danach kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt S32 zurück.
Falls die Variation δ den Maximalwert δMAX überschreitet, wird in Schritt S42 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, und der Steuerungsablauf kehrt zu Schritt S32 zurück. In diesem Fall werden die Schritte S43 bis S46 übersprungen, und die Ermittlung der Abnormalität des Luftdrucks P wird nicht durchgeführt.
Aus der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels geht hervor, daß der Rotor 10, der magnetische Aufnehmer 12 und der Signalformer 18 mit einem Abschnitt des Felgengeschwindigkeit-Rechners/Kompensators 45, welcher zur Berechnung der Radgeschwindigkeit dient, kooperieren, um eine Erfassungseinrichtung zu bilden, während der Störungsüberwacher 52 und der Parameterrechner 53 eine Berechnungseinrichtung bilden zum Berechnen des Luftdrucks des bereiften Rads 14 als Radinformation. Es ist ebenfalls ersichtlich, daß das Vorverarbeitungsfilter 64 als eine Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung dient zum Bereitstellen einer optimalen Frequenzcharakteristik des keitsignals als einen Radbewegungszustand oder Parameter, der der Berechnungseinrichtung zuzuführen ist.
Nunmehr bezugnehmend auf die Fig. 16 bis 19 wird nachstehend ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Form einer Reifendruck-Alarmvorrichtung beschrieben. In diesen Figuren werden dieselben Bezugszeichen, wie sie in den ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden, zum Identifizieren von strukturell und/oder funktionell entsprechenden Elementen verwendet, die daher nicht weiter detailliert erklärt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Computer 20 und 47 miteinander durch das Vorverarbeitungsfilter 80 und einen FFT (schnelle Fouriertransformation)-Analysator 82 verbunden, wie in Fig. 17 gezeigt. Wie das erste Ausführungsbeispiel beinhaltet der Computer 20 den Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45, wie in Fig. 16 gezeigt. Der Computer 47 speichert in dem ROM 49 verschiedene Steuerprogramme einschließlich einer Reifendruck-Alarmroutine, wie in Fig. 18 veranschaulicht, und bildet infolgedessen einen Resonanzpunkt-Detektor 84, einen Luftdruckrechner 86 und einen Ermittlungsprozessor 88, wie in Fig. 16 gezeigt.
Der Computer 47 berechnet den Luftdruck P des bereiften Rads 26 aus Resonanzfrequenzen auf der Grundlage des Umstands, daß die Resonanzfrequenz des Radgeschwindigkeitsignals, welche in einem vorbestimmten Frequenzbereich liegt, mit einer Abnahme in dem Reifendruck P verringert wird.
Da der Computer 47 den Luftdruck P auf der Grundlage der Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals berechnet, wie vorstehend beschrieben, wird der FFT-Analysator 82 derart zwischen den Computern 20 und 47 angeordnet, daß die Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals durch den FFT-Analysator 82 analysiert und dann dem Computer 47 zugeführt wird. Das Radgeschwindigkeitsignal kann von dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 direkt an den FFT-Analysator 82 zur Analyse der Frequenzcharakteristik desselben übertragen werden. In diesem Fall jedoch wird auch eine Komponente des Signals, welche außerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs liegt, dem FFT- Analysator 82 zugeführt, was zu einer verringerten Analysegenauigkeit führt. In den vorliegenden Ausführungsbeispiel ist daher das Vorverarbeitungsfilter 80 zwischen dem Computer 20 und dem FFT-Analysator 82 bereitgestellt, so daß nur eine Komponente des Radgeschwindigkeitsignals, welche in dem vorbestimmten Frequenzbereich liegt, von dem Computer 20 über das Vorverarbeitungsfilter 80 an den FFT-Analysator 82 übertragen wird.
Der Computer 47 führt die in Figur 18 veranschaulichte Reifendruck-Alarmroutine auf die nachstehende Art Weise aus.
Zu Beginn wird Schritt S51 ausgeführt, um die Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals von dem FFT-Analysator 82 zu lesen. Auf Schritt S51 folgt Schritt S52, um auf der Grundlage der in Schritt S51 gelesenen Referenzcharakteristik die Resonanzfrequenz f&sub0; des Signals zu erfassen, welche in den vorbestimmten Frequenzbereich fällt. Ein Abschnitt des Computers 47, dem die Ausführung des Schritts S52 obliegt, bildet hierbei den Resonanzpunkt-Detektor 84 gemäß Figur 16. Der steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S53 fort, um zu ermitteln, ob die erfaßte Resonanzfrequenz kleiner ist als ein Schwellenwert fth oder nicht. Obwohl diese Ermittlung ähnlich derjenigen ist, die in dem (noch zu beschreibenden) Schritt S56 zum Ermitteln, ob der Luftdruck P kleiner ist als ein Referenzwert P oder nicht, durchgeführt wird, wird der Grund, weshalb diese beiden Schritte bereitgestellt sind, später beschrieben.
Die in Schritt S52 erfaßte Resonanzfrequenz f&sub0; wird als ein vorläufiger Wert bezeichnet, um diese von einem endgültigen Wert, der in späteren Schritten ermittelt werden wird, zu unterscheiden. Falls der vorläufige Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; gleich oder größer als der Schwellenwert fth in diesem Ausführungszyklus der Routine ist, führt Schritt S53 zu einer verneinenden Entscheidung (NEIN), so daß dann Schritt S54 ausgeführt wird, um zu ermitteln, daß die erfaßte Resonanzfrequenz f&sub0; ein endgültiger Wert ist. Auf Schritt S54 folgt Schritt S55, um in Abhängigkeit von dem endgültigen Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; den Luftdruck P des bereiften Rads 14 zu ermitteln. D.h., der Luftdruck P wird in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz f&sub0; und dem Luftdruck P, die in dem ROM 49 des Computers 47 gespeichert ist, auf der Grundlage der ermittelten Resonanzfrequenz f&sub0; bestimmt. Sodann wird Schritt S56 ausgeführt, um zu ermitteln, ob der ermittelte Luftdruck P kleiner ist als der Referenzwert P&sub0; oder nicht. In diesem Ausführungszyklus der Routine gemäß Figur 18 wird der endgültige Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; aus dem vorläufigen Wert abgeleitet, und der vorläufige Wert wird in Schritt S53 als gleich dem oder größer als der Schwellenwert fth ermittelt. Dies bedeutet, daß der Luftdruck P gleich oder größer als der Referenzwert P&sub0; ist. Demgemäß wird diesmal in Schritt S56 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, und es wird in Schritt S57 ermittelt, daß der Luftdruck P normal ist. Sodann wird Schritt S59 ausgeführt, um den Bediener des Fahrzeugs mittels der Anzeigeeinrichtung 66 über die Normalität des Luftdrucks P zu informieren. Dann kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt S51 zurück.
Falls in Schritt S53 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, d.h. falls der vorläufige Wert der in dem gegenwärtigen Zyklus erfaßten Resonanzfrequenz f&sub0; kleiner ist als der Schwellenwert fth, werden aus dem folgenden Grund die Schritte S60 bis S63 ausgeführt.
Wenn der vorläufig erfaßte Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; kleiner ist als der Schwellenwert fth, besteht die Möglichkeit, daß der Luftdruck P abnormal niedrig ist. Der vorläufige Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; kann sich jedoch selbst dann, wenn der Luftdruck P normal ist, plötzlich oder unerwartet ändern. In diesem Fall kann dann, wenn ermittelt wird, daß der Reifendruck P abnormal niedrig ist und der Bediener des Fahrzeugs jedesmal dann, wenn der vorläufige Wert f&sub0; als kleiner als der Schwellenwert fth ermittelt wird, über die Abnormalität informiert wird, ein Fehler bei der Information über die Abnormalität des Luftdrucks P auftreten, wodurch die Verläßlichkeit bzw. Zuverlässigkeit des Computers 47 verringert wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird daher unmittelbar nachdem ermittelt wird, daß der vorläufige Resonanzfrequenzwert f&sub0; kleiner ist als der Schwellenwert fth, der Luftdruck P als nicht abnormal niedrig ermittelt. Vielmehr wird der endgültige Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; dadurch erhalten, daß die letzten mehreren, in dem ROM 50 gespeicherten Werte der Resonanzfrequenz f&sub0;, die den in Schritt S52 des gegenwärtigen Zyklus erhalten erfaßten Wert beinhalten, gemittelt werden. Die Anzahl der auf diese Art und Weise gemittelten Werte wird als Referenzwert "N" bezeichnet. Die Ermittlung dahingehend, ob der Luftdruck P abnormal niedrig ist oder nicht, erfolgt abschließend in Schritt S6 auf der Grundlage des auf diese Art und Weise erhaltenen endgültigen Wertes der Resonanzfrequenz.
Während der vorstehende Referenzwert IVNVI ein fester oder vorbestimmter Wert sein kann, kann der Wert YVNVI in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von einer Variation δ des vorläufigen erfaßten Wertes der Resonanzfrequenz f&sub0; variiert werden. Unter Bezugnahme auf das Diagramm gemäß Figur 19 genauer beschrieben, wird der Referenzwert "N" mit einer Erhöhung in der Variation δ erhöht, bis er seinen Maximalwert δMAX erreicht, und wird, nachdem die Variation den Maximalwert δMAX erreicht hat, festgelegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Variation δ ein weiteres Beispiel einer Größe, auf deren Grundlage die Anzahl von Werten wie etwa Resonanzfrequenzwerten, die zum Berechnen einer gewünschten Radinformation, wie etwa einem Reifenluftdruck, verwendet werden, ermittelt wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß Schritt S53 ein Schritt ist zum vorläufigen Ermitteln auf der Grundlage des vorläufigen erfaßten Wertes der Resonanzfrequenz f&sub0;, ob der Luftdruck abnormal niedrig ist. Andererseits ist Schritt S56 ein Schritt zum abschließenden Ermitteln auf der Grundlage des endgültigen Wertes der Resonanzfrequenz f&sub0;, ob der Luftdruck P abnormal niedrig ist. Demzufolge sind diese Schritte S53 und S56 einander scheinbar ähnlich; sie unterscheiden sich jedoch wesentlich voneinander.
Während in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Variation δ den Maximalwert δMAX übersteigt, wird der vorläufige Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; in Schritt S53 erhalten, jedoch ist die Ermittlung des endgültigen Wertes der Resonanzfrequenz f&sub0; (S63) gehemmt, so daß dementsprechend die Ermittlung betreffend die Abnormalität des Luftdrucks P (S56) gehemmt bzw. gesperrt ist. Während die Variation δ, die größer ist als der Maximalwert δMAX, dahingehend interpretiert wird, daß sie eine plötzliche Änderung des vorläufigen Wertes der Resonanzfrequenz f&sub0; anzeigt, ist generell bekannt, daß sich die Resonanzfrequenz f&sub0; nicht plötzlich mit einer Änderung des Luftdrucks P des bereiften Rads 14 ändert. Daher wird dann, wenn die Variation δ den Maximalwert δMAX überschreitet, der endgültige Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; nicht erhalten und die Abnormalität des Luftdrucks P nicht ermittelt.
Die Schritte S60 bis S63 der Routine gemäß Figur 18 werden wie nachstehend beschrieben ausgeführt.
Zu Beginn wird Schritt S60 ausgeführt, um die Variation δ auf der Grundlage der vorläufigen erfaßten Werte der Resonanzfrequenz f&sub0; zu berechnen. Im einzelnen wird die Variation δ als ein Änderungsbetrag des in Schritt S52 in dem gegenwärtigen Ausführungszyklus der Routine erhaltenen vorläufigen Wertes gegenüber dem in dem letzten Zyklus erhaltenen vorläufigen Wert berechnet. Schritt S60 wird gefolgt von Schritt S61, um zu ermitteln, ob die berechnete Variation δ den Maximalwert δMAX übersteigt oder nicht. Falls die Variation δ den Maximalwert δMAX nicht übersteigt, wird in Schritt S61 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, wonach Schritt S62 ausgeführt wird, um den Referenzwert "N" auf der Grundlage der berechneten Variation δ zu ermitteln. Denn der der gegenwärtigen Variation δ entsprechende Referenzwert "N" wird in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen der Variation δ und dem Referenzwert N ermittelt, wie in dem Diagramm gemäß Figur 19 gezeigt, wobei die Beziehung in dem ROM 49 des Computers 47 gespeichert ist. Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S63 fort, um die letzten mehreren Werte (= N) aus einer Vielzahl von vorläufigen Werten der Resonanzfrequenz f&sub0;, die in den RAM 50 gespeichert wurden, zu lesen und einen Mittelwert zu ermit teln, indem die Summe dieser Werte durch den Referenzwert "N" dividiert wird. Dieser Mittelwert wird als der gegenwärtige endgültige Wert der Resonanzfrequenz festgelegt.
Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S55 und den nachfolgenden Schritten fort. Falls die gegenwärtig erhaltene Variation δ den Maximalwert δMAX übersteigt, wird in Schritt S61 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, und der Steuerungsablauf kehrt zu Schritt S51 zurück. Demzufolge wird die Berechnung des Luftdrucks P in diesem Ausführungszyklus der Routine gemäß Figur 18 gehemmt.
Aus der vorstehenden Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels geht hervor, daß der Rotor 10, der magnetische Aufnehmer 12, der Signalformer 18 und ein Abschnitt des Felgengeschwindigkeit-Rechners/Kompensators 45, die der Berechnung der Radgeschwindigkeit dienen, eine Erfassungseinrichtung bilden, und daß der FFT-Analysator 82, der Resonanzpunkt-Detektor 84 und der Luftdruckrechner 86 eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Luftdrucks auf der Grundlage der Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals bilden. Ebenfalls geht hervor, daß das Vorverarbeitungsfilter 80 eine Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung bildet zum Bereitstellen einer optimalen Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals als einen der Berechnungseinrichtung zugeführten Radbewegungszustand.
Nunmehr bezugnehmend auf Fig. 20 und 21 wird nachstehend ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben, welches zu dem in Fig. 16 beschriebenen Ausführungsbeispiel ähnlich ist, mit Ausnahme eines Abschnittes des Computers 47, der dazu dient, eine nachstehend beschriebene Reifendruck-Alarmroutine auszuführen. In der nachstehenden Beschreibung werden zum Identifizieren entsprechender Elemente dieselben Bezugszeichen wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet, weshalb deren weitere detaillierte Erklärung nicht erfolgt.
Der Computer 47 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet derart, daß die Reifendruck-Alarmroutine gemäß Fig. 20 ausgeführt wird, welche sich in den folgenden Punkten von der Steuerungsroutine des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 18 unterscheidet.
Das vorstehende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der endgültige Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; immer dadurch erhalten wird, daß eine vorbestimmte Anzahl (= M) der letzten vorläufigen Werte der in dem gegenwärtigen und den letzten mehreren Ausführungszyklen dieser Routine erhaltenen vorläufigen Werte der Resonanzfrequenz fc gemittelt werden. In diesem Fall ist die Anzahl M ein fester oder vorbestimmter Wert, Auch dann, wenn die Anzahl M ein fester Wert ist, ergreift das vorliegende Ausführungsbeispiel die folgende Maßnahme, um einen Fehler beim Informieren über die Abnormalität des Luftdrucks P zu vermeiden, welcher Fehler andernfalls durch eine plötzliche Änderung des erfaßten Wertes der Resonanzfrequenz f&sub0; eintreten kann.
Denn der Luftdruck P wird jedesmal dann, wenn der endgültige Wert der Referenzfrequenz f&sub0; gleich oder größer ist als der Schwellenwert fth, als normal festgelegt. Der Luftdruck P wird jedoch nicht immer als abnormal niedrig festgelegt, wenn der endgültige Resonanzfrequenzwert kleiner ist als der Schwellenwert fth. Nachdem der Computer 47 zum ersten Mal ermittelt, daß der endgültige Resonanzfrequenzwert kleiner ist als der Schwellenwert fth, wird eine Anzahl (= N) von endgültigen Werten der Resonanzfrequenz erhalten, und der Luftdruck P wird nur dann als abnormal ermittelt oder festgelegt, wenn jeder einzelne der auf diese Art und Weise erhaltenen endgültigen Resonanzfrequenzwerte als kleiner als der Schwellenwert fth ermittelt wird. Die Anzahl "N" der zu erhaltenden endgültigen Werte wird in Abhängigkeit von einem Änderungsbetrag Δf&sub0;, der eine Differenz zwischen dem in dem gegenwärtigen Ausführungszyklus der Routine erhaltenen endgültigen Wert und dem beim letzten Mal erhaltenen endgültigen Wert ist, ermittelt. Das heißt, daß dann, wenn der endgültige Wert kleiner als der Schwellenwert ist, angenommen wird, daß der Änderungsbetrag Δf&sub0; auf eine plötzliche oder unerwartete Änderung der Resonanzfrequenz f&sub0; zurückzuführen ist, und daß der Computer 47 für eine Zeitdauer, in der erwartet wird, daß die plötzliche Änderung verschwindet, fortfährt, zu ermitteln, daß der Luftdruck P normal ist. Falls fortlaufend ermittelt wird, daß die in dieser Zeitdauer erhaltenen endgültigen Werte kleiner sind als der Schwellenwert fth, ermittelt der Computer 47, daß der Änderungsbetrag Δf&sub0; wirklich auf einer Änderung des Luftdrucks P beruht. Auf diese Art und Weise kann ein falscher Alarm bzw. eine falsche Meldung aufgrund der plötzlichen Änderung der erfaßten Resonanzfrequenz fc vermieden werden. Es wird angemerkt, daß die Anzahl "N" mit einer Zunahme des Änderungsbetrags Δf&sub0; in Stufen erhöht wird, wie in dem Diagramm gemäß Fig. 21 gezeigt.
Wie das erste Ausführungsbeispiel ist das vorliegende Ausführungsbeispiel derart angepaßt, daß die Radgeschwindigkeit-Änderungsermittlungsroutine gemäß Fig. 5 jedesmal dann ausgeführt wird, wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet worden ist. Während einer bestimmten Zeitdauer, die benötigt wird, um die Ausführung dieser Routine zu beenden, kann jedoch die Resonanzfrequenz f&sub0; nicht mit hoher Genauigkeit erfaßt werden, und die Ermittlung dahingehend, ob der Luftdruck abnormal niedrig ist, wird unzuverlässig. Dementsprechend wird die Ermittlung des Luftdrucks während der Aus führung der Radgeschwindigkeit-Änderungsermittlungsroutine auch dann gehemmt, wenn die Resonanzfrequenz f&sub0; erfaßt wird.
Selbst nachdem die periodische Änderung der Radgeschwindigkeit bekannt ist, kann die Ermittlung hinsichtlich des Luftdrucks nicht erfolgen, bis die vorbestimmte Anzahl (= M) von vorläufigen Werten der Resonanzfrequenz vorliegt, um den ersten endgültigen Wert zu bestimmen. Der Bediener des Fahrzeugs weiß normalerweise jedoch nicht, daß sich die Reifendruck-Alarmeinrichtung gegenwärtig in diesem Betriebszustand befindet, und ist infolgedessen nicht in der Lage, genau zu ermitteln, ob der Reifendruck abnormal niedrig ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird daher der Bediener des Fahrzeugs durch die Anzeigeeinrichtung 66 darüber informiert, daß die Alarmeinrichtung gerade die periodische Änderung der Radgeschwindigkeit ermittelt, d.h., daß sich die Einrichtung momentan in ihrer "LERN"-Betriebsart befindet, oder daß die Alarmeinrichtung gerade den ersten endgültigen Wert der Resonanzfrequenz f&sub0; ermittelt, d.h., daß sich die Einrichtung momentan in ihrer "Erfassungs"-Betriebsart befindet.
Die Reifendruck-Alarmroutine wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 20 näher beschrieben.
Die Routine beginnt mit Schritt S71, in dem ein "LERN"-Flag von dem Computer 20 gelesen wird. Das "LERN"-Flag ist in seinem "EIN"-Zustand, während die periodische Änderung der Radgeschwindigkeit ermittelt wird, d.h. während die Routine gemäß 5 ausgeführt wird; dasselbe Flag ist in seinem "AUS"- Zustand, solange die Änderung der Radgeschwindigkeit nicht ermittelt wird. Auf Schritt S71 folgt Schritt S72, in dem die Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals, welches durch den FFT-Analysator 82 analysiert wird, gelesen wird. Dann wird Schritt S73 ausgeführt, um auf der Grundlage der in Schritt S72 gelesenen Frequenzcharakteristik die gegenwärtige Resonanzfrequenz f&sub0; des Radgeschwindigkeitsignals zu erfassen, welche in dem vorbestimmten Frequenzberreich liegt. Die erfaßte Resonanzfrequenz f&sub0; wird in dem RAM 50 gespeichert und in den nachfolgenden Schritten als ein vorläufiger Wert verwendet. Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S74 fort, um zu ermitteln, ob die Anzahl von vorläufigen Werten, die ermittelt wurden, gleich "M" ist oder nicht. Falls die Anzahl "M" der vorläufigen Werte nicht ermittelt wurde, wird in Schritt S74 eine verneinende Entscheidung "NEIN" erhalten, und es wird Schritt S75 ausgeführt, um ein in dem RAM 50 bereitgestelltes "Erfassungs"-Flag in seinen "EIN"-Zustand zu bringen. Das "Erfassungs"-Flag wird in den "EIN"-Zustand versetzt, solange die Anzahl der ermittelten vorläufigen Werte den vorbestimmten Wert "M" nicht erreicht hat, und wird in seinen "AUS"-Zustand versetzt, wenn die Anzahl der ermittelten vorläufigen Werte "M" erreicht hat.
Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S76 fort, um zu ermitteln, ob sich das "LERN"-Flag in dem "E1N"-Zustand befindet oder nicht. Falls sich das Flag in dem "EIN"-Zustand befindet, wird in Schritt S76 in eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, und der Steuerungsablauf schreitet zu Schritt S77 fort, um die Anzeigeeinrichtung 66 zu aktivieren und den Bediener des Fahrzeugs darüber zu informieren, daß die periodische Änderung der Radgeschwindigkeit ermittelt wird, d.h., daß die Routine gemäß Fig. 5 ausgeführt wird. Somit ist ein Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 20 beendet. Falls sich demgegenüber das "LERN"- Flag in dem "AUS"-Zustand befindet, wird in Schritt S76 ei ne verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, woraufhin Schritt S78 ausgeführt wird, um zu ermitteln, ob sich das "Erfassungs"-Flag in dem "EIN"-Zustand befindet oder nicht. Da sich das "Erfassungs"-Flag in diesem Ausführungszyklus der Routine in dem "EIN"-Zustand befindet, wird in Schritt S78 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, und es wird Schritt S79 ausgeführt, um die Anzeigeeinrichtung 66 zu aktivieren und den Bediener des Fahrzeugs darüber zu informieren, daß der erste endgültige Wert der Resonanzfrequenzen f&sub0; erfaßt wird.
Eine bejahende Entscheidung (JA) wird in Schritt S74 erhalten, nachdem die Schritte S71 bis S73 solange wiederholt ausgeführt werden, bis die vorbestimmte Anzahl (= M) der vorläufigen Werte der Resonanzfrequenz f&sub0; erfaßt sind. Sodann wird Schritt S80 ausgeführt, um den ersten endgültigen Wert der Resonanzfrequenz durch Bilden des Mittelwerts der in den ersten bis M-ten Ausführungszyklen der Routine gemäß Fig. 20 erhaltenen vorläufigen Werte zu berechnen. Auf Schritt S80 folgt Schritt S81, um zu ermitteln, ob der auf diese Art und Weise erhaltene endgültige Wert kleiner ist als der Schwellenwert fth oder nicht. Falls der endgültige Wert gleich dem oder größer als der Schwellenwert fth ist, wird in Schritt S81 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, und es wird Schritt S81a ausgeführt, um ein "Abnormalitäts"-Flag in seinen "AUS"-Zustand zu versetzen. Das in dem RAM 50 bereitgestellte "Abnormalitäts"-Flag befindet sich in dem "AUS"-Zustand, um anzuzeigen, daß der Luftdruck P normal ist, und befindet sich in dem "EIN"-Zustand, um anzuzeigen, daß der Luftdruck P abnormal niedrig ist. Auf Schritt S81α folgt Schritt S81b, um die Integerzahl "n" auf zu setzen. Die Integerzahl "n" repräsentiert die Anzahl der endgültigen Werte, die seit einem bestimmten Zeitpunkt ermittelt worden sind, mit anderen Worten, die Anzahl von Malen, für welche in Schritt S81 aufeinanderfolgend eine bejahende Entscheidung erhalten wird, bevor die Integerzahl "n" die Zahl "N" erreicht, wie noch beschrieben werden wird. Sodann wird Schritt S84 ausgeführt, um das "Erfassungs"-Flag in den "AUS"-Zustand zu versetzen, da der endgültige Wert in Schritt S80 in diesem Ausführungszyklus der Routine erhalten wurde. Auf Schritt S84 folgen Schritt S76 und die nachfolgenden Schritte.
Da das "LERN"-Flag und das "Erfassungs"-Flag in dem gegenwärtigen Zyklus beide in dem "AUS"-Zustand sind, werden in den Schritten S76 und S78 verneinende Entscheidungen (NEIN) erhalten. Sodann wird Schritt S85 ausgeführt, um zu ermitteln, ob das "Abnormalitäts"-Flag in dem "EIN"-Zustand ist oder nicht. Da das "Abnormalitäts"-Flag in diesem Zyklus in dem "AUS"-Zustand ist, wird in Schritt S85 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, und der Steuerungsablauf schreitet zu Schritt S86 fort, um den Bediener des Fahrzeugs über die Anzeigeeinrichtung 66 darüber zu informieren, daß der Luftdruck P gegenwärtig normal ist. Somit ist ein Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 20 beendet.
Falls der endgültige Wert der in Schritt S80 ermittelten Resonanzfrequenz f&sub0; kleiner ist als der Schwellenwert fth, wird in Schritt S81 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, woraufhin dann Schritt S88 ausgeführt wird, um so ermitteln, ob die Integerzahl "n" gleich 0 ist oder nicht. Da die Integerzahl "n" 0 ist, wenn Schritt S88 zum ersten Mal ausgeführt wird, wird in Schritt S88 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, woraufhin dann Schritt S89 ausgeführt wird, um einen ÄnderungsbetragΔf&sub0; der gegenwärtigen Resonanzfrequenz f&sub0; von dem zuletzt erhaltenen Wert zu berechnen, und um den Referenzwert "N" wie vorstehend beschrieben auf der Grundlage des berechneten Änderungsbetrags ΔF&sub0; zu ermitteln. Sodann wird Schritt S90 ausgeführt, um zu ermitteln, ob die Integerzahl "n" größer als der Referenzwert "N" ist oder nicht. Falls in Schritt S90 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten wird, wird daraufhin Schritt S82 ausgeführt, um das "Abnormalitäts"-Flag in den "AUS"-Zustand zu versetzen. Dann wird die Integerzahl in Schritt S83 inkrementiert. Der Steuerungsablauf schreitet zu Schritt S84 und den nachfolgenden Schritten fort, und in Schritt S85 wird eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, weil sich das "Abnormalitäts"-Flag gegenwärtig in dem "AUS"-Zustand befindet. Sodann wird Schritt S86 ausgeführt, um die Anzeigeeinrichtung 66 zu aktivieren und den Bediener des Fahrzeugs darüber zu informieren, daß der Luftdruck P gegenwärtig normal ist...
Falls nach dem wiederholten Ausführen der Routine gemäß Fig. 20 die Integerzahl "n" größer wird als der Referenzwert "N", wird in Schritt S90 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, woraufhin dann Schritt S90 ausgeführt wird, um das "Abnormalitäts"-Flag in den "EIN"-Zustand zu versetzen. In dem nächsten Schritt S92 wird die Integerzahl "n" für den nächsten Ausführungszyklus dieser Routine auf 0 gesetzt. Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S84 und den nachfolgenden Schritten fort. Da dieses Mal in Schritt S85 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird Schritt S93 ausgeführt, um die Anzeigeeinrichtung 66 zu aktivieren und den Bediener des Fahrzeugs darüber zu informieren, daß der Luftdruck P abnormal niedrig ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Resonanzfrequenz f&sub0; unabhängig davon erfaßt, ob es für den magnetischen Aufnehmer 12 schwierig ist, die Radgeschwindigkeit v mit ausreichend hoher Genauigkeit zu erfassen, etwa in den Fällen, in welchen die bereiften Räder 14 gerade aufzuhören, sich zu drehen, oder wenn sich das Fahrzeug auf einer unebenen Fahrbahn wie beispielsweise einer Schotterpiste fortbewegt. Die Erfassung der Resonanzfrequenz f&sub0; und die Ermittlung des Reifendrucks P kann unter solchen Bedingungen jedoch gesperrt werden. In diesem Fall wird die Reifendruck-Alarmeinrichtung den Bediener des Fahrzeugs nicht über die Abnormalität des Luftdrucks informieren, selbst wenn der Luftdruck tatsächlich abnormal niedrig ist. Um ein Mißverständnis durch den Bediener des Fahrzeugs zu vermeiden, ist es wünschenswert, auf der Anzeigeeinrichtung 66 anzuzeigen, daß sich das Fahrzeug nun in einer "Vorbereitungs"-Betriebsart befindet, um den Bediener des Fahrzeugs darüber zu informieren, daß die Ermittlung des Luftdrucks P gegenwärtig gesperrt ist, weil die Resonanzfrequenz f&sub0; nicht genau erfaßt werden kann.
Aus der vorstehenden Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels geht hervor, daß der Rotor 10, der magnetische Aufnehmer 12, der Signalformer 18 und ein Abschnitt des Felgengeschwindigkeit-Rechners/Kompensators 45, die dazu dienen, die Radgeschwindigkeit v zu berechnen, eine Erfassungseinrichtung bilden, und daß der FFT-Analysator 82, der Resonanzpunkt-Detektor 84 und der Luftdruckrechner 86 eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Luftdrucks auf der Grundlage der Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals bilden. Ebenfalls geht hervor, daß das Vorverarbeitungsfilter 80 eine Frequenzcharakteristik-Änderungseinrichtung bildet zum Bereitstellen einer optimalen Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals als einen der Berechnungseinrichtung zugeführten Radbewegungszustand.
Nunmehr bezugnehmend auf Fig. 22 bis 26 wird nachstehend ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Reifendruck-Alarmvorrichtung beschrieben. Wie in Fig. 22 gezeigt, beinhaltet die nun beschriebene Vorrichtung den magnetischen Aufnehmer 12, den Signalformer 18, den Computer 20, den Fahrzeuggeschwindgeschwindigkeitsensor 70 (der in Fig. 22 nicht gezeigt ist), das Vorverarbeitungsfilter 64 den Computer 47, den Drehmoment-Detektor 68 (der in Fig. 22 nicht gezeigt ist), und die Anzeigeeinrichtung 66. In diesem Ausführungsbeispiel können die Filtercharakteristiken des Vorverarbeitungsfilters 64 variiert werden. D.h., ein Filterbereich des Filters 64, also ein Frequenzbereich eines Radgeschwindigkeitsignals, welches das Vorverarbeitungsfilter 64 durchläuft, ist variabel. Ferner beinhaltet der Computer 47 eine Filterbereich-Einstelleinrichtung 90 zusätzlich zu dem Störungsüberwacher 52, einen Parameterrechner 53 und den Ermittlungsprozessor 62.
Das Diagramm gemäß Fig. 23 zeigt vereinfacht eine Frequenzcharakteristik eines Radgeschwindigkeitsignals wie erzeugt durch den Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45, wie sie beobachtet wird, wenn der Luftdruck P des bereiften Rads 26 auf einem normalen Pegel gehalten wird, und eine Frequenzcharakteristik desselben Signals, wie sie beobachtet wird, wenn der Luftdruck P ausgehend von dem normalen Pegel abgesenkt wird. Eine Frequenzkomponente des Radgeschwindigkeitsignals, die dem mittleren von drei Spitzenwerten jeder Frequenzkurve gemäß Fig. 23 entspricht, wird auf geeignete Art und Weise von dem Störungsüberwacher 52 verwendet, um den Luftdruck zu berechnen. Wie aus dem Diagramm gemäß Fig. 23 hervorgeht, ändert sich ein optimaler Frequenzbereich, der diese Frequenzkomponente abdeckt, mit dem Pegel des Luftdrucks P und verschiebt sich mit abnehmendem Luftdruck P in Richtung des unteren Bereichs. Daher neigt der optimale Frequenzbereich oder Filterbereich des Filters 64 dazu, unerwünscht breit zu sein, wenn der Bereich unabhängig von Änderungen des Luftdrucks P festgelegt oder vorbestimmt ist. Infolgedessen können unnötige Frequenzkomponenten durch das Vorverarbeitungsfilter 64 aufgegriffen und durch dieses hindurch geleitet werden, welches zu einer reduzierten Berechnungsgenauigkeit des Störungsüberwachers 52 und zu einer reduzierten Verläßlichkeit bei der Ermittlung, ob der Reifendruck abnormal niedrig ist, führt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann daher der Filterbereich des Filters 64 in Übereinstimmung mit einer Änderung des Luftdrucks P präzise geändert werden, wodurch ein erheblich eingeschränkter Frequenzbereich des durch den Filter 64 zu leitenden Bereichs möglich wird. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Filterbereich in Abhängigkeit von einem Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten K geändert, welcher Betrag durch den Stö rungsüberwacher 52 abgeschätzt bzw. berechnet wird.
Ein Steuerungsprogramm zum Ausführen einer Reifendruck- Alarm wie in Fig. 24 dargestellt ist in dem ROM 49 des Computers 47 gespeichert. Dieses Programm ist so ausgebildet, daß es den Filterbereich oder optimalen Bereich des Radgeschwindigkeitsignals auf die nachstehend beschriebene Art und Weise ändert.
Die Routine gemäß Fig. 24 beginnt mit Schritt S101, um die Radgeschwindigkeit v aus dem Vorverarbeitungsfilter 64 auszulesen. Anfänglich ist der Filterbereich des Vorverarbeitungsfilters 64 vorläufig auf einen Bereich eingestellt, der für den Fall geeignet ist, in dem sich der Luftdruck P des bereiften Rads 14 auf einem normalen Pegel befindet. In dem ersten Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 24 liegt daher das die Radgeschwindigkeit v angebende, in Schritt S101 gelesene Signal in dem dem vorläufigen Filterbereich entsprechenden vorbestimmten Frequenzbereich.
Auf Schritt S101 folgt Schritt S102, um den Störungsüberwacher 52 zu aktivieren und zu veranlassen, daß die Störung w&sub2; und der Torsionswinkel θRB auf der Grundlage der in Schritt S101 gelesenen Radgeschwindigkeit berechnet wird. Daraufhin wird Schritt S103 ausgeführt, um einen Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten der Torsionsfeder 32 zu berechnen. Dieser Parameter ΔK kann beispielsweise durch Berechnen von Korrelationsfunktionen und Normalisieren oder mittels eines Verfahrens der kleinsten Quadrate erhalten werden.
Der Steuerungsablauf kehrt dann zu Schritt S104 zurück, um zu ermitteln, ob der gegenwärtige Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 24 der erste Zyklus nach dem Einschalten des Computers 47 ist. Da die Routine zum ersten Mal ausgeführt wird, wird in Schritt S104 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, woraufhin dann Schritt S105 ausgeführt wird, um den Filterbereich des Vorverarbeitungsfilters 64 zu ändern. Im einzelnen wird der Filterbereich auf der Grundlage des in Schritt S103 berechneten Änderungsbetrags ΔK auf einen optimalen Bereich eingestellt, der für die Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals geeignet ist. Der Filterbereich wird beispielsweise in Übereinstimmung mit einer in dem ROM 49 gespeicherten Datentabelle festgelegt, welche eine Beziehung zwischen dem Änderungsbetrag ΔK und dem Filterbereich repräsentiert. Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß ein Abschnitt des Computers 47, der zur Ausführung der Schritte 104 und 105 dient, die Filterbereich-Einstelleinrichtung 90 bildet, welche wiederum eine Einrichtung bildet zum Ändern des optimalen Frequenzbereichs, der zum Bereitstellen einer optimalen Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals als dem Radbewegungszustand dient. Der Steuerungsablauf kehrt dann zu Schritt S101 zurück, um die Radgeschwindigkeit v erneut zu lesen.
In dem zweiten Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 24 wird in Schritt S104 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, woraufhin dann Schritt S106 ausgeführt wird, um auf der Grundlage des berechneten Wertes des Änderungsbetrags ΔP zu ermitteln, ob der Luftdruck P niedriger ist als der Referenzwert P&sub0; oder nicht. Falls in Schritt S106 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten wird, d.h., falls der Luftdruck P nicht niedriger ist als der Wert P&sub0;, wird Schritt S107 ausgeführt, um zu ermitteln, daß der Reifendruck normal ist. Daraufhin wird Schritt S108 ausgeführt, um den Bediener des Fahrzeugs durch die Anzeigeeinrichtung 66 über diesen Umstand zu informieren. Falls in Schritt S106 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, daß heißt, falls der Luftdruck P niedriger ist als der Referenzwert P&sub0;, wird Schritt S109 ausgeführt, um zu ermitteln, daß der Reifendruck abnormal niedrig ist. Daraufhin wird Schritt S108 ausgeführt, um den Bediener des Fahrzeugs durch die Anzeigeeinrichtung 66 über diesen Umstand zu informieren. In jedem Fall kehrt der Steuerungsablauf dann zu Schritt S101 zurück.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Schritte 107 bis 109 zum Ermitteln der Abnormalität des Luftdrucks P gesperrt werden, wenn die aktuell betrachtete Routine zum ersten Mal ausgeführt wird, und zum ersten Mal in dem zweiten Zyklus zugelassen werden. Dies beruht darauf, daß die dem Störungsüberwacher 52 zugeführte Radgeschwindigkeit v durch das Vorverarbeitungsfilter 64 mit dem vorläufigen Filterbereich erhalten wird, und daß der auf der Grundlage dieser Radgeschwindigkeit v ermittelte Änderungsbetrag ΔK nicht hinreichend verläßlich sein kann und daher keine Ermittlung der Abnormalität des Luftdrucks auf ihn gestützt werden kann.
In der vorstehend beschriebenen Routine gemäß 24 wird der Filterbereich oder der optimale Frequenzbereich immer in dem ersten Ausführungszyklus eingestellt, während die Ermittlung, ob der Luftdruck abnormal niedrig ist, unterdrückt wird. Die Ermittlung braucht jedoch auch in dem ersten Zyklus nicht unterdrückt werden, wenn der Luftdruck mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden kann. Demgemäß kann die dargestellte Routine derart modifiziert werden, daß die Ermittlung erfolgt, ohne daß in dem ersten Ausführungszyklus der Routine der Filterbereich geändert wird, wenn ermittelt wird, daß der Luftdruck P mit hoher Genauigkeit abgeschätzt oder ermittelt werden kann. Die derart modifizierte Routine ist in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 25 gezeigt und wird nachstehend im einzelnen beschrieben.
In der vorliegenden Routine sind die Schritte 111 bis 114 zu den Schritten 101 bis 104 der vorangehenden Routine gemäß Fig. 24 äquivalent. Falls diese Routine zum ersten Mal ausgeführt wird, wird in Schritt S114 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, woraufhin dann Schritt S115 ausgeführt wird, um zu ermitteln, ob ein Absolutwert des Änderungsbetrags ΔK (ein Abweichungsbetrag von dem Nominalwert K) gleich oder kleiner ist als der Referenzwert ΔK&sub0;. Wenn der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔK gleich oder kleiner ist als der Referenzwert ΔK&sub0;, gewährleistet der Störungsüberwacher 52, der das Radgeschwindigkeitsignal in dem vorläufigen Frequenzbereich von dem Vorverarbeitungsfilter 64 empfängt, vorwiegend eine ausreichend hohe Berechnungsgenauigkeit. Falls in Schritt S115 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, werden dann Schritt S117 und die nachfolgenden Schritte ausgeführt, um zu ermitteln, ob der Luftdruck P abnormal niedrig ist. Somit kann die Ermittlung des Luftdrucks selbst in dem ersten Ausführungszyklus der Routine erfolgen. Da der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔK gleich oder kleiner wie der in Schritt S114 ermittelte Referenzwert ΔK&sub0; ist, ist ein Änderungsbetrag des Reifendrucks P gegenüber dem nominalen Druck entsprechend klein, so daß in Schritt S114 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten wird. Dann wird Schritt S118 ausgeführt, um zu ermitteln, daß der Reifendruck normal ist; diese Ermittlung wird in dem nächsten Schritt S119 angezeigt. Falls der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔK, der in diesem Zyklus erhalten wird, größer ist als der Referenzwert ΔK&sub0;, wird in Schritt S115 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, so daß der Steuerungsablauf dann zu Schritt S116 zurückkehrt, um den Filterbereich wie in Schritt S105 der Routine gemäß Fig. 24 zu ändern und in dem ersten Zyklus die Ermittlung im Hinblick darauf, ob der Luftdruck P abnormal niedrig ist, zu unterbinden.
Es ist ersichtlich, daß ein Abschnitt des Computers 47, der dazu dient, die Schritte 114 bis 116 dieser Routine auszuführen, die Filterbereich-Einstelleinrichtung 90 bildet, welche wiederum eine Einrichtung zum Ändern des optimalen Frequenzbereichs bildet, der zum Bereitstellen einer optimalen Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals als Radbewegungszustand, der der Berechnungseinrichtung zuzuführen ist, verwendet wird.
Der Filterbereich oder optimale Frequenzbereich wird in dem zweiten und den darauffolgenden Ausführungszyklen jeder der vorstehend beschriebenen beiden Routinen gemäß Fig. 24 und 25 nicht geändert. Die Steuerungsroutine kann jedoch wie in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 26 derart modifiziert werden, daß der Filterbereich in jedem der zweiten und darauffolgenden Zyklen wie auch in dem ersten Zyklus geändert wird.
In der vorliegenden Routine sind die Schritte 121 bis 124 zu den Schritten 101 bis 104 oder den Schritten 111 bis 114 der Routinen gemäß den Fig. 24 und 25 äquivalent4. Falls diese Routine zum ersten Mal ausgeführt wird, wird in Schritt S124 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, woraufhin dann Schritt S125 ausgeführt wird, um den Filterbereich des Vorverarbeitungsfilters 64 zu ändern, während die Ermittlung dahingehend, ob der Luftdruck P abnormal niedrig, unterbunden wird.
Im dem zweiten und den nachfolgenden Ausführungszyklen der vorliegenden Routine wird in Schritt S124 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten. Dann wird Schritt S126 ausgeführt, um eine Abweichung ΔΔK des in dem gegenwärtigen Zyklus erhaltenen, berechneten Änderungsbetrags aus dem in dem vorangehenden Zyklus erhaltenen Änderungsbetrag ΔK zu berechnen und zu ermitteln, ob ein Absolutwert der Abweichung ΔΔK gleich oder kleiner ist als ein positiver Referenzwert ΔΔK&sub0; oder nicht. Das bedeutet, daß die Stabilität des in dem gegenwärtigen Zyklus erhaltenen berechneten Wertes ΔK in diesem Schritt S126 evaluiert wird. Falls in Schritt S114 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, d.h., falls der Absolutwert der Abweichung ΔΔK gleich dem oder kleiner als der Referenzwert ΔΔK&sub0; ist, bedeutet dies daß der gegenwärtig erhaltene berechnete Wert ΔK ausreichend stabil und verläßlich ist, und daß der gegenwärtige Filterbereich einem für die Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals geeigneten optimalen Frequenzbereich entspricht. Dann werden die Schritte 128 bis 130 ausgeführt, um zu ermitteln, ob der Luftdruck P abnormal niedrig ist.
Falls der Absolutwert der in diesem Zyklus erhaltenen Abweichung ΔΔK größer ist als der Referenzwert ΔΔK&sub0;, wird in Schritt S126 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, und der Filterbereich wird in Schritt S127 geändert. Im einzelnen wird dann, wenn die Abweichung ΔΔK ein negativer Wert ist, welcher angezeigt, daß der Luftdruck P verringert ist, der gesamte Filterbereich um einen vorbestimmten Betrag ΔF auf einen niedrigeren Frequenzbereich verschoben. Falls die Abweichung ΔΔK ein positiver Wert ist, der anzeigt, daß der Luftdruck P erhöht ist, wird der gesamte Filterbereich um einen vorbestimmten Betrag ΔF auf einen höheren Frequenzbereich verschoben. Infolge der wiederholten Ausführung der Schritte 126, 127 und 121 bis 124 wird daher der Absolutwert der Abweichung gdelta ΔK gleich dem oder kleiner als der Referenzwert ΔΔK&sub0;, so daß gegebenenfalls in Schritt S126 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der Filterbereich einem optimalen Frequenzbereich, der für die Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals geeignet ist.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß ein Abschnitt des Computers 47, der dazu dient, die Schritte 126 bis 127 auszuführen, die Filterbereich-Einstelleinrichtung 90 bildet, welche wiederum eine Einrichtung zum Ändern des optimalen Frequenzbereichs bildet, so daß ein Änderungsbetrag der Federkonstanten K nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert.
Bezugnehmend auf die Fig. 27 bis 35 wird nachstehend ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Eine durch den Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 erzeugte Frequenzcharakteristik wird durch eine Kurve mit einer Vielzahl von Spitzenwerten repräsentiert, wie in dem Diagramm gemäß Fig. 12 gezeigt. Der Frequenzbereich (Rf&sub1;), zu dem der Spitzenwert mit der niedrigsten Frequenz gehört, beinhaltet Information, die sich auf einen Änderungsbetrag ΔJ des Trägheitsmoments J bezieht, und der Frequenzbereich (Rf&sub2;), zu dem der Spitzenwert mit der zweitniedrigsten Frequenz gehört, beinhaltet Information, die sich auf einen Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten K bezieht. Demgemäß verbessert sich die Genauigkeit des Störungsüberwachers 52 bei dem Berechnen des Änderungsbetrags ΔJ des Trägheitsmoments J mit einer Zunahme der Stärke einer Frequenzkomponente, die durch den Spitzenwert mit der niedrigsten Frequenz repräsentiert wird. Hierzu vergleichbar verbessert sich die Genauigkeit des Störungsüberwachers 52 bei dem Berechnen des Änderungsbetrags ΔK der Federkonstanten K mit einer Zunahme der Stärke einer Frequenzkomponente, die durch den Spitzenwert mit der zweitniedrigsten Frequenz repräsentiert wird.
Die bereiften Räder 14 sind über ein Aufhängungssystem derart mit einem Fahrzeugaufbau verbunden, daß die Räder 14 relativ zu dem Fahrzeugaufbau verschiebbar sind. Wenn die Bewegung jedes Rads 14 relativ zu dem Fahrzeugaufbau über die Aufhängung in einer Querrichtung des Fahrzeugs beobachtet wird, zeigt sich, daß die Ortskurve des Zentrums des Rads 14 ganz allgemein ein Kreis ist und nicht eine gerade Linie, die sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs erstreckt.
Fig. 27 zeigt ein Beispiel eines Doppel-Dreiecklenker-Hinterachs-Aufhängungssystems, bei dem ein Fahrzeugrahmen 100 durch einen A-förmigen oberen Arm 104 und ein Paar von unteren Armen 106 derart mit einem Träger 102, der jedes der Räder drehbar abstützt, verbunden ist, daß das Rad 14 relativ zu dem Fahrzeugrahmen verschiebbar ist. In diesem Fall besitzt das Zentrum des Rads eine Ortskurve wie beispielsweise in Fig. 28(a) gezeigt. Das in Fig. 27 gezeigte Aufhängungssystem beinhaltet ferner einen Stoßdämpfer 108, eine Schraubenfeder 110, einen oberen Träger und eine Verstrebung 116, die für jedes Rad vorhanden sind, und einen Stabilisator 114.
Es wird angenommen, daß die Ortskurve des Punkts, der den Träger 102 und den oberen Arm 104 verbindet, auf demselben Kreis liegt, auf dem auch die Ortskurve des Punkts liegt, der den Träger 102 und die unteren Arme 106 verbindet. In diesem Fall ist das Momentanzentrum O, welches der Mittelpunkt des vorstehend genannten Kreises ist, in Richtung zu der Vorderseite des Fahrzeugs gegen das Rad 14 versetzt. Infolgedessen vibriert das Rad 14 relativ zu dem Fahrzeugaufbau nicht nur in der vertikalen Richtung, sondern auch von vorne nach hinten gerichtet, d.h. in der Fahrt- oder Längsrichtung des Fahrzeugs. Daher bewegt sich das Rad 14 an einem Kontaktpunkt zwischen dem Rad 14 und der Fahrbahnoberfläche relativ zu der Fahrbahnoberfläche von vorne nach hinten gerichtet. Weil das Radgeschwindigkeitssignal, welches durch die vertikalen Schwingungen des Rads 14 nur wenig beeinflußt wird, durch die von vorne nach hinten gerichtet zugeführten Schwingungen stark beeinflußt wird, erscheinen die von vorne nach hinten gerichteten Schwingungen im Radgeschwindigkeitssignal als Schwingungen, die an einem ungefederten Resonanzpunkt auftreten. Andererseits beinhaltet ein Frequenzbereich, der im wesentlichen mit dem ungefederten Resonanzpunkt zusammenfällt, eine Frequenzkomponente des Radgeschwindigkeitssignals, wie es durch den Spitzenwert mit der niedrigsten Frequenz in dem Diagramm gemäß Fig. 12 dargestellt ist. Die Stärke dieser Frequenzkomponente beeinflußt die Genauigkeit der Berechnung des Trägheitsmoments J. Letztendlich besteht ein vorbestimmter Zusammenhang zwischen der Ortskurve des Radzentrums und der Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitssignals, ins besondere der Frequenzcharakteristik an dem ungefederten Resonanzpunkt. Somit kann unter Verwendung dieses Zusammenhangs eine optimale oder geeignete Ortskurve erhalten werden, um eine optimale Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitssignals zu erzielen und auf diese Art und Weise die Notwendigkeit des Bereitstellens eines Vorverarbeitungsfilters, wie es in den vorangehenden Ausführungsbeispielen verwendet wird, zu beseitigen.
Angesichts der vorstehenden Ausführungen entwarfen die Erfinder der vorliegenden Erfindung drei Arten von Aufhängungen mit unterschiedlichen Geometrien, welche umfassen: eine Aufhängung wie in Fig. 28B gezeigt, bei der das Momentanzentrum O von der Radmitte durch einen allgemein bekannten Abstand beabstandet ist; eine Aufhängung wie in Fig. 28A gezeigt, bei der das Momentanzentrum O in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs verschoben ist und sich nahezu unendlich weit von der in Fig. 28B gezeigten Position befindet; und eine Aufhängung wie in Fig. 28C gezeigt, bei der sich das Momentanzentrum O im Vergleich zu der in Fig. 28B gezeigten Position näher am Rad 14 befindet.
Die Geometrie der Aufhängung gemäß Fig. 28A kann dadurch erzielt werden, daß der obere Arm 104 und die unteren Arme 106 relativ zueinander positioniert werden, wie beispielsweise in Fig. 29 gezeigt. In diesem Fall hat die Radmitte eine Ortskurve wie in Fig. 31 durch die ausgezogene Linie gezeigt. Die Geometrie der Aufhängung gemäß Fig. 28B kann dadurch erzielt werden, daß der obere Arm 104 und die unteren Arme 106 relativ zueinander positioniert werden, wie beispielsweise in Fig. 30 gezeigt. In diesem Fall besitzt die Radmitte eine Ortskurve wie in Fig. 31 durch die einfach gepunktete Kettenlinie gezeigt. Mit der Geometrie der Aufhängung gemäß Fig. 28C hat die Radmitte eine Ortskurve wie in Fig. 31 durch die durch die durchbrochene Linie gezeigt.
Indem sie jede der obigen drei Aufhängungen in einem Kraftfahrzeug installierten, erhielten die Erfinder der vorhegenden Erfindung durch die jeweiligen Fahrzeuge erzeugte Frequenzcharakteristika von Radgeschwindigkeitssignalen. Wie den in dem Diagramm gemäß Fig. 32 gezeigten Ergebnissen entnehmbar ist, nimmt das Leistungsspektrum (die Stärke) der Frequenzkomponente des Radgeschwindigkeitssignals, welches im wesentlichen dem ungefederten Resonanzpunkt entspricht, zu, je näher sich das Momentanzentrum O an der Mitte des Rads befindet, und hat die Ortskurve einen verringerten Krümmungsradius, woraus erhöhte Radschwingungen in der Richtung von vorne nach hinten resultieren. Da das Leistungsspektrum an dem ungefederten Resonanzpunkt wie vorstehend beschrieben die Genauigkeit der Berechnung des Trägheitsmoments J beeinflußt, wird die Genauigkeit der Berechnung des Trägheitsmoments J dadurch verbessert, daß das Momentanzentrum so nahe wie möglich an der Radmitte positioniert wird.
Andererseits nimmt das Leistungsspektrum (die Stärke) der Frequenzkomponente des Radgeschwindigkeitssignals, welches im wesentlichen dem ungefederten Resonanzpunkt entspricht, mit einer Zunahme des Abstands zwischen dem Momentanzentrum O und der Radmitte sowie dem Krümmungsradius der Ortskurve ab, welches zu verringerten Radschwingungen in der Richtung von vorne nach hinten führt. Dies führt zu einem gesteigerten Leistungsspektrum einer Frequenzkomponente, die sich nächst zu der vorstehenden Frequenzkomponente befindet, de ren Leistungsspektrum verringert ist. Wie vorstehend beschrieben, wird die Genauigkeit der Berechnung der Federkonstanten K durch das Leistungsspektrum der Frequenzkomponente, wie es durch den Spitzenwert mit der zweitniedrigsten Frequenz in dem Diagramm gemäß Fig. 12 repräsentiert wird, beeinflußt. Somit wird die Genauigkeit der Berechnung der Federkonstanten K und gegebenenfalls des Luftdrucks dadurch verbessert, daß das Momentanzentrum O so weit wie möglich von der Radmitte entfernt positioniert wird.
Als nächstes wurde die Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden, wie in Fig. 33 veranschaulichten Ausführungsbeispiel in sowohl dem Fahrzeug mit der Aufhängung gemäß Fig. 29 mit der quasi-geraden Ortskurve - angegeben durch die ausgezogene Linie in Fig. 31 - als auch dem Fahrzeug mit der Aufhängung gemäß Fig. 30 mit der gekrümmten Ortskurve - angegeben durch die einfach gepunktete Kettenlinie in Fig. 31 - installiert. In dem Fahrzeug mit der Aufhängung mit der quasi-geraden Ortskurve arbeitet der Störungsüberwacher 52 derart, daß er einen Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten als Radinformation oder Parameter des bereiften Rads 14 berechnet. Demgegenüber arbeitet in dem Fahrzeug mit der Aufhängung mit der gekrümmten Ortskurve der Störungsüberwacher 52 derart, daß er einen Änderungsbetrag ΔJ des Trägheitsmoments als Radinformation oder Parameter des bereiften Rads 14 berechnet.
Ein Beispiel des Störungsüberwachers 52, der so ausgebildet ist, daß der den Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten berechnet, wurde in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben. Nachstehend wird ein weiteres Beispiel des Störungsüberwachers 52 beschrieben, der so ausgebildet ist, daß er den Änderungsbetrag ΔJ des Trägheitsmoments des bereiften Rads 14 berechnet. Das Trägheitsmoments des Rads 14 kann entweder ein Trägheitsmoment JR der Felge 28 oder ein Trägheitsmoment JB des Mantels 30 sein.
Nachstehend wird zunächst im einzelnen die Art und Weise der Berechnung eines Änderungsbetrags ΔJB des Trägheitsmoments JB des Mantels 30 durch den Störungsüberwacher 52 beschrieben.
Die Bewegung des bereiften Rads 14 dann, wenn sich das Trägheitsmoment JB um ΔJB geändert hat, wird durch die folgende Gleichung (16) ausgedrückt:
Die zu berechnende Störung ist das zweite Element des letzten Terms des rechten Glieds der vorstehenden Gleichung (16). Wenn die Störung w&sub2; durch die folgende Gleichung (17) definiert ist, wird ein expandiertes System - wie durch die vorstehende Gleichung (11) repräsentiert - aus der folgenden Zustandsgleichung (18) erhalten:
Somit arbeitet der Störungsüberwacher 52 so, daß er die Störung aufgrund der Änderung ΔJB des Trägheitsmoments JB des Mantels 30 berechnet.
Die Änderung ΔJB des Trägheitsmoments des Mantels 30 wird dann erhalten, indem eine Routine zum Berechnen von Korrelationsfunktionen zur Änderung des Trägheitsmoments JB ausgeführt wird, wie in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 34 gezeigt.
In der Summe werden aus dem berechneten Wert w2p der durch die vorstehende Gleichung (17) ausgedrückten Störung w&sub2; und der berechneten Winkelbeschleunigung ωBp' des Mantels 30 eine Kreuzkorrelationsfunktion C(w2p, (θBp') und eine Autokorrelationsfunktion C(ωBp', ωBp') erhalten. Dann wird durch den Normalisierer 58 anhand der nachstehenden Gleichung (19) ein normalisierter Wert LJB berechnet und der berechnete normalisierte Wert LJB in einem UB-Speicher des RAM 50 gespeichert.
LJB = C (w2p, ωBp') /C (ωBp', ωBp') ... (19) Der in Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung (19) erhaltene Wert UB kann auf der Grundlage der obigen Gleichung (17) durch die folgende Gleichung (20) ausgedrückt werden:
LJB = (-1/JB)C&sub1; - ΔJB/JB ... (20)
Der Wert C&sub1; bedeutet C (Tdp, ωBp') /C (ωBp', ωBp')
Der dem auf diese Art und Weise berechneten Wert LJB entsprechende Änderungsbetrag ΔJB wird in Übereinstimmung mit einer Beziehung zwischen dem Wert LJB und dem Änderungsbetrag ΔJB, der in dem ROM 49 gespeichert ist, erhalten.
Nachstehend wird die Art und Weise der Berechnung des Änderungsbetrags ΔJR des Trägheitsmoments JR der Felge 28 durch den Störungsüberwacher 52 erklärt.
Normalerweise ändert sich das Trägheitsmoment JR der Felge 28 nicht. Falls das gegenwärtig verwendete Radelement 24 aus Metall durch ein neues ersetzt wird, ändert sich das Trägheitsmoment JR von einem bestimmten Wert auf einen anderen Wert. Falls auch nach der Verwendung des neuen Radelements 24 dasselbe Trägheitsmoment JR verwendet werden würde, würde ein Fehler bei der Berechnung der auf das bereifte Rad 14 wirkenden Gesamtstörung auftreten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist daher der Störungsüberwacher 52 so angeordnet, daß er auch die Störung aufgrund einer Änderung des Trägheitsmoments JR der Felge 28 ermittelt.
Die Bewegung des bereiften Rades 14 dann, wenn sich das Trägheitsmoment JR um ΔJR geändert hat, wird durch die nachstehende Gleichung (21) ausgedrückt:
Die zu berechnende Störung ist das erste Element des letzten Terms des rechten Elements der vorstehenden Gleichung (21). Wenn die Störung w&sub1; durch die folgende Gleichung (22) definiert ist, wird ein erweitertes System gemäß der nachstehenden Gleichung (24) aus der folgenden Zustandsgleichung (23) erhalten:
Somit arbeitet der Störungsüberwacher 52 derart, daß die Störung aufgrund der Änderung ΔJR des Trägheitsmoments JR der Felge 28 berechnet wird.
Die Änderung ΔJR des Trägheitsmoments der Felge 28 wird dann erhalten durch Ausführen einer Routine zum Berechnen von Korrelationsfunktionen zur Variation des Trägheitsmoments JR, wie in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 35 veranschaulicht.
Schließlich werden eine Kreuzkorrelationsfunktion C(w1p, ωR') und eine Autokorrelationsfunktion C(ωR', ωR') aus dem berechneten Wert wip der durch die vorstehende Gleichung (22) ausgedrückten Störung w&sub1; und der berechneten Winkelbeschleunigung ωR' der Felge 28 ermittelt. Sodann wird durch den Normalisierer 58 ein normalisierter Wert LJR anhand der nachstehenden Gleichung (25) berechnet, und der berechnete normalisierte Wert LJR wird in einem LJR-Speicher des RAM 50 gespeichert.
LJR = C (w1p, ωR') /C (ωR', ωR') ... (25)
Der in Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung (25) erhaltene Wert LJR kann auf der Grundlage der vorstehenden Gleichung (22) durch die nachstehende Gleichung (26) ausgedrückt werden:
LJR = -ΔJR/JR ... (26)
Der dem auf diese Art und Weise berechneten Wert LJR entsprechende Änderungsbetrag ΔJR wird in Übereinstimmung mit einer Beziehung zwischen dem Wert LJR und dem Änderungsbetrag ΔJR, die in dem ROM 49 gespeichert ist, ermittelt.
Wenn der Störungsüberwacher 52 das Trägheitsmoment JB des Mantels 30 berechnet, ermittelt der Ermittlungsprozessor 62 des Computers 47, ob der berechnete Änderungsbetrag ΔJB größer ist als ein vorbestimmter positiver Referenzwert ΔJB0. Falls eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird ein geeigneter Hinweis auf der Anzeigeeinrichtung 66 bereitgestellt, um den Bediener des Fahrzeugs darüber zu informieren, daß ein Fremdkörper in den Reifen 26 eingedrungen ist oder darin steckt, oder daß eine Kette an dem Reifen 26 befestigt ist. Der Ermittlungsprozessor 62 ermittelt auch, ob der berechnete Änderungsbetrag ΔJB kleiner ist als ein vorbestimmter negativer Referenzwert ΔJB1. Falls eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird ein geeigneter Hinweis auf der Anzeigeeinrichtung 66 bereitgestellt, um den Bediener des Fahrzeugs darüber zu informieren, daß der Verschleiß des Reifens 26 eine tolerierbare obere Grenze übersteigt.
Wenn der Störungsüberwacher 52 andererseits das Trägheitsmoment JR der Felge 28 berechnet, ermittelt der Ermittlungsprozessor 62 des Computers 47, ob der Absolutwert des berechneten Änderungsbetrags ΔJR größer ist als ein vorbestimmter positiver Referenzwert ΔJR0. Falls eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird ein geeigneter Hinweis auf der Anzeigeeinrichtung 66 bereitgestellt, um den Bediener des Fahrzeugs darüber zu informieren, daß das Radelement 24 aus Metall durch ein falsches oder ungeeignetes Radelement ersetzt worden ist.
Somit ist die Aufhängung dann, wenn der Störungsüberwacher 52 so ausgebildet ist, daß er die Federkonstante K und den Luftdruck P des bereiften Rads 14 berechnet, gekennzeichnet durch eine Aufhängungseinstelleinrichtung derart, daß der obere Arm 104 und der untere Arm 106 in der Querrichtung des Fahrzeugs gesehen parallel zueinander angeordnet sind, wodurch sich das Momentanzentrum O weiter von dem Rad 14 entfernt befindet als die nominelle Position des Zentrums
Wenn der Störungsüberwacher 52 andererseits so ausgebildet ist, daß er das Trägheitsmoment J des bereiften Rads 14 berechnet, ist die Aufhängung gekennzeichnet durch eine Aufhängungseinstelleinrichtung derart, daß der obere Arm 104 und der untere Arm 106 in der Querrichtung des Fahrzeugs gesehen einen spitzen Winkel bilden, wödurch sich das Momentanzentrum O näher an dem Rad 14 befindet als die nominelle Position des Zentrums O.
Nunmehr bezugnehmend auf Fig. 36 wird nachstehend ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, welches den magnetischen Aufnehmer 12, den Signalformer 18, den Computer 20, den Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 70 (der in Fig. 36 nicht gezeigt ist), das Vorverarbeitungsfilter 64, der Computer 47 und die Anzeigeeinrichtung 66 umfaßt, wie in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel. Die jeweiligen Funktionen des Störungsüberwachers 52, des Parameterrechners 53 und des Ermittlungsprozessors 62 des Computers 47 gemäß 35 unterscheiden sich jedoch von denen des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2, wie im folgenden beschrieben.
Das vorliegende Ausführungsbeispiels ist an ein Reifenmodell angepaßt, welches ein einfacher Drehkörper mit dem Trägheitsmoment J ist, wie in Fig. 37 gezeigt. Dieses Reifenmodell repräsentiert ein Reifen-Aufhängung-Modell sowie auch ein Aufhängungsmodell. Bezüglich Fig. 37 wird angemerkt, daß
Td: ein von der Fahrbahnoberfläche empfangenes Störungsdrehmoment,
T&sub1;: das auf das Rad 14 einwirkende Antriebs- oder Bremsmoment,
ω: die Winkelgeschwindigkeit des Rads 14 (die gleich der Winkelgeschwindigkeit der Felge 28 ist)
Ks: die äquivalente Federkonstante der Aufhängung, und
Ds: der äquivalente Dämpfungskoeffizient der Aufhängung sind.
Es ist allgemein bekannt, daß eine Ortskurve, die die Bewegung des mit dem Fahrzeugaufbau über die Aufhängung verbundenen bereiften Rads in der Querrichtung des Fahrzeugs betrachtet angibt, eine Komponente beinhaltet, welche sich von vorne nach hinten gerichtet bzw. in der Longitudinalrichtung des Fahrzeugs erstreckt, sowie auch eine vertikale Komponente. Demgemäß ist das in Fig. 37 gezeigte Reifen- Aufhängung-Modell als eine Kombination von Schwingungen des Rads 14 aufgrund der Aufhängung und der Drehbewegung des Rads 14 selbst gekennzeichnet.
Die Bewegungsgleichung des vorstehenden Modells lautet wie folgt:
worin ω' die Winkelbeschleunigung des Rads 14 ist.
Falls nur Schwingungen unter verschiedenen Bewegungen des Rads 14 und der Aufhängung berücksichtigt werden, kann das Antriebs- oder Bremsmoment T&sub1; als ein fester Wert betrachtet werden. Somit kann die vorstehende Gleichung (27) in die nachstehende Gleichung (28) überführt werden:
Durch Differenzieren sowohl der rechten als auch der linken Elemente der Gleichung (28) nach der Zeit "t" wird dann die nachstehende Gleichung (29) erhalten:
worin ω" der abgeleitete Wert der Winkelbeschleunigung ω' und Td' der abgeleitete Wert des Störungsdrehmoments sind.
Die vorstehende Gleichung (29) wird in die nachstehende Zustandsgleichung (30) konvertiert:
Die Federkonstante Ks hängt von der Steifigkeit der Aufhängung ab, so daß angenommen werden darf, daß sie sich nicht wesentlich ändert. Es wird daher angenommen, daß sich das
Trägheitsmoment J aufgrund einer Änderung des Luftdrucks P ändert, und daß sich der Dämpfungskoeffizient Ds in Abhängigkeit von der Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit ω, welche sich aufgrund einer Änderung des Trägheitsmoments J ändert, ändert.
Die vorstehende Gleichung (30) wird in die nachstehende Gleichung (31) konvertiert, wenn sich das Trägheitsmoment J und der Dämpfungskoeffizient Ds um ΔJ bzw. ΔDs geändert haben:
D.h., Änderungen des Trägheitsmoments J um ΔJ und des Dämpfungskoeffizienten Ds um ΔDs sind äquivalent zu der Störung w, die dem bereiften Rad 14 in dessen Normalzustand zugeführt wird, welche Störung w durch den letzten Term der Gleichung (31) repräsentiert wird. Der Störungsüberwacher 52 berechnet dann die Störung w und die Winkelbeschleunigung ω' auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeit ω als ein Ausgangssignal des Vorverarbeitungsfilters 64, welches nur aus einer sich ändernden Komponente der Winkelgeschwindigkeit ω als ein Eingangssignal des Vorverarbeitungsfilters 64 besteht. Eine Verzögerung des Störungsüberwachers 52 bei der Berechnung der vorstehenden Parameter kann auf einen sehr kleinen Wert verringert werden. Wenn die Verzögerung zunächst ignoriert wird, wird ein berechneter Wert der Störung w durch die nachstehende Gleichung (32) repräsentiert:
Der Parameterrechner 53 berechnet den Änderungsbetrag ΔJ des Trägheitsmoments J auf der Grundlage der vorstehenden Gleichung (32) unter Verwendung des berechneten Wertes der Störung w, des berechneten Wertes der Winkelbeschleunigung ω' und des erfaßten Wertes der Winkelgeschwindigkeit ω auf die nachstehend beschriebene Art und Weise.
Die vorstehende Gleichung (32) kann in die nachstehende Gleichung (33) konvertiert werden:
worin
Auf der Grundlage der vorstehenden Gleichung (33) wird ein Spaltenvektor Θ als ein unbekannter Parameter durch ein Verfahren kleinster Quadrate berechnet. Der Spaltenvektor Θ wird unter Verwendung der vorstehenden Definition von durch die nachstehende Gleichung (34) repräsentiert:
Somit wird der Änderungsbetrag ΔJ des Tragheitsmoments J durch die nachstehende Gleichung (35) repräsentiert:
Die Änderungsrate des Trägheitsmoments J wird durch die nachstehende Gleichung (36) repräsentiert:
Der Ermittlungsprozessor 62 ermittelt auf der Grundlage des Änderungsbetrags ΔJ des von dem Parameterrechner 53 empfangenen Trägheitsmoments, ob mit dem bereiften Rad 14 irgendetwas nicht stimmt. Wenn er Ermittlungsprozessor 62 ermittelt, daß sich das Rad 14 nicht in dem Normalzustand befindet, wird die Anzeigeeinrichtung 6 aktiviert, um den Bediener des Fahrzeugs über diese Tatsache zu informieren.
Das durch den Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 generierte Radgeschwindigkeitsignal hat vorwiegend eine Frequenzcharakteristik wie in dem Diagramm gemäß Fig. 38 gezeigt. Der Störungsüberwacher 52 berechnet den Änderungsbetrag ΔJ des Trägheitsmoments J mit hoher Genauigkeit in Bezug auf einen optimalen Frequenzbereich des Signals, der durch beispielsweise f&sub1; und f&sub2; in dem Diagramm gemäß Fig. 38 definiert ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Vorverarbeitungsfilter 64 so ausgebildet, daß nur eine Komponente des Radgeschwindigkeitsignals aufgenommen wird, welche in dem vorbestimmten optimalen Frequenzbereich liegt, so daß das von dem Störungsüberwacher 52 empfangene Radgeschwindigkeitsignal eine Frequenzcharakteristik hat, wie sie durch das Diagramm gemäß Fig. 39 beispielhaft dargestellt ist. Demgemäß kann der Störungsüberwacher 52 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit einem solch einfachen Modell für das bereifte Rad 14, wie es in Fig. 37 veranschaulicht ist, arbeiten und eine ausreichend hohe Berechnungsgenauigkeit gewährleisten.
Nunmehr bezugnehmend auf die Fig. 41 bis 43 wird nachstehend ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es wurde erkannt, daß Schwingungen des bereiften Rads 14 eine starke Beziehung zu einem Grad des Kontakts zwischen dem Rad 14 und der Fahrbahnoberfläche, mit anderen Worten einer Fahrbahnhaftcharakteristik (road holding characteristic) des Rads 14, haben. D.h., das Rad 14 wird weniger wahrscheinlich schwingen, wenn sein Kontakt zu der Fahrbahnoberfläche gut ist. Es wurde auch erkannt, daß Schwingungen des Rads 14 allgemein diejenigen Schwingungen umfassen, die von vorne nach hinten gerichtet bzw. in Fahrtrichtung des Fahrzeugs angreifen, sowie auch diejenigen, die in der vertikalen Richtung angreifen, wie vorstehend beschrieben. Daher wird das die Drehzahl des Rads 14 angebende Radgeschwindigkeitsignal durch die Schwingungen des Rads 14 beeinflußt. Im einzelnen hat die Frequenzkomponente des Radgeschwindigkeitsignals, die in einem Bereich der ungefederten Resonanzfrequenz liegt, ein Leistungsspektrum (Stärke), welches mit einer Zunahme der ungefederten Schwingungen zunimmt. Das Diagramm in Fig. 41 repräsentiert eine Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals, welche erhalten wird, während das Fahrzeug fährt und die Räder 14 einen schlechten Kontakt zu der Fahrbahnoberfläche haben. Das Diagramm in Fig. 42 repräsentiert eine Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals, welche erhalten wird, während das Fahrzeug fährt und die Räder 14 einen guten Kontakt zu der Fahrbahnoberfläche haben.
In Anbetracht der vorstehenden Erkenntnisse ist die Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß sie den Grad des Kontakts des Rads 14 mit der Fahrbahnoberfläche auf der Grundlage des Radgeschwindigkeitsignals v berechnet. Wie in Fig. 40 gezeigt, beinhaltet die Berechnungsvorrichtung den magnetischen Aufnehmer 12, den Signalformer 18, den Computer 20, den Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 70 (nicht gezeigt), und das Vorverarbeitungsfilter 92, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 17. Die gegenwärtig betrachtete Vorrichtung umfaßt ferner einen FFT-Analysator 94 und einen Computer 95, der den Computer 47 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 17 ersetzt. Der Computer 95 speichert in dem ROM 49 verschiedene Steuerprogramme einschließlich einer Routine zum Ermitteln eines Grads des Kontakts zwischen dem Rad 14 und der Fahrbahnoberfläche bzw. der Fahrbahnhaftcharakteristik des Rads 14, wie in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 43 veranschaulicht, und bildet somit einen Mittelwertprozessor 96 und einen Ermittlungs prozessor 98, wie in Fig. 40 gezeigt. Eine Aufhängungssteuereinrichtung 120 ist mit dem Computer 95 verbunden und empfängt von diesem den berechneten Grad des Kontakts zwischen dem Rad 14 und der Fahrbahnoberfläche. Die Aufhängungssteuereinrichtung 120 zieht den berechneten Kontaktgrad heran, um eine bestimmte Charakteristik einer Aufhängung 124 des Fahrzeugs mittels eines Aktuators 122 zu steuern. Wo die Einrichtung 120 so ausgebildet ist, daß sie beispielsweise die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers als die bestimmte Charakteristik der Aufhängung 124 steuert, kann der Aktuator 122 die Form eines Motors zum Ändern des Strömungswiderstands in dem Stoßdämpfer annehmen. Nachstehend wird jedes bedeutende Element der Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß Fig. 40 beschrieben.
Das Vorverarbeitungsfilter 92 arbeitet derart, daß nur eine Frequenzkomponente des von dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 empfangenen Radgeschwindigkeitsignals aufgenommen wird, welche Komponente in einem Bereich der ungefederten Resonanzfrequenz liegt. Die auf diese Art und Weise selektierte Frequenzkomponente wird an den FFT-Analysator 94 übermittelt, der die Frequenzcharakteristik des von dem Vorverarbeitungsfilter 92 empfangenen Radgeschwindigkeitsignals berechnet. Die auf diese Art und Weise berechnete Frequenzcharakteristik wird an den Computer 95 übermittelt.
Der mittelwertbildende Prozessor 96 mittelt eine Vielzahl von Ergebnissen der Frequenzanalyse, die sequentiell durch den FFT-Analysator 94 zugeführt wurden, um die Genauigkeit der Analyse der Frequenzcharakteristik zu verbessern. Der Ermittlungsprozessor 98 verwendet das schließlich durch den Mittelwertprozessor 96 erhaltene Ergebnis der Frequenzanalyse, und ermittelt auf diese Art und Weise auf der Grundlage des Ergebnisses den maximalen Wert Gv der Verstärkung (welcher eine Einheit der Stärke des Signals ist) in dem Frequenzbereich der ungefederten Resonanzfrequenz. Wenn die maximale Verstärkung Gv gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert Gv0 ist, ermittelt der Ermittlungsprozessor 98, daß das bereifte Rad 14 einen schlechten Kontakt zu der Fahrbahnoberfläche hat. Wenn die maximale Verstärkung Gv kleiner als der vorbestimmte Referenzwert Gv0 ist, ermittelt der Ermittlungsprozessor 98, daß das bereifte Rad 14 einen guten Kontakt zu der Fahrbahnoberfläche hat. Die Aufhängungssteuereinrichtung 120 überwacht oder verfolgt die Ermittlung des Ermittlungsprozessors 98 und stellt mittels dem Aktuator 122 die Dämpfungscharakteristik der Aufhängung 124 härter, wenn ermittelt wird, daß das Rad 14 einen schlechten Kontakt zu der Fahrbahnoberfläche hat, Dies gewährleistet eine verbesserte Stabilität des Fahrzeugs, welche andernfalls aufgrund eines solchen schlechten Kontakts des Rads 14 zu der Fahrbahnoberfläche beeinträchtigt werden könnte.
Der Mlttelwertprozessor 96 und der Ermittlungsprozessor 98 führen die Routine der Ermittlung eines Grads des Kontakts zwischen dem Rad 14 und der Fahrbahnoberfläche aus, wie in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 43 veranschaulicht und wie im folgenden beschrieben.
Die Routine beginnt mit Schritt S201, um den Inhalt eines Frequenzcharakteristik-Speichers des RAM 50 zu löschen. Der Frequenzcharakteristik-Speicher speichert das Ergebnis der Analyse der Frequenzcharakteristik des von dem FFT-Analysator 94 zugeführten Radgeschwindigkeitsignals. Sodann wird Schritt S202 ausgeführt, um die Integerzahl "n" auf 1 zu setzen. Die Integerzahl "n" repräsentiert die Anzahl der Frequenzcharakteristiken, die gegenwärtig in dem Frequenzcharakteristik-Speicher gespeichert sind. Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S203 fort, um eine Frequenzcharakteristik der in diesem Zyklus durch den FFT-Analysator 94 zugeführten Radgeschwindigkeit v zu lesen, und speichert diese in dem Frequenzcharakteristik-Speicher. Die Integerzahl "n" wird in dem nächsten Schritt S204 inkrementiert, woraufhin dann Schritt S205 ausgeführt wird, um zu ermitteln, ob die Integerzahl "n" gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert "N1" ist, d.h., ob alle Frequenzcharakteristiken, die benötigt werden, um die nachfolgende Mittelwertverarbeitung in Schritt S206 durchzuführen, ermittelt wurden. Falls die Integerzahl "n" kleiner ist als der Referenzwert "N", wird in Schritt S205 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, und der Steuerungsablauf kehrt zu Schritt S202 zurück.
Wenn die Integerzahl "n" nach wiederholtem Ausführen der Schritte S202 bis S204 gleich oder größer als der Referenzwert "N" wird, wird in Schritt S205 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, und es wird in Schritt S206 die Mittelwertverarbeitung durchgeführt. Hierbei wird die maximale Verstärkung Gv des Signals in dem ungefederten Frequenzbereich auf der Grundlage der vorbestimmten Anzahl von Frequenzcharakteristiken, die in dem Frequenzcharakteristik-Speicher gespeichert wurden, berechnet. Dann wird Schritt S207 ausgeführt, um zu ermitteln, ob die berechnete Verstärkung Gv gleich oder größer ist als der Referenzwert Gv0. Falls in Schritt S207 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird Schritt S208 ausgeführt, um ein "SCHLECHTER KONTAKT"-Flag zu setzen, welches in seinem "EIN"-Zustand einen schlechten Kontakt des Rads 14 mit der Fahrbahnoberfläche anzeigt, um darauf hinzuweisen, daß das Rad 14 einen schlechten Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche hat. Falls die Verstärkung Gv kleiner ist als der Referenzwert Gv0, wird in Schritt S207 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, und es wird Schritt S209 ausgeführt, um das "SCHLECHTER KONTAKT"-Flag in seinen "AUS"-Zustand zu setzen, um dadurch anzuzeigen, daß das Rad 14 einen guten Kontakt zu der Fahrbahnoberfläche hat. In jedem Fall kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt S201 zurück.
Während in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der FFT- Analysator 94 separat von dem Computer 95 vorgesehen ist, kann der FFT-Analysator 94 in den Computer 95 einbezogen sein.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt der FFT- Analysator 94 die Radgeschwindigkeit v nicht direkt von dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45. Vielmehr ist das zwischen dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 und dem FFT-Analysator 94 vorgesehene Vorverarbeitungsfilter 92 so ausgebildet, daß nur die notwendige Frequenzkomponente der Radgeschwindigkeit v aufgenommen oder selektiert wird, nämlich die Komponente in dem ungefederten Resonanzfrequenzbereich, die an den FFT-Analysator 94 übermittelt werden muß. In dieser Anordnung wird der FFT-Analysator 94 geringer belastet und gewährleistet eine verbesserte Analysegenauigkeit.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß der FFT- Analysator 94 und der Computer 95 die Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Grads des Kontakts des bereiften Fahrzeugrads mit einer Fahrbahnoberfläche bilden, und daß das Vorverarbeitungsfilter 64 eine Frequenzcharakteristik- Steuereinrichtung bildet zum Bereitstellen einer optimalen Frequenzcharakteristik des Radgeschwindigkeitsignals als den Radbewegungszustand, der der Berechnungseinrichtung zugeführt werden muß.
Nunmehr bezugnehmend auf die Fig. 44 bis 46 wird nachstehend ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, welches den Rotor 10, den magnetischen Aufnehmer 12, die Zähne 16, den Signalformer 18, die Computer 20 und 47, die Anzeigeeinrichtung 66, den Drehmomentdetektor 68 und den Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 70 umfaßt, wie in dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel Die Funktionen dieser Elemente sind im wesentlichen dieselben wie diejenigen der Elemente des ersten Ausführungsbeispiels. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Vorverarbeitungsfilter 64 nicht zwischen den Computern 20 und 47 vorgesehen ist, und daß das ROM 49 des Computers 47 verschiedene Steuerprogramme einschließlich einer Reifenluftdruck-Erfassungsroutine wie in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 46 veranschaulicht speichert. Somit bildet der Computer 47 einen Störungsüberwacher 52, Präprozessor 54, Korrelationsrechner 56, Normalisierer 58, Basiswert-Kompensator 60, Ermittlungsprozessor 62 und einen Radgeschwindigkeit- Generator 65, wie in Fig. 45 gezeigt.
Der in Fig. 45 gezeigte Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 berechnet die Radgeschwindigkeit v jedes der bereiften Räder 14 und stellü die berechnete Geschwindigkeit jedes Rads 14 ein, auf der Grundlage der Fahrzeug- Fahrgeschwindigkeit (Geschwindigkeit des Fahrzeugaufbaus 72), die durch einen geeigneten Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 70 wie in Fig. 44 angegeben erfaßt wird, auf dieselbe Art und Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel D.h., die Routinen gemäß den Fig. 5 und 6 werden durch den Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 ausgeführt.
Die auf diese Art und Weise erhaltene Radgeschwindigkeit v wird von dem Störungsüberwacher 52 und dem Radgeschwindigkeitgenerator 65 gemäß Fig. 45 verwendet. Auf dieselbe Art und Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel berechnet der Störungsüberwacher 52 die Störung w&sub2; = (-1/JB)Td + (ΔK/JB)θRB aufgrund des Änderungsbetrags ΔK der Federkonstanten K der Torsionsfeder 32. Auf ähnliche Art und Weise berechnet der Störungsüberwacher 52 die Störung aufgrund der Änderung ΔJB des Trägheitsmoments JB des Mantels 30 und die Störung aufgrund der Änderung ΔJR des Trägheitsmoments JR der Felge 28.
Der Störungsüberwacher 52 empfängt eine Winkelgeschwindigkeit ωR als den Radbewegungszustand, der eine Größe der Bewegung des bereiften Rads angibt. Die Winkelgeschwindigkeit ωR wird unter Berücksichtigung des Radius R des Reifens 26 aus der Radgeschwindigkeit v des Rads 14, die durch den Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 berechnet und kompensiert wird, berechnet. Sodann berechnet der Störungsüberwacher 52 die Störung w&sub2; wie vorstehend angegeben, aufgrund des Änderungsbetrags ΔK der Federkonstanten K der Torsionsfeder 32, auf der Grundlage von Radinformation- Basiswerten einschließlich einem Basiswert des Trägheitsmoments JR der Felge 28, einem Basiswert des Trägheitsmoments JB des Mantels 30 und einem Basiswert der Federkonstanten K der zwischen der Felge 28 und dem Mantel 30 angeordneten Torsionsfeder 32. Auf diese Art und Weise wird der berechnete Störwert w2p erhalten, und gleichzeitig werden die Winkelgeschwindigkeit ωB des Mantels 30 und der Torsionswinkel θRB zwischen der Felge 28 und dem Mantel 30 berechnet, um jeweilige berechnete Werte ωBp, θRBp bereitzustellen.
Der Präprozessor 54 führt einen Vorverarbeitungsvorgang durch, den der Korrelationsrechner 56 für seinen Betrieb benötigt. D.h. der Präprozessor 54 ist so ausgebildet, daß er eine Winkelbeschleunigung ωR' der Felge 28 und einen berechneten Wert ωBp' der Winkelbeschleunigung ωB' berechnet, auf der Grundlage der erfaßten Winkelgeschwindigkeit ωR der Felge 28 und der berechneten Winkelgeschwindigkeit ωBp des Mantels 30, die durch den Störungsüberwacher 52 ermittelt werden.
Der Korrelationsrechner 56 berechnet Korrelationsfunktionen auf der Grundlage der berechneten Störung w2p und des Torsionswinkels θRBp, indem das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 11 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet ausgeführt wird. Unter Verwendung der berechneten Korrelationsfunktionen führt der Normalisierer 58 einen Normalisierungsvorgang durch und berechnet den Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten der Torsionsfeder 32 aus dem vorstehend angegebenen Basiswert K der Federkonstanten auf dieselbe Art und Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel Als Ergebnis wird durch den Normalisierer 58 der Wert LK = C(w2p, θRBp)/C(θRBp, θRBp) erhalten.
Der Basiswert-Kompensator 60 kompensiert den Federkonstanten-Basiswert K der Torsionsfeder 32 auf der Grundlage des obigen Wertes LK, der in dem LK-Speicher des RAM 50 gespeichert ist. Der Wert LK wird auch durch die nachstehende Gleichung ausgedrückt: LK = (-1/JB)C&sub0; + ΔK/JB, und der Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten wird in Übereinstimmung mit einer in dem ROM 49 gespeicherten Datentabelle berechnet, welche eine Beziehung zwischen dem Wert LK und dem Änderungsbetrag ΔK repräsentiert. Der Basiswert-Kompensator 60 ist so ausgebildet, daß der den Federkonstanten- Basiswert K des Störungsüberwachers 52 auf der Grundlage des berechneten Änderungsbetrags ΔK kompensiert.
Wenn der Störungsüberwacher 52 zum ersten Mal nach dem Einschalten eines Zündschalters des Fahrzeugs arbeitet, wird ein nomineller oder vorbestimmter Wert als Basiswert K der Federkonstanten verwendet. Hierbei verwendet der Störungsüberwacher 52 den nominellen Wert als den Initialwert des Federkonstanten-Basiswerts K. Der Federkonstanten-Basiswert K, der kompensiert wurde, wird in einem "Basiswert"-Speicher des RAM 50 gespeichert.
Die Kompensation des Federkonstanten-Basiswerts K wird wiederholt, bis der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔK der Federkonstanten gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert ΔKs (der beispielsweise 0 oder näherungsweise 0 ist) wird. Hierbei wird die Kompensation solange wiederholt, bis der Federkonstanten-Basiswert K, der durch den Störungsüberwacher 52 verwendet wird, einer tatsächlichen oder gegenwärtigen Federkonstanten der Torsionsfeder 32 hinreichend nahe kommt. Auf diese Art und Weise wird der Basiswert K, der als Ergebnis der Kompensation erhalten wird, als die gegenwärtige Federkonstante der Torsionsfeder 32 berechnet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Federkonstanten-Basiswert K auf der Grundlage des Änderungsbetrags ΔK kompensiert, so daß der Betrag und die Richtung (negativ oder positiv) der Kompensation des Basiswerts K in Abhängigkeit von dem Änderungsbetrag ΔK ermittelt werden. Der Betrag der Kompensation des Basiswerts K kann jedoch ein fester Wert sein, der unabhängig von dem Änderungsbetrag ΔK ist, während die Richtung der Kompensation des Basiswerts K in Abhängigkeit davon, ob der Änderungsbetrag ΔK positiv oder negativ ist, ermittelt wird.
Der Ermittlungsprozessor 62 liest den in dem "Basiswert"- Speicher des RAM 50 gespeicherten Federkonstanten-Basiswert K als die berechnete Federkonstante der Torsionsfeder 32, und berechnet den Luftdruck P des Reifens 26 auf der Grundlage des Basiswerts K. Wenn der auf diese Art und Weise berechnete Luftdruck P niedriger ist als ein vorbestimmter Referenzwert P&sub0;, bedeutet dies, daß der Luftdruck P des Reifens 26 abnormal niedrig ist, so daß die Anzeigeeinrichtung 66 einen Hinweis bereitstellt, der den Bediener des Fahrzeugs über diesen Umstand informiert.
Nachdem die jeweiligen Operationen des Störungsüberwachers 52, des Korrelationsrechners 56, des Normalisierers 58, des Basiswert-Kompensators 60 und des Ermittlungsprozessor 62 im einzelnen beschrieben wurden, wird nachstehend der funktionelle Zusammenhang zwischen diesen Elementen unter Bezugnahme auf die Reifenluftdruck-Erfassungsroutine gemäß dem Ablaufdiagramm der Fig. 46 beschrieben.
In dem ersten Schritt S301 berechnet der Störungsüberwacher 52 die Störung w, die Winkelgeschwindigkeit ωB des Mantels 30 und den Torsionswinkel θRB auf der Grundlage der von dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 empfangenen Winkelgeschwindigkeit ωR der Felge 28 und dem von dem Drehmomentdetektor 68 empfangenen Antriebs- oder Bremsmoment
Sodann wird Schritt S302 ausgeführt, um die Routine zum Berechnen von Korrelationsfunktionen zur Änderung der Federkonstanten K auszuführen, wie in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 11 veranschaulicht. Im einzelnen werden jeweils eine Kreuzkorrelationsfunktion C(w2p, θRBp) und eine Autokorrelationsfunktion C(θRBp, θRBp) berechnet, und der Wert LK wird durch Teilen der Kreuzkorrelationsfunktion C(w2p, θRBp) durch die Autokorrelationsfunktion C(θRBp, θRBp) erhalten. Daraufhin wird der Änderungsbetrag ΔK der Federkonstanten (ein Änderungsbetrag gegenüber dem Basiswert K) auf der Grundlage des auf diese Art und Weise erhaltenen Wertes LK unter Verwendung der die LK-ΔK-Beziehung repräsentierenden Datentabelle ermittelt.
Auf Schritt S302 folgt Schritt S303, in dem ermittelt wird, ob der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔK der Federkonstanten gleich oder kleiner als der Referenzwert ΔKs ist. Falls in diesem Zyklus in Schritt S303 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird daraufhin Schritt S304 ausgeführt, um den gegenwärtigen Federkonstanten-Basiswert K als die tatsächliche Federkonstante aus dem "Basiswert"- Speicher auszulesen. Sodann wird Schritt S305 ausgeführt, in dem der gegenwärtige Pegel des Luftdrucks P des Reifens 26 auf der Grundlage der in Schritt S304 gelesenen Federkonstanten in Übereinstimmung mit einer eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Luftdruck P und der Federkonstanten repräsentierenden Datentabelle berechnet wird. Diese Datentabelle ist in dem ROM 49 des Computers 47 gespeichert.
Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S306 fort, um zu ermitteln, ob der Luftdruck P niedriger als der Referenzwert P&sub0; ist, d.h., ob der Reifenluftdruck abnormal niedrig ist. Falls in Schritt S306 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten wird, kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt S301 zurück. Falls in Schritt S306 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird Schritt S307 ausgeführt, um die Anzeigeeinrichtung 66 zu aktivieren und einen Hinweis, der den Bediener des Fahrzeugs darüber informiert, daß der Luftdruck P abnormal niedrig ist, bereitzustellen. Damit ist ein Ausführungszyklus der Routine gemäß Fig. 46 beendet.
Falls der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔK der Federkonstanten größer ist als der Referenzwert ΔKs wird in Schritt S303 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, und es wird Schritt S308 ausgeführt, um den Federkonstanten-Basiswert K, der von dem Störungsüberwacher 52 verwendet wird, zu kompensieren. Die Kompensation kann dadurch erfolgen, daß der in dem gegenwärtigen Zyklus berechnete Änderungsbetrag ΔK zu dem Basiswert K addiert wird, oder daß eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Basiswert K, dem Änderungsbetrag ΔK und dem Betrag der Kompensation für den Basiswert K verwendet wird. Nachdem der Basiswert K in Schritt S308 kompensiert ist, kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt S301 zurück, und der Störungsüberwacher 52 berechnet die vorstehenden Werte w&sub2;, ωB und θRB auf der Grundlage des kompensierten Federkonstanten-Basiswerts K. Falls der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔK trotz der in dem vorangehenden Zyklus bewirkten Kompensation immer noch größer ist als der Referenzwert ΔKs, wird in Schritt S303 erneut eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, und der Basiswert K wird in Schritt S308 erneut kompensiert. Die Kompensation gemäß Schritt S308 wird solange wiederholt, bis der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔK gleich oder kleiner wird als der Referenzwert ΔKs so daß dann in Schritt S303 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird.
Der Radgeschwindigkeit-Generator 65 kompensiert die von dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 empfangene Radgeschwindigkeit v auf der Grundlage der durch den Störungsüberwacher 52 berechneten Störung und liefert ein Ausgangssignal, welches die kompensierte Radgeschwindigkeit repräsentiert.
Wie vorstehend beschrieben, wird die durch den Störungsüberwacher 52 auf der Grundlage der Gleichung (11) berechnete Störung w2p durch die Gleichung (8) ausgedrückt: w2p = (-1/JB)Td + (ΔK/JB)θRB. Der zweite Term des rechten Elements der Gleichung (8) wird sukzessive durch den Basiswert-Kompensator 62 kompensiert und wird sich daher nicht abrupt oder mit großer Geschwindigkeit ändern. Dies bedeutet, daß der zweite Tem des rechten Elements im Vergleich zu dem ersten Term desselben Elements vernachlässigbar klein ist. Demgemäß kompensiert der Radgeschwindigkeit- Generator 65 die Radgeschwindigkeit v unter der Annahme, daß die durch den Störungsüberwacher 52 in Übereinstimmung mit der Gleichung (11) ermittelte, berechnete Störung w2p gleich (-1/JB)Td ist.
Im einzelnen beschrieben wird das Stördrehmoment Td durch Multiplizieren der berechneten Störung w2p = (-1/JB)Td mit -JB erhalten, und die Winkelgeschwindigkeit ωRp der Felge 28, die ausschließlich durch das Stördrehmoment Td verursacht wird, wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (37) berechnet:
ωRp(s) = { [D] (s[I]- ) ¹[F] } Td(s) ... (37)
worin
[I]: die Einheits- (Identitäts-)Matrix,
s : der Laplace-Operator,
ωkp(s) : der durch Laplace-Transformation aus der berechneten Winkelgeschwindigkeit ωRp erhaltene Wert, und
Td(s) : der durch Laplace-Transformation aus dem Stördrehmoment Td erhaltene Wert sind.
[D], [E] und [F] sind Vektoren und eine Matrix, die durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:
Die berechnete Winkelgeschwindigkeit ωRp ist eine der Komponenten, die die Geschwindigkeitsänderung des bereiften Rads 14 verursachen, wobei diese Komponente durch die Störung erzeugt wird, die dem Rad 14 von der Unregelmäßigkeit der Fahrbahnoberfläche verliehen wird. Die berechnete Winkelgeschwindigkeit ωRp wird in die entsprechende Umfangsgeschwindigkeit des Rads 14 konvertiert, und die von dem Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensator 45 empfangene Radgeschwindigkeit v wird um den Betrag kompensiert, der der berechneten Umfangsgeschwindigkeit entspricht, wobei das Rauschen aufgrund der Störung durch die Fahrbahnoberfläche aus der Radgeschwindigkeit v eliminiert wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels geht hervor, daß der Rotor 10, der magnetische Aufnehmer 12, der Signalformer 18 und der Rechner des Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensators 45 zum Berechnen der Radgeschwindigkeit v zusammenwirken, um eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung des Radbewegungszustands bereitzustellen. Ebenfalls geht hervor, daß ein Abschnitt des Computers 47, der den Schritt S301 der Routine gemäß Fig. 46 auszuführen hat, einen Störungsüberwacher bildet, und daß ein Abschnitt des Computers 47, der den Schritt S302 derselben Routine auszuführen hat, eine Einrichtung zum Berechnen eines Änderungsbetrags von dem Basiswert auf den gegenwärtigen Wert der Radinformation bildet. Ferner bilden Abschnitte des Computers 47, die die Schritte S303 und S308 derselben Routine auszuführen haben, eine Basiswert-Kompensationseinrichtung, während Abschnitte desselben, die die Schritte S304 und S305 derselben Routine auszuführen haben, eine Radinformation-Berechnungseinrichtung bilden.
Das bereifte Rad 14 wird unter Berücksichtigung eines Dämpfers zwischen der Felge 28 und dem Mantel 30 dynamisch als ein wie in Fig. 47 veranschaulichtes System oder Modell simuliert. Hierbei ist das dynamische Modell derart ausgebildet, daß die frei drehbare Felge 28 und der Mantel 30 über die Torsionsfeder 32 und einen Dämpfer 130, die parallel zueinander angeordnet sind, miteinander verbunden sind.
Das Modell gemäß Fig. 47 kann zu einem sogenannten "Doppel- Trägheits-Modell" gemäß Fig. 48 vereinfacht werden.
Die in Fig. 47 verwendeten Bezugszeichen repräsentieren:
mR: die äquivalente träge Masse (Gewicht) der Felge 28,
mb: die äquivalente träge Masse (Gewicht) des Mantels 30,
kw: die Federkonstante der Torsionsfeder 32,
Dw: den Dämpfungskoeffizient des Dämpfers 130,
xk: die äquivalente lineare Verschiebung der Felge 28,
xB: die äquivalente lineare Verschiebung des Mantels 30,
xRB: die äquivalente relative lineare Verschiebung der Felge 28 und des Mantels 30,
Fd: die äquivalente Störung, die der Reifen 26 von der Fahrbahnoberfläche empfängt.
Die äquivalenten trägen Massen (Gewichte) mR, mB der Felge 28 und des Mantels 30 in dem Modell gemäß Fig. 48 entsprechen jeweils äquivalent den Trägheitsmomenten JR, JB in dem Modell gemäß Fig. 47, während die äquivalenten linearen Verschiebungen xR, xB der Felge 28 und des Mantels 30 in dem Modell gemäß Fig. 48 jeweils äquivalent den Integralen der Winkelgeschwindigkeiten ωR, ωB in dem Modell gemäß Fig. 47 entsprechen. Die äquivalente relative lineare Verschiebung xRB in dem Modell gemäß Fig. 48 entspricht äquivalent dem Torsionswinkel θRB in dem Modell gemäß Fig. 47. Ferner entspricht die äquivalente Störung Fd in dem Modell gemäß Fig. 48 äquivalent dem Stördrehmoment Td in dem Modell gemäß Fig. 47. Nachstehend wird ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Übereinstimmung mit dem Modell gemäß Fig. 48 beschrieben.
Das dynamische Modell gemäß Fig. 48 wird durch die nachstehende Zustandsgleichung (38) repräsentiert:
Die vorstehende Gleichung (38) beinhaltet keinen Parameter, der dem Antriebs- oder Bremsmoment T&sub1; entspricht, welches auf einer Motorkraft oder einer Bremskraft basierend auf die Felge 28 wirkt, weil die Gleichung (38) so formuliert ist, daß sie nur variable Parameter umfaßt, wobei ein besonderes Augenmerk auf die schwingenden Bewegungen des Modells gemäß Fig. 48 gerichtet ist. In dieser Hinsicht kann das Antriebs- oder Bremsmoment T&sub1; als ein fester Wert betrachtet werden, der sich von den variablen Parametern wie beispielsweise den äquivalenten linearen Versätzen xR, xR, den ersten Ableitungen xR', XBT und den zweiten Ableitungen xR", xB" dieser Werte xR, xB, der Federkonstanten Kw und dem Dämpfungskoeffizienten Dw, unterscheidet.
Falls die Federkonstante Kw und der Dämpfungskoeffizient Dw aufgrund einer Änderung des Luftdrucks P des Reifens 26 auf (Kw + ΔKw) bzw. (Dw + ΔDw) geändert werden, kann die Zustandsgleichung (38) in die nachstehende Gleichung (39) konvertiert werden, welche einen äquivalenten Zustand des Modells repräsentiert, in dem eine Störung auf das in den Normalzustand versetzte Modell einwirkt:
Falls die äquivalente Störung Fd ebenfalls als ein unbekannter Störwert behandelt wird, der nicht gemessen werden kann, wird die zu berechnende Störung durch die nachstehende Gleichung (40) repräsentiert:
Falls die durch die zweiten Elemente des rechten Glieds der vorstehenden Gleichung (40) repräsentierte Störung berechnet werden soll, wird die Störung w&sub2; durch die nachstehende Gleichung (41) repräsentiert:
worin "n" einen Term repräsentiert, der für einen Fehler steht, der auftritt, weil nur die zweiten Elemente für die Berechnung der Störung w&sub2; herangezogen werden.
Daher repräsentiert die nachstehende Zustandsgleichung (42) das Modell, wenn der Luftdruck des Reifens 26 geändert wird:
Die Radinformation-Berechnungsvorrichtung gemäß dem vorhegenden Ausführungsbeispiel basiert auf der vorstehenden Analyse und umfaßt einen Störungsüberwacher 160 zum Berechnen der Störung w&sub2; zur Ermittlung des Änderungsbetrags des Luftdrucks P des Reifens 26. Die vorliegende Radinformation-Berechnungsvorrichtung ist wie nachstehend beschrieben aufgebaut.
Die Vorrichtung beinhaltet eine Verschiebegeschwindigkeit- Erfassungseinrichtung 140, wie in dem funktionellen Blockdiagramm gemäß Fig. 49 veranschaulicht. Die Einrichtung 140 ist so ausgebildet, daß sie eine äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xR' der Felge 28 erfaßt, und ist mit einem Computer 150 verbunden. Die Einrichtung 140 ermittelt die Winkelgeschwindigkeit ωR der Felge 28 durch magnetisches Erfassen des Vorbeilaufens der entlang der äußeren Peripherie des Rotors 10 angeordneten Zähne 16. Die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xR' wird auf der Grundlage der ermittelten Winkelgeschwindigkeit ωR berechnet. Wie in Fig. 50 gezeigt, beinhaltet der Computer 150 eine CPU 152 als eine zentrale Verarbeitungseinheit, ein ROM 154 als eine erste Speichereinrichtung, und ein RAM 156 als eine zweite Speichereinrichtung. Der Computer 150 stellt den vorstehend genannten Störungsüberwacher 160, einen Konstantenänderungsrechner 162, einen Basiswert- Kompensator 164 und einen Ermittlungsprozessor 166 bereit, wie in Fig. 49 gezeigt.
Der Störungsüberwacher 160 ist in seinem Aufbau identisch zu dem in den vorangehenden Ausführungsbeispielen verwendeten Störungsüberwacher 52, mit folgender Ausnahme:
Falls die zu berechnende Störung zu w2p = 0 angenähert wird, wird das erweiterte System des durch die vorstehende Gleichung (42) dargestellten linearen Systems durch die folgende Gleichung (43) repräsentiert:
Von den physikalischen Werten in der vorstehenden Gleichung (43) kann nur die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xR' der Felge 28 erfaßt werden.
Der Störungsüberwacher 160 kann auf dieselbe Art und Weise wie vorstehend beschrieben formuliert werden, indem die Matrizen in der vorstehenden Gleichung (43) wie folgt redefiniert werden:
Im wesentlichen ist das vorliegende Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß der Störungsüberwacher 160 die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit XBT und die äquivalente relative lineare Verschiebung XRB des sich auf die Drehung des bereiften Rads beziehenden linearen Systems auf der Grundlage zumindest der durch den Verschiebegeschwindigkeit-Detektor 140 erfaßten äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit xR' der Feige 28, der äquivalenten trägen Masse mr der Feige 28, der äquivalenten trägen Masse ms des Mantels 30, des Federkonstanten-Basiswerts Kw der Torsionsfeder 32 zwischen der Feige 28 und dem Mantel 30 und des Dämpfungskoeffizient-Basiswerts Kw des Dämpfers 130 zwischen der Felge 28 und dem Mantel 30 berechnet. Der Störungsüberwacher 160 berechnet auch die Störung w&sub2; in dem linearen System. Es ist ersichtlich, daß die vorstehend angegebene äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xR' der die Bewegung des bereiften Rads 14 angebende Radbewegungszustand ist, und daß die äquivalenten trägen Massen mR, mB, der Federkonstanten-Basiswert Kw und der Dämpfer koeffizient-Basiswert Dw Basiswerte sind, die sich auf verschiedene Zustände des Rads 14 beziehende Radinformationen angeben.
Die auf diese Art und Weise durch den Störungsüberwacher 160 berechnete Störung w&sub2; wird dem Konstantenänderungsrechner 162 zugeführt, der so ausgebildet ist, daß ein Änderungsbetrag ΔKw der Federkonstanten Kw und ein Änderungsbetrag ΔDw auf der Grundlage der Störung w&sub2; berechnet werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird w&sub2; durch die folgende Gleichung repräsentiert: w&sub2; = (ΔDw/mB) (xR' - xB') + (ΔKW/mB)XRB + Fd/mB + n. Diese Gleichung wird herangezogen, um den Änderungsbetrag ΔKw und den Änderungsbetrag ΔDw mittels dem Verfahren der kleinsten Quadrate zu berechnen. Genauer erklärt werden die Änderungsbeträge ΔKw und ΔDw so ermittelt, daß eine Summe der durch die nachstehende Gleichung (44) ausgedrückten Quadrate minimiert wird, d.h. so, daß durch partielle Differentiation der Summe 5 nach den jeweiligen Änderungsgrößen ΔKw und ΔDw erhaltenen Werte zu null gemacht werden.
Die Änderungsbeträge ΔKw und ΔDw werden unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (45) berechnet:
worin R&sub1;(i) = xRB(i) und
R&sub2;(i) = xR'(i) - xB'(i) sind.
Die auf diese Art und Weise erhaltenen Änderungsbeträge ΔKw und ΔDw werden dem Basiswert-Kompensator 164 zugeführt, welcher den Federkonstanten-Basiswert Kw und den Dämpfungskoeffizienten-Basiswert Dw in Übereinstimmung mit jeweils den Änderungsbeträgen ΔKw und ΔDw kompensiert oder einstellt. Wie in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Kompensation wiederholt, bis der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔKw der Federkonstanten gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert ΔKw wird. Die kompensierten Basiswerte Kw und Dw werden in einem "Basiswert"- Speicher des RAM 156 gespeichert.
Die kompensierten Basiswerte Kw und Dw der Federkonstanten und des Dämpfungskoeffizienten werden dem Ermittlungsprozessor 166 zugeführt, wobei angenommen wird, daß die Werte Kw und Dw eine tatsächliche Federkonstante und einen tatsächlichen Dämpfungskoeffizienten repräsentieren. Der Ermittlungsprozessor 166 berechnet den aktuellen oder gegenwärtigen Wert des Luftdrucks P auf der Grundlage der aktuellen Werte der Federkonstanten und des Dämpfungskoeffizienten in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Federkonstanten und dem Dämpfungskoeffizienten, und dem Luftdruck P des Reifens 126. Diese Beziehung wird durch eine in dem ROM 154 des Computers 150 gespeicherte Datentabelle repräsentiert. Schließlich ermittelt der Prozessor 166, ob der berechnete Luftdruck p niedriger ist als ein vorbestimmter Referenzwert P&sub0;, und aktiviert eine Anzeigeeinrichtung 168, um einen Hinweis bereitzustellen darüber, daß der Luftdruck P des Reifens abnormal ist, falls der Luftdruck P niedriger ist als der Referenzwert
Der vorstehend beschriebene Vorgang wird in Übereinstimmung mit einer in dem ROM 154 des Computers 150 gespeicherten Reifenluftdruck-Erfassungsroutine durchgeführt. Diese Routine wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 51 im einzelnen beschrieben.
Die Routine beginnt mit Schritt S311, um die Integerzahl "i" auf "1" zu setzen und den Änderungsbetrag ΔKW(i) und ΔDw(i) auf "0" zurückzusetzen Sodann wird Schritt S312 ausgeführt, um die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xR'(i) der Felge 28 aus dem Verschiebegeschwindigkeit- Detektor 140 auszulesen und die Geschwindigkeit xR'(i) in dem RAM 156 zu speichern.
Auf Schritt S312 folgt Schritt S313, um die äquivalente lineare Verschiebebeschleunigung xR"(i) der Felge 28 zu berechnen, die eine Differenz zwischen dem aktuellen Geschwindigkeitswert xR'(i) und dem letzten, vorangehend in dem RAM 156 gespeicherten Geschwindigkeitswert xR'(i-1) ist. Die berechnete lineare Verschiebebeschleunigung xR"(i) wird ebenfalls in dem RAM 156 gespeichert.
Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S314 fort, in dem der Störungsüberwacher 160 die Störung w&sub2;(i) und die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xB'(i) sowie die äquivalente relative lineare Verschiebegeschwindigkeit xRB(i) des Mantels 30 auf der Grundlage der äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit xR'(i) und der äquivalenten linearen Verschiebebeschleunigung xR"(i) berechnet. Die berechneten Werte w&sub2;(i), xB'(i) und xRB(i) werden in dem RAM 156 gespeichert.
Während die äquivalente lineare Verschiebebeschleunigung xRT"(i) sowie die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xR'(i) dazu herangezogen werden, die Störung w&sub2;(i) und andere zu berechnen kann nur die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xk'(i) von dem Störungsüberwacher 160 verwendet werden.
Der Störungsüberwacher 160 empfängt die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit und Beschleunigung xR'(i), xR(i) erst nachdem diese Eingangssignale xR'(i), xR"(i) durch ein (nicht gezeigtes) Hochpaßfilter gefiltert worden sind, so daß nur die variablen Komponenten der Geschwindigkeit und der Beschleunigung xR'(i), xR"(i) von dem Überwacher 160 verwendet werden.
Sodann wird Schritt S315 ausgeführt, um zu ermitteln, ob die Integerzahl "i" gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Wert "N" oder nicht. Falls nicht, wird in Schritt S315 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, so daß Schritt S316 ausgeführt wird, um die Integerzahl "i" zu inkrementieren und die vorstehenden Schritte S312 bis S315 zu wiederholen. Mit diesen, eine vorbestimmte Anzahl "N" von Malen wiederholten Schritten S312 bis S316 werden insgesamt "N" Sätze von xR'(i), xB'(i), w&sub2;(i) und xRB(i) in dem RAM 156 gespeichert, so daß in Schritt S315 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird. In diesem Fall wird Schritt S317 ausgeführt, um die Änderungsbeträge ΔKw(i) und ΔDw(i) zu berechnen. Im einzelnen werden diese Änderungsbeträge ΔKw(i) und ΔDw(i) mittels dem Verfahren der kleinsten Quadrate auf der Grundlage der vorstehend erwähnten "N" Datensätze berechnet. Auf Schritt S317 folgt Schritt S318, um zu ermitteln, ob der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔKw(i) gleich dem oder kleiner als der Referenzwert ΔKw(i) ist oder nicht. Falls in Schritt S318 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, schreitet der Steuerungsablauf zu Schritt S319 fort.
In Schritt S319 wird das gegenwärtige Niveau des Luftdrucks P auf der Grundlage des Federkonstanten-Basiswerts Kw und des Dämpfungskoeffizienten-Basiswerts Dtw, die aus dem "Basiswert"-Speicher des RAM 150 entnommen werden und von welchen angenommen wird, daß sie die tatsächliche Federkonstante und den tatsächlichen Dämpfungskoeffizienten repräsentieren, berechnet. Auf Schritt S319 folgt Schritt S320, um zu ermitteln, ob der Luftdruck P niedriger ist als der Referenzwert P&sub0; oder nicht. Falls nicht, wird die Anzeigeeinrichtung nicht aktiviert, um den Bediener des Fahrzeugs über den abnormalen Luftdruck P zu informieren. In diesem Fall wird in Schritt S320 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, woraufhin dann Schritt S322 ausgeführt wird, um die Integerzahl "i" auf 1 zurückzusetzen Sodann kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt S312 zurück, so daß in dem nächsten Ausführungszyklus dieser Routine die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden.
Falls der Luftdruck P niedriger ist als der Referenzwert P&sub0;, wird in Schritt S320 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, so daß Schritt S321 ausgeführt wird, um die Anzeigeeinrichtung 168 zu aktivieren und einen Hinweis bereitzustellen, der den Bediener des Fahrzeugs darüber informiert, daß der Luftdruck P abnormal ist. In diesem Fall endet die Ausführung der Routine mit Schritt S321.
Falls der Absolutwert des aktuellen Änderungsbetrags ΔKw(i) der Federkonstanten größer ist als der Referenzwert ΔKw(i), wird in Schritt S318 eine verneinende Entscheidung (NEIN) erhalten, so daß Schritt S323 ausgeführt wird, um den Federkonstanten-Basiswert Kt( und den Dämpfungskoeffizienten- Basiswert Dw, die von dem Störungsüberwacher 160 verwendet werden, auf der Grundlage der aktuell erhaltenen Änderungsbeträge ΔKw(i), und ΔDw(i) zu kompensieren. Dieser Schritt S323 ist äquivalent zu Schritt S308 der Routine gemäß Fig. 46 des vorangehenden Ausführungsbeispiels Nach dem Ausführen von Schritt S323 kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt S312 zurück, und die Schritte S312 bis S323 werden wiederholt, bis in Schritt S318 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, d.h., bis der Absolutwert des Änderungsbetrags ΔKw(i) gleich dem oder kleiner als der Referenzwert ΔKw(i) wird.
Während in Schritt S318 nur der Änderungsbetrag ΔKw(i) mit dem Referenzwert ΔKw(i) verglichen wird, können der Änderungsbetrag ΔDw(i) sowie der Änderungsbetrag ΔKw(i) mit dem Referenzwert ΔDw(i) verglichen werden. Beispielsweise kann die Kompensation der Basiswerte Kw, Dw wiederholt werden, bis die Absolutwerte der Änderungsbeträge ΔKw(i) und ΔDw(i) gleich den oder kleiner als die jeweiligen Referenzwerte ΔKw(i) und ΔDw(i) werden und in Schritt S318 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird.
Während der "Basiswert" in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein vorbestimmter nomineller Wert ist, kann der Basiswert in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung oder irgendein anderer als der nominelle Wert sein.
Aus der vorstehenden Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels geht hervor, daß der Rotor 10, der magnetische Aufnehmer 12, der Signalformer 18, der Rechner des Felgengeschwindigkeit-Rechner/Kompensators 45 zum Berechnen der Radgeschwindigkeit zusammenwirken, um eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Radbewegungszustands wie vorstehend angegeben bereitzustellen. Ebenfalls geht hervor, daß Abschnitte des Computers 47, die die Schritte S312 und S314 der Routine gemäß Fig. 51 auszuführen haben, einen Störungsüberwacher bilden, und daß ein Abschnitt des Computers 47, der den Schritt S317 derselben Routine auszuführen hat, eine Einrichtung zum Berechnen eines Änderungsbetrags von dem Basiswert auf den gegenwärtigen Wert der Radinformation bildet. Ferner bilden Abschnitte des Computers 47, die die Schritte S323 und S318 derselben Routine auszuführen haben, eine Basiswert-Kompensationseinrichtung, während ein Abschnitt desselben, der den Schritt S319 derselben Routine auszuführen hat, eine Radinformation-Berechnungseinrichtung bildet.
Es ist ersichtlich, daß die Reifenluftdruck-Erfassungsroutine gemäß Fig. 51 so formuliert ist, daß die Änderungsbeträge ΔKw und ΔDw jedesmal dann berechnet werden, wenn die vorbestimmten "N" Datensätze xR'(i), xB'(i), w&sub2;(i) und xRB(i) in dem RAM 156 gespeichert worden sind. Die Routine kann jedoch derart modifiziert werden, daß die Änderungsbeträge ΔKw und ΔDw jedesmal dann berechnet werden, wenn ein neuer Satz dieser Daten in dem RAM 156 gespeichert wurde, nachdem "N" Sätze der Daten gespeichert worden sind. In diesem Fall wird die vorstehende Gleichung (45) modifiziert, um die "N" Datensätze derart zu aktualisieren, daß der erste gespeicherte Datensatz (der älteste Datensatz) durch den zuletzt gespeicherten Datensatz (neu erhaltener Datensatz) ersetzt wird. Ein Beispiel einer derart modifizierten Routine ist in dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 52 veranschaulicht. Diese modifizierte Routine wird nachstehend mit einer kurzen Erklärung der zu denjenigen der Routine gemäß Fig. 51 ähnlichen Schritte beschrieben.
Die Routine gemäß Fig. 52 beginnt mit Schritt S341, um die Integerzahl "N" auf "1" zu setzen und nicht nur die Änderungsbeträge ΔKw(i) und ΔDw(i), sondern auch Matrizen und LD und LK auf Null zu setzen. Die Matrix LD wird durch den linken Term des rechten Elements der vorstehenden Gleichung (45) repräsentiert, während die Matrix LN durch den rechten Term des rechten Elements der Gleichung (45) repräsentiert wird.
Auf Schritt S341 folgt Schritt S342, um die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xR'(i) auf der Grundlage des Ausgangssignals des Verschiebegeschwindigkeit-Detektors 140 zu berechnen. Sodann wird Schritt S343 ausgeführt, um die äquivalente lineare Verschiebebeschleunigung xR"(i) zu berechnen. Auf Schritt S343 folgt Schritt S344, in dem der Störungsüberwacher 160 die Störung w&sub2;(i), die äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xB'(i) und die äquivalente relative lineare Verschiebung xRB(i) auf der Grundlage der variablen Komponenten der Geschwindigkeit und der Beschleunigung xR'(i), XR"(i) berechnet.
Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S345 fort, um dem aktuellen Wert der Matrix LD ein Inkrement auf der Grundlage der aktuellen Werte der äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeiten xR'(i), xB'(i) und der äquivalenten linearen Verschiebung xRB(I) hinzuzufügen. Sodann wird Schritt S346 ausgeführt, um dem aktuellen Wert der Matrix LK ein Inkrement auf der Grundlage der aktuellen Werte von xR'(i), xB'(i), xRB(i) und dem aktuellen Wert der Störung w&sub2;(i) hinzuzufügen. Somit sind die Schritte S345 und S346 vorge sehen, um die Matrizen LD und LN bereitzustellen. Sodann schreitet der Steuerungsablauf zu Schritt S347 fort, um die Änderungsbeträge ΔKw(i) und ΔDw(i) durch Einsetzen von LD und LN in Gleichung (45) zu berechnen. Auf Schritt S347 folgt Schritt S348, um den Federkonstanten-Basiswert Kw und den Dämpfungskoeffizient-Basiswert Dw, die durch den Störungsüberwacher 160 verwendet werden, auf der Grundlage der berechneten Änderungsbeträge ΔKw(i) und ΔDw(i), zu kompensieren. Der Inhalt dieses Schritts S348 ist gleich dem der Schritte S318 und S323 der Routine gemäß Fig. 51.
Der Steuerungsablauf schreitet dann zu Schritt S349 fort, um die Integerzahl (i) zu inkrementieren, und dann zu Schritt S350, um zu ermitteln, ob der Luftdruck P abnormal ist oder nicht. Diese Ermittlung erfolgt unter der Annahme, daß die aktuellen Basiswerte Kw und Dw tatsächliche Federkonstanten bzw. Dämpfungskoeffizienten repräsentieren. Falls in Schritt S350 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird Schritt S351 ausgeführt, um die Anzeigeeinrichtung 66 zu aktivieren und den Bediener des Fahrzeugs über den abnormalen Luftdruck P zu informieren. Sodann kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt S342 zurück.
Obwohl die Erfindung vorstehend anhand der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann durch Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen, die sich dem Fachmann aufzeigen können, modifiziert werden, ohne den in den nachfolgenden Patentansprüchen definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Vorstehend wurde eine Radinformation-Berechnungsvorrichtung beschrieben, welche umfaßt: eine Erfassungseinrichtung (10, 12, 18, 56, 140) zum Erfassen eines Radbewegungszustands, der sich auf eine Bewegung eines bereiften Rads eines Kraftfahrzeugs bezieht; eine Berechnungseinrichtung (52, 53, 82, 84, 86, 94, 95, 160, 162) zum Berechnen einer sich auf das bereifte Rad beziehenden Radinformation, auf der Grundlage des durch die Erfassungseinrichtung erfaßten Radbewegungszustands; und eine Modifiziereinrichtung (64, 80, 92, 60, 164) zum Modifizieren eines sich auf die Berechnung der Radinformation beziehenden Elements, um die Genauigkeit der Berechnung der Radinformation zu verbessern. Das zu modifizierende Element wird aus der Bewegung eines Drehzentrums des bereiften Rads, gesehen in einer Ebene, in der sich das Rad dreht, einem Signal, welches von der Erfassungseinrichtung der Berechnungseinrichtung zugeführt wird, und einem internen Parameter, der von der Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Radinformation verwendet wird, ausgewählt.

Claims

1. Radinformation-Berechnungsvorrichtung, umfassend eine Erfassungseinrichtung (10, 12, 18, 45, 140) zum Erfassen eines sich auf die Bewegung eines bereiften Rads (14) eines Kraftfahrzeugs beziehenden Radbewegungszustands, und eine Berechnungseinrichtung (52, 53, 82, 84, 86, 94, 95, 160, 162) zum Berechnen einer sich auf das bereifte Rad beziehenden Radinformation auf der Grundlage des durch die Erfassungseinrichtung erfaßten Radbewegungszustands, dadurch gekennzeichnet, daß:

eine Modifiziereinrichtung (64, 80, 92, 60, 164) vorgesehen ist zum Modifizieren eines sich auf die Berechnung der Radinformation beziehenden Elements, um die Genauigkeit der Berechnung der Radinformation zu verbessern, wobei das Element aus zumindest: einer Bewegung eines Drehzentrums des bereiften Rads in einer Ebene, in der sich das Rad dreht; einem Signal, welches der Berechnungseinrichtung von der Erfassungseinrichtung zugeführt wird; oder einem internen Parameter, der von der Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Radinformation verwendet wird; besteht.

2. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Modifiziereinrichtung eine Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung (64, 80, 92, 94, 95) umfaßt zum Bereitstellen einer optimalen Frequenzcharakteristik des der Berechnungsvorrichtung zuzuführenden Radbewegungszustands durch Erhöhen eines Verhältnisses einer Stärke einer ausgewählten von einer Vielzahl von Frequenzkomponenten des Radbewegungszustands, wobei die ausgewählte Frequenzkomponente innerhalb eines ausgewählten Frequenzbereichs liegt, zu einer Stärke der anderen Frequenzkomponenten außerhalb des ausgewählten Frequenzbereichs.

3. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Modifiziereinrichtung das der Berechnungseinrichtung durch die Erfassungseinrichtung zugeführte Signal, welches den Radbewegungszustand angibt, modifiziert, wobei die Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung ein Vorverarbeitungsfilter (64, 80, 92) umfaßt, welches zwischen der Erfassungseinrichtung und der Berechnungseinrichtung angeordnet ist zum Auswählen einer Komponente des von der Erfassungseinrichtung empfangenen Signals, welche Komponente innerhalb des ausgewählten Frequenzbereichs liegt, und Zuführen der ausgewählten Komponente zu der Berechnungseinrichtung.

4. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Frequenzcharakteristik-Modifiziereinrichtung eine Einrichtung (90, S104, S105, S114, S115, S116) umfaßt zum Ändern des ausgewählten Frequenzbereichs auf der Grundlage eines berechneten Wertes der durch die Berechnungseinrichtung ermittelten Radinformation und/oder eines zu dem berechneten Wert verwandten Wertes.

5. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Frequenzcharakteristik- Modifiziereinrichtung eine Einrichtung (90, S126, 127) umfaßt zum Ändern des ausgewählten Frequenzbereichs derart, daß ein Änderungsbetrag eines berechneten Wertes der durch die Berechnungseinrichtung ermittelten Radinformation nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert.

6. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Frequenzcharakteristik- Modifiziereinrichtung eine Geometrie einer Aufhängung umfaßt, welche das bereifte Rad und einen Fahrzeugaufbau derart verbindet, daß das Rad und der Fahrzeugaufbau relativ zueinander verschiebbar sind, wobei die Geometrie derart ausgebildet ist, daß ein Zentrum des bereiften Rads einen optimalen geometrischen Ort in der Querrichtung des Kraftfahrzeugs bereitstellt, um die Genauigkeit der Berechnung der Radinformation zu verbessern, wobei der optimale geometrische Ort des Zentrums des bereiften Rads bei einer relativen Bewegung zwischen dem Rad und dem Fahrzeugaufbau beschrieben wird.

7. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Aufhängung einen oberen Arm (106) und einen unteren Arm (106) umfaßt, die sich in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstrecken und miteinander zusammenwirken, um das bereifte Rad derart mit dem Fahrzeugaufbau zu verbinden, daß das Rad und der Fahrzeugaufbau relativ zueinander verschiebbar sind, wobei die Geometrie der Aufhängung derart ausgebildet ist, daß sich der obere Arm in der Querrichtung des Fahrzeugs im wesentlichen parallel zu den unteren Armen erstreckt, so daß der geometrische Ort des Zentrums des bereiften Rads im wesentlichen in einer vertikalen Ebene beschrieben wird, welche in der Querrichtung des Kraftfahrzeugs liegt.

8. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der die Berechnungseinrichtung (a) einen Störungsüberwacher (52) zum Berechnen einer auf das bereifte Rad wirkenden Störung auf der Grundlage eines Basiswerts der Radinformation und des von der Erfassungseinrichtung empfangenen Radbewegungszustands, und (b) eine Einrichtung (56, 58, 62) zum Berechnen eines Änderungsbetrags von dem Basiswert auf einen einen tatsächlichen Zustand der Radinformation anzeigenden Zustand auf der Grundlage der durch den Störungsüberwacher berechneten Störung umfaßt.

9. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 71 bei der die Berechnungseinrichtung eine Einrichtung umfaßt zum Berechnen der Radinformation auf der Grundlage einer Frequenz einer ausgewählten von einer Vielzahl von Frequenzkomponenten des von der Erfassungseinrichtung empfangenen Radbewegungszustands, wobei die ausgewählte der Frequenzkomponenten im wesentlichen die größte Stärke innerhalb eines ausgewählten Frequenzbereichs aufweist.

10. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der die Erfassungseinrichtung einen Radgeschwindigkeitsdetektor (10, 12, 18, 45) umfaßt zum Erfassen einer Radgeschwindigkeit, die eine Drehzahl des bereiften Rads repräsentiert, als den Radbewegungszustand, und Zuführen der Radgeschwindigkeit zu der Berechnungseinrichtung, wobei die Berechnungseinrichtung auf der Grundlage einer Stärke einer aus einer Vielzahl von Frequenzkomponenten der von dem Radgeschwindigkeitsdetektor empfangenen Radgeschwindigkeit ausgewählten Frequenzkomponente, die innerhalb eines ausgewählten Frequenzbereichs liegt, einen Grad des Kontakts des bereiften Rads mit einer Fahrbahnoberfläche als die Radinformation berechnet.

11. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, bei der die Berechnungseinrichtung eine Vielzahl von vorläufigen berechneten Werten der Radinformation und/oder einem sich auf die Radinformation beziehenden Parameter ermittelt, um einen gegenwärtigen berechneten endgültigen Wert der Radinformation zu erhalten, auf der Grundlage der Vielzahl von vorläufigen berechneten Werten, wobei eine Anzahl der vorläufigen berechneten Werte für eine Neuberechnung des gegenwärtigen berechneten endgültigen Wertes und/oder eine Berechnung eines nächsten berechneten endgültigen Wertes der Radinformation verwendet wird, wobei die Anzahl der vorläufigen berechneten Werte in Abhängigkeit davon, ob ein Änderungsbetrag von einem vorangehend berechneten Wert der Radinformation auf einen gegenwärtig berechneten Wert derselben größer als ein vorbestimmter Wert ist, variabel ist.

12. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Modifiziereinrichtung den durch die Berechnungsvorrichtung verwendeten internen Parameter modifiziert, wobei die Berechnungseinrichtung (a) einen Störungsüberwacher (52) zum Berechnen einer auf das bereifte Rad wirkenden Störung auf der Grundlage des durch die Erfassungseinrichtung erfaßten Radbewegungszustands und/oder eines Basiswerts der Radinformation, wobei der Störungsüberwacher den Basiswert als den internen Parameter verwendet, (b) eine Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung (56, 58, 62) zum Berechnen eines Änderungsbetrags von dem Basiswert auf einen Wert, der einen tatsächlichen Zustand der Radinformation angezeigt, auf der Grundlage der durch den Störungsüberwacher berechneten Störung, (c) eine Basiswert- Kompensationseinrichtung (60) als die Modifiziereinrichtung zum Kompensieren des Basiswerts der Radinformation, um einen kompensierten Radinformation-Basiswert bereitzustellen, auf der Grundlage des durch die Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung berechneten Änderungsbetrags, so daß der berechnete Änderungsbetrag nicht größer wird als ein vorbestimmter Wert; und (d) eine Radinformation-Berechnungseinrichtung zum Berechnen des kompensierten Radinformation- Basiswerts als die Radinformation umfaßt.

13. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Störungsüberwacher ein Modell des bereiften Rads annimmt, welches eine Feige (28) und einen Gürtel (30) umfaßt, die durch eine Torsionsfeder (32) derart miteinander verbunden sind, daß die Feige und der Gürtel relativ zueinander drehbar sind, wobei der Störungsüberwacher (52, S301) eine Winkelgeschwindigkeit ωB des Gürtels, einen Torsionswinkel θRB zwischen der Feige und dem Gürtel und eine Störung w&sub2; berechnet, auf der Grundlage eines erfaßten Wertes einer Winkelgeschwindigkeit ωR der Feige als dem Radbewegungszustand sowie Basiswerten eines Trägheitsmoments JR der Feige, eines Trägheitsmoments JB des Gürtels und einer Federkonstanten K der Torsionsfeder als dem Radinformation-Basiswert, wobei die Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung (S302) einen Änderungsbetrag ΔK von dem Basiswert der Federkonstante K auf einen eine tatsächliche Federkonstante angebenden Wert berechnet, auf der Grundlage von berechneten Werten der Winkelgeschwindigkeit 0)B des Gürtels, des Torsionswinkeis θRB und des Störungswerts w&sub2;, wobei die Basiswert-Kompensationseinrichtung (S303, S308) den Basiswert der Federkonstanten K kompensiert, so daß der berechnete Änderungsbetrag ΔK nicht größer wird als ein vorbestimmter Wert, wobei die Radinformation-Berechnungseinrichtung (S304, S305) den Basiswert der Federkonstanten K als die Radinformation berechnet, wenn der Änderungsbetrag ΔK nicht größer ist als der vorbestimmte Wert.

14. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Störungsüberwacher die Störung w&sub2; wie durch die nachstehende Gleichung dargestellt definiert:

w&sub2; = (-1/JB)Td + (ΔK/JB)θRB,

worin Td das von einer Fahrbahnoberfläche auf den Gürtel des bereiften Rads übertragene Störungsdrehmoment ist, und wobei die Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung den Änderungsbetrag ΔK in Übereinstimmung mit einer Beziehung zwischen den berechneten Werten der Störung w&sub2; und dem Torsionswinkel θRB berechnet.

15. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung einen normalisierten Wert berechnet, der durch Dividieren einer Kreuzkorrelationsfunktion der berechneten Werte der Störung w&sub2; und des Torsionswinkels θRB durch eine Autokorrelationsfunktion des berechneten Wertes des Torsions winkels θRB ermittelt wird, und den Änderungsbetrag ΔK auf der Grundlage des normalisierten Wertes als eine Variable berechnet, die eine Beziehung zwischen der Störung w&sub2; und dem Torsionswinkel θRB darstellt.

16. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Störungsüberwacher ein äquivalentes Modell des bereiften Rads annimmt, welches äquivalent ist zu einem Basismodell, in dem eine Feige (28) über eine Torsionsfeder (32) und einen Dämpfer (130), die parallel miteinander verbunden sind, derart mit einem Gürtel (30) gekoppelt ist, daß die Feige und der Gürtel relativ zueinander drehbar sind, wobei das äquivalente Modell so ausgebildet ist, daß eine Feige mit einem Gürtel durch eine Torsionsfeder und einen Dämpfer, die derart parallel miteinander verbunden sind, daß die Feige und der Gürtel relativ zueinander in einer linearen Richtung verschiebbar sind, gekoppelt ist, wobei der Störungsüberwacher (160, S312, S314) eine äquivalente lineare Verschiebegeschwindigkeit xB' des Gürtels, eine äquivalente relative lineare Verschiebung xRB zwischen der Feige und dem Gürtel und eine Störung w&sub2; berechnet, auf der Grundlage eines erfaßten Wertes einer äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit xR' der Feige als den Radbewegungszustand, und Basiswerten einer äquivalenten trägen Masse mR der Feige, einer äquivalenten trägen Masse mB des Gürtels, einer Federkonstanten xR' und eines Dämpfungskoeffizienten Dw, als den Radinformation- Basiswert, wobei die Änderungsbetrag-Berechnungseinrichtung (S317) einen Änderungsbetrag ΔKw von dem Basiswert der Federkonstanten Kw auf einen Wert, der eine tatsächliche Federkonstante angibt, und einen Änderungsbetrag ΔDw von dem Basiswert des Dämpfungskoeffizienten Dw auf einen Wert, der einen tatsächlichen Dämpfungskoeffizienten angibt, auf der Grundlage von berechneten Werten der äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit XB' des Gürtels, der äquivalenten linearen Verschiebung XRB und der Störung w&sub2;, wobei die Basiswert-Kompensationseinrichtung (S323, S318) die Basiswerte der Federkonstanten Kw und des Dämpfungskoeffizienten Dw kompensiert, so daß die berechneten Änderungsbeträge ΔKw und ΔDw nicht größer werden als jeweils vorbestimmte Werte, wobei die Radinformation-Berechnungseinrichtung (S319) die Basiswerte der Federkonstanten Kw und des Dämpfungskoeffizienten Dw als die tatsächliche Federkonstante und den tatsächlichen Dämpfungskoeffizienten berechnet, wenn die berechneten Änderungsbeträge ΔKw und ΔDw nicht größer als die jeweils vorbestimmten Werte sind.

17. Radinformation-Berechnungsvorrlchtung nach Anspruch 16, ist bei der der Störungsüberwacher die Störung w&sub2; als durch die nachstehende Gleichung dargestellt definiert:

worin Fd eine von einer Fahrbahnoberfläche über den Gürtel aufgenommene Störung ist, und wobei die Änderungsbetrag- Berechnungseinrichtung die Änderungsbeträge ΔDw und ΔKw auf der Grundlage von berechneten Werten der Störung w&sub2;, der äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit xB' des Gürtels, der äquivalenten relativen linearen Verschiebung xRB' und dem erfaßten Wert der äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit xR' der Felge berechnet.

18. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Radinformation-Berechnungseinrichtung den Änderungsbetrag ΔDw und den Änderungsbetrag ΔKw auf der Grundlage der berechneten Werte der Störung w&sub2;, der äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit xB, des Gürtels, der äquivalenten relativen linearen Verschiebung xRB und dem erfaßten Wert der äquivalenten linearen Verschiebegeschwindigkeit xR' derart berechnet, daß jeweiheberechnete Werte des Änderungsbetrags ΔDw und des Änderungsbetrags ΔKw ermittelt werden, um eine Summe der Quadrate einer Differenz zwischen dem berechneten Wert der Störung w&sub2; und einem theoretischen Annäherungswert desseiben zu minimieren.

19. Radinformation-Berechnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 12, 13 oder 16, ferner umfassend eine Reifendruck-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Luftdrucks P eines auf das bereifte Rad aufgezogenen Reifens, auf des Grundlage der durch die Radinformation-Berechnungseinrichtung berechneten Radinformation.

20. Radinformation-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Modifiziereinrichtung (64, 80, 92, 60) zumindest eine von zwei Funktionen ausführt, von welchen eine dazu dient, eine erste Frequenzcharakteristik des durch die Erfassungseinrichtung erfaßten Radbewegungszustands in eine zweite Frequenzcharakteristik zu konvertieren, welche die Genauigkeit der Berechnung der Radinformation verbessert, und die zweite Frequenzcharakteristik der Berechnungseinrichtung zuzuführen, und von welchen die erdere der beiden Funktionen dazu dient, den durch die Berechnungseinrichtung verwendeten internen Parameter in ernen modifizierten Parameter zu konvertieren, welcher die Genauigkeit der Berechnung der Radinformation während des Betriebs der Berechnungseinrichtung verbessert.