DE10036580A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung und/oder Fahrerinformation bei Reifendruckverlust - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung und/oder Fahrerinformation bei ReifendruckverlustInfo
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung und/oder Fahrerinformation bei Reifendruckverlust vorgeschlagen. Bei erkanntem Reifendruckverlust wird eine Grenzgeschwindigkeit vorgegeben, auf welche die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt wird. Die Grenzgeschwindigkeit ist dabei unabhängig von dem seit Auftreten des Druckverlustes zurückgelegten Wegstrecke bzw. der vergangenen Betriebszeit. Ferner wird bei erkanntem Reifendruckverlust die maximale Reichweite bzw. die maximale Betriebszeit des Fahrzeugs mit einem Reifen mit verringertem Luftdruck ermittelt und diese dem Fahrer angezeigt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Fahrzeugsteuerung und/oder Fahrerinformation bei Reifen
druckverlust.
Aus der DE-A 33 08 080 ist eine Vorgehensweise bekannt, bei
welcher ein Zusammenhang zwischen dem in einem Fahrzeugrei
fen herrschenden Reifendruck und der Fahrzeuggeschwindigkeit
vorgegeben ist. Aus diesem vorgegebenen Zusammenhang wird
für den jeweiligen Wert des Reifendrucks ein zulässiger
Wert für die Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewählt. Wird die
zulässige Fahrgeschwindigkeit überschritten, so wird der
Fahrer durch ein optisches und/oder akustisches Signal in
formiert und/oder in einem Ausführungsbeispiel über eine
Fahrgeschwindigkeitsregelelektronik selbständig auf einen
Fahrgeschwindigkeitsregler eingegriffen, der die Fahrzeugge
schwindigkeit auf den zulässigen Wert reduziert.
Bei der bekannten Lösung wird nicht berücksichtigt, dass ein
Reifen mit geringerem Druck eine verringerte Lebensdauer ge
genüber einen Reifen mit vorgeschriebenem Luftdruck haben
kann. Dies gilt auch für sogenannte "Run Flats", die u. a.
ohne Luftdruck befahren werden können.
Zur Erkennung eines Reifendruckverlustes gibt es im Stand
der Technik eine Vielzahl von Lösungen. Es ist bekannt, den
Reifendruck direkt zu messen. Ferner sind Lösungen bekannt,
bei denen auf eine direkte Messung des Reifendrucks verzich
tet wird und ein Reifendruckverlust z. B. auf der Basis von
Radgeschwindigkeitssignalen ermittelt wird (siehe z. B. DE-A 196 19 393
(US-Patent 5 712 616)).
Bei der bekannten Lösung wird nicht berücksichtigt, dass ein
Reifen mit geringerem Druck eine verringerte Lebensdauer ge
genüber einen Reifen mit vorgeschriebenem Luftdruck hat.
Durch die Ermittlung der maximalen Reichweite, die mit einem
Reifen mit verringertem Luftdruck noch zurückgelegt werden
kann, wird die verringerte Lebensdauer eines platten Reifens
bzw. eines Reifens mit geringem Luftdruck bei der Steuerung
des Fahrzeugs berücksichtigt. Vorteilhaft ist die Bestimmung
der Reichweite in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindig
keit.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine automatische Begrenzung
der Reichweite in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeugge
schwindigkeit stattfindet, wodurch der Fahrzeugführer ge
zwungen wird, den Reifen wechseln zu lassen bzw. auszupum
pen. Auf diese Weise wird die allgemeine Weiterfahrt des
Fahrzeugs mit zu geringem Reifendruck oder mit Plattfuß
weitgehend begrenzt, so dass eine erhöhte Sicherheit auch
für andere Verkehrsteilnehmer erreicht wird.
Besonders vorteilhaft ist alternativ oder ergänzend zur Be
grenzung der Reichweite die Anzeige der maximalen Reichweite
oder der Restreichweite beispielsweise über den Bordcompu
ter. Dadurch wird es dem Fahrer ermöglicht, die Geschwindig
keit des Fahrzeugs bei verringertem Reifendruck zu optimie
ren.
In besonders vorteilhafter Weise wird zur Erkennung eines
Reifendruckverlustes eine aus dem Stand der Technik bekannte
Funktion eingesetzt, welche eine aufwendige Sensorik, insbe
sondere eine direkte Messung des Reifendrucks, vermeidet.
Vorteilhaft ist ferner, dass bei erkanntem Reifendruckver
lust eine Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit stattfin
det, wobei zusätzlich eine Begrenzung der Reichweite er
folgt, die abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit des
Fahrzeugs ist. Zur Reichweitenbegrenzung wird die Geschwin
digkeit des Fahrzeugs zunehmend auf kleinere Werte redu
ziert, wenn der seit Auftreten des Druckverlustes eine Weg
strecke zurückgelegt wurde, die einer Grenzreichweite ent
spricht, bis die Geschwindigkeit bei Erreichen der maximalen
Reichweite den Wert 0 oder einen sehr kleinen Wert, der das
Erreichen der nächsten Werkstatt erlaubt, erreicht hat.
In besonders vorteilhafter Weise hat auf diese Weise der
Fahrer auch bei einem Reifendruckverlust unterhalb der Be
grenzungsgeschwindigkeit die volle Kontrolle und Verantwor
tung über das Fahrzeug.
Im Rahmen der vorstehenden wie auch der nachstehenden Be
schreibung wird unter Reifendruckverlust jede Betriebssitua
tion verstanden, in der der Luftdruck in einem Reifen einen
Mindestdruck unterschreitet, unabhängig von der Art der Ab
senkung oder der Ursache, etc.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1
zeigt dabei ein Übersichtsblockschaltbild zur Fahrzeugsteue
rung und/oder Fahrerinformation, während in Fig. 2 anhand
eines Diagramms ein vorgegebener Zusammenhang zwischen Ge
schwindigkeit und Reichweite des Fahrzeugs aufgetragen ist.
In Fig. 3 schließlich ist an einem bevorzugten Ausführungs
beispiel ein Fußdiagramm skizziert, welches die Umsetzung
der beschriebenen Vorgehensweise in einem Rechnerprogramm
darstellt.
Fig. 1 zeigt ein Übersichtsschaltbild eines Steuersystems
10 zur Steuerung eines Fahrzeugs. Dabei ist eine Bremsen
steuereinheit 12, die über Ausgangsleitungen 14 die Bremsen
stelleinrichtungen 16 betätigt, und eine Motorsteuereinheit
18 dargestellt, die über Ausgangsleitungen 20 die Stellein
richtungen 22 der Antriebseinheit des Fahrzeugs steuert.
Über die Leitungen 24 werden sowohl Motorsteuereinheit als
auch Bremsensteuereinheit Signale zugeführt, die von Mes
seinrichtungen 26 erfasst werden und die die Geschwindigkei
ten von Rädern des Fahrzeugs repräsentieren. Ferner ist ge
gebenenfalls ein Lenkmomentensensor 28 vorgesehen, welcher
über die Leitung 30 einer z. B. in der Bremsensteuereinheit
implementierten Reifendruckverlusterkennung 32 zugeführt
wird. Diese Reifendruckverlusterkennung 32, der ferner die
Radgeschwindigkeiten zugeführt werden, ist in einem anderen
Ausführungsbeispiel Teil der Motorsteuereinheit 18 oder an
derer, nicht dargestellter Steuereinheiten (z. B. Fzg.-
koordinator wie mit ACC). Ausgangsleitungen dieser Reifen
druckverlusterkennung sind die Leitungen 34 und 36, über
welche entsprechende Informationen über einen gegebenenfalls
vorhandenen Reifendruckverlust an Bremsensteuereinheit 12
und Motorsteuereinheit 18 übertragen werden. Ferner wird
über eine in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorhande
ne Ausgangsleitung 38 eine Warnlampe 40 des Fahrzeugs ange
steuert. Neben der Reifendruckverlusterkennung 32 ist ferner
eine Reichweitenberechnung 42 vorgesehen, welche eine Infor
mation über den Reifendruckverlust und die aktuelle Ge
schwindigkeit des Fahrzeugs empfängt und daraus die maximale
Reichweite im derzeitigen Betriebszustand berechnet. Die be
rechnete Reichweite wird über eine Ausgangsleitung 44 bei
spielsweise in einem Bordcomputersystem 46 zur Anzeige ge
bracht.
Aus den ermittelten Radgeschwindigkeiten wird beispielsweise
nach einer der aus dem eingangs genannten Stand der Technik
bekannten Vorgehensweise durch Vergleiche, gegebenenfalls
unter Verwendung der Information über eine Kurvenfahrt, die
z. B. vom Lenkmomentensensor bereitgestellt wird, erkannt, ob
und gegebenenfalls welches Rad von einem Reifendruckverlust,
insbesondere von einem Plattfuß, betroffen ist. In diesem
Fall werden die Geschwindigkeit und/oder die Reichweite des
Fahrzeugs ab det Erkennung des Reifendruckverlustes be
grenzt, um die Benutzung des Fahrzeugs im Falle eines Rei
fendruckverlustes einzuschränken.
Die Begrenzung der Geschwindigkeit erfolgt durch entspre
chende Beeinflussung der Motorsteuereinheit, der ferner eine
aus der Radgeschwindigkeiten abgeschätzte oder eine gemesse
ne Fahrgeschwindigkeit vorliegt. Das Drehmoment der Antriebseinheit
des Fahrzeugs wird begrenzt oder reduziert,
bis das Fahrzeug die vorgegebene Höchstgeschwindigkeit wie
der unterschritten hat. Unterhalb dieser Höchstgeschwindig
keit hat der Fahrer die volle Kontrolle über das Fahrzeug.
Ferner wird eine Berechnung der maximalen Reichweite bei der
vorliegenden Geschwindigkeit und des seit Erkennen des Rei
fendruckverlustes zurückgelegten Wegs beispielsweise eben
falls auf der Basis der Radgeschwindigkeiten durchgeführt.
Aus dieser Grenzreichweite und dem tatsächlich zurückgeleg
ten Weg wird eine weitere Reduzierung der Geschwindigkeit
abgeleitet, wenn die tatsächlich zurückgelegte Wegstrecke in
den Bereich der Grenzreichweite kommt.
Durch den Reifendruckverlust verändert sich der Reifenradius
des Reifens, so dass eine Erkennung des Reifendruckverlustes
auf der Basis der Radgeschwindigkeiten ermöglicht wird. An
stelle dieser indirekten Bestimmung des Reifendruckverlustes
sind Systeme bekannt, in denen der Luftdruck im Reifen di
rekt mittels Messeinrichtungen gemessen wird. Auch bei einem
solchen System wird die nachfolgend beschriebene Vorgehens
weise angewandt.
Wird ein Reifendruckverlust erkannt, werden Maßnahmen einge
leitet, um die erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter
die für das Fahrzeug bei geringem Reifendruck zugelassene
Geschwindigkeit zu bringen. Dies erfolgt durch Reduzierung
des Motormoments und/oder durch Bremsen. Die Grenzgeschwin
digkeit ist dabei fest vorgegeben oder wird abhängig vom
tatsächlichen oder abgeschätzten Reifendruck aus einem vor
gegebenen Zusammenhang bestimmt. Ferner wird die maximale
Reichweite ab Erkennung des Reifendruckverlustes bei der ak
tuellen Geschwindigkeit berechnet. Dabei ist ein Zusammen
hang zwischen Geschwindigkeit und Reichweite bei konstanter
Geschwindigkeit vorgegeben. Dieser wird in der Steuereinheit
in Form einer Tabelle, eines Kennfeldes oder ähnlichem abge
legt. Wird ein Reifendruckverlust erkannt, wird für die ak
tuell gemessene Geschwindigkeit die maximale Reichweite an
hand dieses vorgegebenen Zusammenhangs ermittelt. Aus dem
gemessenen Weg, der seit der Erkennung des Reifendruckverlu
stes zurückgelegt wurde, wird die verbleibende Reichweite
ausgerechnet. Bei der Bestimmung des seit dem Auftreten des
Reifendruckverlusts zurückgelegten Wegs wird vorzugsweise
der aktuelle Geschwindigkeitswert berücksichtigt. Dies er
folgt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel z. B. mittels
eines geschwindigkeitsabhängigen Faktors, mit dem tatsäch
lich zurückgelegte Weg bewertet wird. Diese Faktor kann
durch Fahrversuche festgelegt werden und berücksichtigt die
Tatsache, dass bei höherer Geschwindigkeit eine geringere
maximale Reichweite vorliegt. Nähert sich das Fahrzeug der
maximalen Reichweite, so wird die Höchstgeschwindigkeit wei
terreduziert, bis bei Erreichen der maximalen Reichweite die
Geschwindigkeit 0 erreicht ist oder eine geringe Geschwin
digkeit, die ein Erreichen der nächsten Werkstatt ermög
licht.
Die Reichweite bzw. die Restreichweite wird dem Fahrer ange
zeigt, beispielsweise über den Bordcomputer. Die Anzeige auf
dem Bordcomputerdisplay erfolgt dabei mit höchster Priori
tät, um den Fahrer auf die Problematik des Reifendruckverlu
stes und die beschränkte Reichweite des Fahrzeugs hinzuwei
sen.
Ein Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Reichweite ist
in Fig. 2 anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt.
Dabei ist senkrecht die Fahrgeschwindigkeit, waagerecht die
Reichweite aufgetragen. Man sieht, dass bei höherer Ge
schwindigkeit eine kürzere Reichweite vorgegeben ist, als
bei niedrigerer Geschwindigkeit. Dargestellt ist auch, dass
bei Annäherung der für die aktuelle Geschwindigkeit berech
nete maximale Reichweite eine rampenförmige Reduzierung der
Geschwindigkeit stattfindet, bis die Geschwindigkeit bei Er
reichen der maximalen Reichweite 0 ist. In Fig. 2 ist ein
linearer Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Reichwei
te dargestellt. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird
auch ein nichtlinearer Zusammenhang vorgegeben. Die Zusam
menhänge werden im voraus für jeden Reifentyp ermittelt und
abgelegt. Die nichtlinearen Zusammenhänge sind (wie die li
nearen) in Form einer Tabelle abgespeichert. Im Falle eine
Reifendruckverlusts wird die Reichweite für die aktuell ge
messene Geschwindigkeit ausgelesen. Dann wird wie oben die
Restreichweite berechnet. In einem bevorzugten Ausführungs
beispiel ist der Zusammenhang zwischen Reichweite und Ge
schwindigkeit stufenlos. Dabei wird der Zusammenhang derart
ausgestaltet, dass das Fahrzeug mit minimaler Geschwindig
keit (z. B. 20 km/h) fahrbar bleibt. Entsprechend wird die
maximale Reichweite bestimmt.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die oben skizzierte
Vorgehensweise als Rechnerprogramm realisiert. Dieses Pro
gramm ist je nach Ausführungsbeispiel in einem Rechner der
Bremsensteuereinheit, der Motorsteuereinheit oder in einer
separaten Steuereinheit implementiert. Ein Beispiel für ein
solches Rechnerprogramm ist als Flussdiagramm in Fig. 3
skizziert.
Das dargestellte Programm wird während des Betriebs des
Fahrzeugs zyklisch in vorgegebenen Zeitintervallen durchlau
fen. Im ersten Abfrageschritt 100 wird anhand einer bekann
ten Methode ermittelt, ob in wenigstens einem Reifen ein
Druckverlust aufgetreten ist. Ist dies nicht der Fall, so
findet gemäß Schritt 102 der Normalbetrieb des Fahrzeugs
statt, ohne dass die oben beschriebene Geschwindigkeitsbe
grenzung und/oder Reichweitenberechnung und/oder -begrenzung
vorgenommen wird. Hat Schritt 100 ergeben, dass in wenig
stens einem Reifen ein Reifendruckverlust aufgetreten ist,
so wird im darauffolgendem Schritt 103 der Fahrzustand er
mittelt. Dies bedeutet, dass die aktuelle Geschwindigkeit
des Fahrzeugs ermittelt wird und der seit Auftreten des Feh
lers zurückgelegte Weg berechnet wird. Daraufhin wird im
Schritt 104 nach Maßgabe des gespeicherten Zusammenhangs die
Grenzgeschwindigkeit V-Grenze ermittelt, sowie auf der Basis
der aktuellen Geschwindigkeit die gemäß dem aktuellen Fahr
zustand mit dem Reifen mit verringertem Luftdruck noch fahr
bare maximale Reichweite berechnet. Diese wird im bevorzug
ten Ausführungsbeispiel mit höchster Priorität dem Fahrer im
Display 109 angezeigt. Ferner wird in einem Ausführungs
beispiel ein Fehlerzustand angenommen und eine entsprechende
Warnlampe aktiviert. Ferner wird im Schritt 104 in einem
Ausführungsbeispiel die Grenzgeschwindigkeit zusätzlich von
dem Abstand zwischen maximaler Reichweite und zurückgelegtem
Weg ermittelt, wobei bei Annäherung an die maximale Reich
weite die Grenzgeschwindigkeit linear oder gemäß einer ande
ren Funktion, stetig oder stufenweise reduziert wird. Im
darauffolgenden Schritt 106 wird überprüft, ob die Ist-
Geschwindigkeit V-Ist größer als die Grenzgeschwindigkeit V-
Grenze ist. Ist dies der Fall, so wird gemäß Schritt 108 die
Geschwindigkeit durch entsprechende Ansteuerung eines Lei
stungsstellelements des Fahrzeugs reduziert, bei einer Nein-
Antwort im Schritt 106 keine Einflussnahme vorgenommen.
Anstelle der Reichweite wird eine maximale Betriebszeit und
eine Restbetriebszeit berechnet.
Claims (10)
1. Verfahren zur Fahrzeugsteuerung bei Reifendruckverlust,
wobei erkannt wird, ob in wenigstens einem Reifen ein Druck
verlust aufgetreten ist und bei erkanntem Druckverlust die
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs begrenzt wird, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Grenzwert für die Begrenzung der
Fahrgeschwindigkeit abhängig ist vom zurückgelegten Weg
und/oder der vergangenen Betriebszeit seit Auftreten des
Fehlers.
2. Verfahren zur Fahrerinformation bei Reifendruckverlust,
wobei ein Reifendruckverlust erkannt wird, dadurch gekenn
zeichnet, dass bei erkanntem Reifendruckverlust die mit dem
Reifen mit verringertem Luftdruck maximal zurücklegbare
Reichweite und/oder maximale Betriebszeit berechnet wird,
wobei der maximale Wert dem Fahrer angezeigt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der Reifendruckverlust auf der
Basis von Radgeschwindigkeitssignalen ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit bei ver
ringertem Luftdruck nach Maßgabe eines abgespeicherten Zu
sammenhangs zwischen dem Ausmaß des Druckverlustes und der
Geschwindigkeit bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die maximale Reichweite des Fahr
zeugs mit einem Reifen mit verringertem Luftdruck abhängig
von der aktuellen Geschwindigkeit bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass abhängig von der maximalen Reich
weite und dem seit Auftreten des Reifendruckverlustes zu
rückgelegten Weg die Grenzgeschwindigkeit reduziert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass anstelle des zurückgelegten Weges
bzw. der maximalen Reichweite eine maximale Betriebszeit
bzw. die seit Auftreten des Fehlers vergangene Betriebszeit
bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die maximale Reichweite abhängig von
der Geschwindigkeit so bestimmt wird, dass das Fahrzeug und
minimaler Geschwindigkeit fahrbar bleibt.
9. Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung bei Reifendruckverlust,
mit einer Steuereinheit, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit
des Fahrzeugs beeinflusst, wobei ein Reifendruckverlust in
wenigstens einem Reifen des Fahrzeugs ermittelt wird und ab
hängig von diesem Reifendruckverlust eine Grenzgeschwindig
keit zur Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben
wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit
abhängig ist von der seit Auftreten des Fehlers zurückgeleg
ten Wegstrecke bzw. der vergangenen Betriebszeit.
10. Vorrichtung zur Fahrerinformation bei Reifendruckver
lust, mit einer Steuereinheit, welche den Reifendruckverlust
ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit
bei vorhandenem Reifendruckverlust an wenigstens einem Rei
fen des Fahrzeugs die maximale Reichweite bzw. die maximale
Betriebszeit ermittelt und diese an ein Anzeigemittel über
trägt.
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