DE102007035934A1

DE102007035934A1 - Verfahren zur Bestimmung eines situationsbedingten Sollwertes für einen Reifenluftdruck

Info

Publication number: DE102007035934A1
Application number: DE200710035934
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr.-Ing. Schwarzhaupt; Armin Dr.-Ing. Sulzmann; Istvan Dipl.-Ing. Vegh; Urs Dipl.-Ing. Wisel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-04-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Sollwertes (p<SUB>s</SUB>) für einen Reifenluftdruck für ein Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der momentanen Fahrsituation des Kraftfahrzeuges. Dabei wird der Sollwert (p<SUB>s</SUB>) aus der Geschwindigkeit (v) und lenkungsspezifischen Signalen des Fahrzeuges sowie optional aus weiteren Informationen wie beispielsweise Radlast und/oder Wetterbedingungen ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Sollwertes für einen Reifenluftdruck für ein Kraftfahrzeug.
Ein dezentrales System zur Einstellung eines Reifenluftdruckes bei einem Reifen eines Kraftfahrzeuges ist aus der US 5,667,606 bekannt, wobei das darin beschriebene System eine mechanisch angetriebene Kolbenpumpe zur Luftkompression vorsieht, welche im Bereich einer Axialachse des Rades an dessen Außenseite angeordnet ist.
Aus der DE 103 60 730 A1 ist ein System zur Regelung einer Befüllung eines Reifens eines Kraftfahrzeuges bekannt, welcher auf einer Felge angeordnet ist und eine Ventileinrichtung wenigstens zur Luftzuführung aufweist. Dabei wirkt die Ventileinrichtung mit einem elektrisch betätigten Kompressor zusammen, welcher mit einer ihm zugeordneten Betätigungseinrichtung eine dezentrale, einem Rad des Kraftfahrzeuges zugeordnete Einheit bildet. Die Betätigungseinrichtung des Kompressors ist dabei elektrisch ausgebildet. Des Weiteren ist eine Einrichtung zur kontinuierlichen, drehzahl-, drehwinkel- und drehrichtungsunabhängigen Energieversorgung des Kompressors vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung eines Sollwertes für einen Reifenluftdruck eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von der momentanen Fahrsituation anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung sieht vor, einen Sollwert für einen Reifenluftdruck eines Kraftfahrzeuges aus den Momentanwerten der Geschwindigkeit, des Lenkwinkels und der Lenkwinkelgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges sowie optional aus weiteren Informationen wie beispielsweise einem Lenkmoment und/oder einer Radlast und/oder einer Reifentemperatur und/oder Wetterbedingungen zu ermitteln. Der Sollwert des Reifenluftdruckes wird dadurch der momentanen Fahrsituation anpassbar. Beispielsweise ist für Fahrten in einer Stadt, auf einer Landstraße oder auf einer Autobahn oder beim Rangieren jeweils ein anderer Sollwert vorgesehen. Der ermittelte Sollwert ist beispielsweise nutzbar, um den Fahrer des Kraftfahrzeuges zu informieren, falls ein tatsächlicher momentaner Reifenluftdruck von dem ermittelten Sollwert abweicht. Ferner ist er für eine adaptive Reifenluftdruckregulierung nutzbar, falls das Fahrzeug eine solche aufweist, um über diese den Reifenluftdruck der jeweiligen Fahrsituation anzupassen. Durch eine Erhöhung des Reifenluftdruckes wird unter anderem der Kraftstoffverbrauch gesenkt, da die Rollreibung zwischen den Reifen und dem Untergrund verringert wird. Ferner reduziert eine Erhöhung der Reifenluftdrucke die Lenkarbeit, die dafür erforderliche Servounterstützung und den Reifenabrieb beim Lenken oder Bremsen und erhöht die Lebensdauer der Reifen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 Ein Blockdiagramm eines Systems zur Bestimmung eines Sollwertes für einen Reifenluftdruck und zur Reifenluftregelung.
1 zeigt eine Prinzipskizze eines Systems zur Bestimmung eines Sollwertes p_s für einen Reifenluftdruck für ein Kraftfahrzeug und einer optionalen Ankopplung des Systems an eine Reifenluftdruckregelung für das Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug umfasst erste Sensoren 1 zur Bestimmung von Momentanwerten der Geschwindigkeit v, des Lenkwinkels δ und der Lenkwinkelgeschwindigkeit δ' sowie optional des Lenkmomentes M des Kraftfahrzeuges. Die Messsignale der ersten Sensoren 1 werden einer ersten Auswertungseinheit 2 als Eingangsdaten übergeben. Die erste Auswertungseinheit 2 ermittelt daraus einen Sollwert p_s für einen Reifenluftdruck des Kraftfahrzeuges. Eine alternative Ausführung des Systems sieht vor, der ersten Auswertungseinheit 2 zusätzlich zu den Messsignalen der ersten Sensoren 1 die Messsignale einer Anzahl von zweiten Sensoren 3 zu übergeben und aus all diesen Messsignalen den Sollwert p_s für einen Reifenluftdruck mittels der ersten Auswertungseinheit 2 zu ermitteln. Geeignete zweite Sensoren 3 sind beispielsweise ein Außentemperatursensor und/oder eine Anzahl von Reifentemperatursensoren und/oder ein Regensensor und/oder eine Anzahl von Achslastsensoren. Da die Messsignale der ersten und zweiten Sensoren 1 und 3 die momentane Fahrsituation charakterisieren, ist mittels der ersten Auswertungseinheit 2 ein der momentanen Fahrsituation angepasster Sollwert p_s des Reifenluftdruckes ermittelbar.
Beispielsweise ist für Fahrten in einer Stadt, auf einer Landstraße oder auf einer Autobahn ein jeweils anderer Sollwert p_s vorgesehen, wobei dieser Sollwert für Stadtfahrten am niedrigsten ist, um bei Stadtfahrten einen hohen Kraftschluss zwischen den Reifen und dem Untergrund zu bewirken, und für Autobahnfahrten am höchsten, um bei Autobahnfahrten den Kraftverbrauch zu senken. Dabei ist die jeweilige Höhe des Sollwertes p_s unter anderem von dem Fahrzeugtyp und dem Reifennenndruck abhängig, sowie optional beispielsweise von den Wetterbedingungen und/oder einer Reifentemperatur und/oder der Beladung des Kraftfahrzeuges, sofern das Kraftfahrzeug entsprechende zweite Sensoren 3 aufweist. Ein noch höherer Sollwert p_s als bei Autobahnfahrten ist beim Rangieren eines Fahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, vorgesehen, um einerseits einen möglichst geringen Reifenabrieb und andererseits eine Reduzierung der Lenkarbeit und der Servounterstützung zu bewirken. Als Sollwert beim Rangieren eignet sich beispielsweise der Nenndruck der Reifen.
Der Sollwert p_s ist mittels der ersten Auswertungseinheit 2 beispielsweise aus einem Kennfeld ermittelbar, in dem Sollwerte p_s für verschiedene Werte der von den ersten Sensoren 1 oder den ersten und zweiten Sensoren 1 und 3 erfassbaren Signale gespeichert sind.
Ferner sieht das Ausführungsbeispiel nach 1 vor, dass mittels eines Drucksensors 6 ein momentaner Reifenluftdruck p_m oder/und mittels einer zweiten Auswertungseinheit 4 ein geschätzter momentaner Reifenluftdruck p_g ermittelt wird. Dabei werden der zweiten Auswertungseinheit 4 beispielsweise die Momentanwerte der ersten Sensoren 1 als Eingangssignale übergeben und mittels der zweiten Auswertungseinheit 4 das momentane Lenkmoment M mit einem von der momentanen Fahrsituation abhängigen Solllenkmoment verglichen. Das Solllenkmoment ist beispielsweise aus einem Kennfeld in Abhängigkeit von den Momentanwerten der Geschwindigkeit v, des Lenkwinkels δ und der Lenkwinkelgeschwindigkeit δ' ableitbar. In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden der zweiten Auswertungseinheit 4 zusätzlich Messsignale der zweiten Sensoren 3 als Eingangsdaten übergeben und das Solllenkmoment aus einem entsprechend erweiterten Kennfeld ermittelt. Aus der Abweichung des momentanen Lenkmomentes M von dem Solllenkmoment wird der geschätzte momentane Reifenluftdruck p_g ermittelt. Einer derartigen Ermittlung eines geschätzten momentanen Reifenluftdruckes p_g liegt zugrunde, dass beispielsweise bei einem zu niedrigen Reifenluftdruck das momentane Lenkmoment M aufgrund der höheren Reibung zwischen Rad und Straße – die Reibung entsteht aufgrund der größeren Latschfläche und der daraus resultierenden größeren Adhäsionsreibung – einen höheren Wert annimmt als das aus dem Kennfeld für die momentane Fahrsituation abgeleitete Solllenkmoment.
Ferner ist durch eine derartige Analyse des Lenkmomentes M ein einseitig zu niedriger Reifenluftdruck eines Vorderreifens erkennbar, da stark unterschiedliche Luftdrucke der Vorderreifen unterschiedliche Rollwiderstände der Vorderräder und dadurch ein gerichtetes erhöhtes Lenkmoment M erzeugen, welches nicht charakteristisch für eine spezielle Fahrsituation ist. Dabei sind kurzzeitige äußere Störungen (z. B. Seitenwind), die die Querdynamik des Fahrzeugs negativ beeinflussen, durch eine Analyse des momentanen Lenkmomentes M über die Zeit herausfilterbar.
Falls ein momentaner Reifenluftdruck p_m ermittelt wird, werden dieser und der Sollwert p_s einer dritten Auswertungseinheit 5 als Eingangsdaten übergeben, andernfalls werden der dritten Auswertungseinheit 5 der geschätzte momentane Reifenluftdruck p_g und der Sollwert p_s als Eingangsdaten übergeben. Mittels der dritten Auswertungseinheit 5 wird die Abweichung Δp des momentanen Reifenluftdruckes p_m bzw. des geschätzten momentanen Reifenluftdruckes p_g von dem Sollwert p_s ermittelt Der dabei ermittelte Wert Δp wird beispielsweise einem Ausgabeinstrument 7 übergeben, um den Fahrer des Kraftfahrzeuges zu informieren, ob der momentane gemessene bzw. geschätzte Reifenluftdruck p_m bzw. p_g von dem Sollwert p_s abweicht. Falls das Kraftfahrzeug eine adaptive Druckregelung 8 aufweist, sind die Werte von Δp, p_s, p_m und/oder p_g alternativ oder zusätzlich der adaptiven Druckregelung 8 übergebbar, so dass mittels dieser die Reifenluftdrucke der jeweiligen Fahrsituation anpassbar sind.

1: Erste Sensoren
2: Erste Auswertungseinheit
3: Zweite Sensoren
4: Zweite Auswertungseinheit
5: Dritte Auswertungseinheit
6: Drucksensor
7: Ausgabeinstrument
8: Adaptive Druckregelung
v: Geschwindigkeit
δ: Lenkwinkel
δ': Lenkwinkelgeschwindigkeit
M: Lenkmoment
p_s: Sollwert für einen Reifenluftdruck
p_m: Momentaner Reifenluftdruck
p_g: Geschätzter momentaner Reifenluftdruck
Δp: Abweichung eines momentanen oder geschätzten
: Reifenluftdruckes vom Sollwert

Claims

Verfahren zur Bestimmung eines Sollwertes (p_s) für einen Reifenluftdruck für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert (p_s) aus den Momentanwerten der Geschwindigkeit (v), des Lenkwinkels (δ) und der Lenkwinkelgeschwindigkeit (δ') des Kraftfahrzeuges ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Sollwertes (p_s) Momentanwerte einer Außentemperatur und/oder mindestens einer Reifentemperatur und/oder eines Regensensorsignales und/oder mindestens einer Achslast und/oder eines Lenkmomentes (M) berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein momentaner Reifenluftdruck (p_m) gemessen wird und die Abweichung (Δp) des momentanen Reifenluftdruckes (p_m) von dem Sollwert (p_s) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schätzwert (p_g) eines momentanen Reifenluftdruckes aus einem momentanen Lenkmoment (M) und die Abweichung (Δp) des Schätzwertes (p_g) von dem Sollwert (p_s) ermittelt werden.