DE102008028915B4

DE102008028915B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Anpassen von Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika eines Reifens

Info

Publication number: DE102008028915B4
Application number: DE102008028915.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Naber
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2020-10-22
Anticipated expiration: 2028-06-19
Also published as: DE102008028915A1

Abstract

Vorrichtung zum Anpassen einer Federsteifigkeit und/oder Dämpfung eines Reifens (102) eines Fahrzeugs, das den Reifen (102) und eine weitere Federungseinrichtung und/oder eine weitere Dämpfungseinrichtung aufweist, mit folgenden Merkmalen:einer Einrichtung zum Erfassen zumindest eines Einstellwertes der weiteren Federungseinrichtung und/oder der weiteren Dämpfungseinrichtung;einem Sensor (104) zum Erfassen eines Beladungszustands des Fahrzeugs als einen weiteren Fahrzeugparameter; undeiner Steuerung (106), die ausgebildet ist, um gemäß einer Bestimmungsvorschrift eine auf den zumindest einen Einstellwert der weiteren Federungseinrichtung und/oder der weiteren Dämpfungseinrichtung und auf den weiteren Fahrzeugparameter abgestimmte Federsteifigkeit und/oder abgestimmte Dämpfung des Reifens (102) zu ermitteln und die Federsteifigkeit und/oder Dämpfung des Reifens an die abgestimmte Federsteifigkeit und/oder Dämpfung anzupassen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anpassen von Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika eines Reifens sowie auf ein Dämpfungssystem, die jeweils bei Fahrzeugen eingesetzt werden können.
Nutzfahrzeugfedersysteme und -dämpfersysteme weisen das Problem auf, dass nur eine Primärfeder, bei modernen Systemen teilweise auch ein Primärdämpfer, in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern einstellbar ist. Die Reifensteifigkeit oder Reifendämpfung ist nicht einstellbar. Insbesondere im Leerzustand führt dies zu einer harten Federung und Dämpfung und zu einer starken Beanspruchung vieler Bauteile im Fahrzeug. Außerdem werden die Fahrsicherheit und der Komfort vermindert.
Das oben genannte Problem wird heute durch Anpassungen in der Regelung der Primärfeder und des Primärdämpfers gelöst. Allerdings sind einstellbare Federungen und Dämpfungen so teuer, dass sie sich in der Masse nicht durchgesetzt haben.
DE 103 36 330 B3 befasst sich mit einem Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Reifenluftdrucks eines Kraftfahrzeugs. Dazu kann mittels eines Precrashsensors eine farbdynamisch kritische Situation erkannt und der Reifendruck entsprechend variiert werden.
DE 198 03 321 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Federung und Schwingungsdämpfung von Nutzfahrzeugen. Dazu werden die Reifen über eine Druckausgleichsleitung mit einem Reservoir verbunden, so dass die Reifen selbst die Federung bilden. Der Reifen ist über die Druckausgleichsleitung mit einem Gasreservoir verbunden. In der Druckausgleichsleitung ist ein Ventil angeordnet, das über eine Verbindung mit einer Steuereinrichtung angesteuert wird. Das Reifendruckregelsystem erhält von der Steuereinrichtung einen Sollwert für den Reifendruck und vergleicht diesen mit einem Istwert vom Reifen.
DE 40 14 379 A1 beschreibt eine Reifenluftdruckregelung, die es ermöglicht, stets den für die jeweiligen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs bestmöglichen Reifenluftdruck einzustellen. Zur Einstellung des Reifenluftdrucks werden Fahrzeugzustände berücksichtigt.
EP 1 757 472 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung für eine Reifenfüllanlage für Kraftfahrzeuge. Eine Sensorik kann fahrdynamische Zustände des Fahrzeuges sensieren und entsprechende Sensorsignale an eine Steuerelektronik bereitstellen. Die Steuerelektronik kann die Sensorsignale verarbeiten und eine Druckluftversorgung und pneumatische Ventile ansteuern, um den Reifendruck hochdynamisch anzuheben oder abzusenken.
DE 20 08 437 A beschreibt eine Reifendruck-Regelvorrichtung, bei der während der Fahrt der Luftdruck in den Reifen aller Räder gleichzeitig durch eine gemeinsame Steuervorrichtung mithilfe eines zentralen Druckluftbehälters selbsttätig im Sinne der Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckes geregelt wird, wobei diese selbsttätige Regelung, z. B. in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugfederung oder dergleichen erfolgen kann.
DE 10227642 A1 beschreibt eine Festlegung eines oberen und eines unteren Schwellwertes für einen Luftdruck in den Reifen eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit vom Beladungszustand des Kraftfahrzeugs. Der Beladungszustand wird mithilfe einer Luftfederungsanlage ermittelt.
DE 37 20 787 A1 offenbart ein System zur Änderung des Aufpumpdruckes von Reifen eines Fahrzeuges, um eine vom Fahrzeugführer vorgewählte Reifendurchbiegung zu erhalten. Dabei wird eine Fahrzeuglast berücksichtigt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Anpassen von Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika eines Reifens, ein Dämpfungssystem und ein Verfahren zum Anpassen einer Federsteifigkeit eines Reifens zu schaffen, die eine verbesserte Fahrzeugdämpfung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Dämpfungssystem gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
Dieser Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass durch eine Veränderung des Reifenluftdrucks die Reifenfedersteifigkeit und die Reifendämpfung oder ahnlicher Fahrdynamischer Charakteristika beeinflusst werden können. Gemäß einer Ausgestaltung kann die Veränderung sowohl in Abhängigkeit des Beladungszustandes als auch Fahrzustandsabhängig erfolgen, wenn ein entsprechendes Sensor - Aktuator -System vorhanden ist oder bereitgestellt wird. Somit ermöglicht der erfindungsgemäße Ansatz eine variable Reifendämpfung zur Verbesserung der Fahrzeugdämpfung. Die Fahrsicherheit und der Komfort des Fahrzeugs lassen sich verbessern und die Beanspruchung vieler Bauteile im Fahrzeug kann verringert werden. Auch bietet die vorliegende Erfindung eine kostengünstige Möglichkeit, um im Leerzustand des Fahrzeugs eine weichere Federung und Dampfung einzustellen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Anpassen einer Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika eines Reifens eines Fahrzeugs, mit folgenden Merkmalen:

einem Sensor zum Erfassen eines Fahrzeugparameters; und
einer Steuerung, die ausgebildet ist, um die Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika des Reifens an den Fahrzeugparameter anzupassen.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Dämpfungssystem für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen:

mindestens einem Reifen; und
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anpassen einer Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika des mindestens einen Reifens.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Anpassen einer Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika eines Reifens eines Fahrzeugs, mit folgenden Schritten:

Erfassen eines Fahrzeugparameters; und

Anpassen der Federsteifigkeit des Reifens an den Fahrzeugparameter.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anpassen einer Reifenfedersteifigkeit Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Anpassen einer Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika eines Reifens 102 eines Fahrzeugs, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung weist einen Sensor 104 und eine Steuerung 106 auf. Der Sensor 104 ist ausgebildet, um einen Fahrzeugparameter zu erfassen und an die Steuerung 106 bereitzustellen. Bei dem Fahrzeugparameter kann es sich um einen Beladungszustand und/oder einen anderen Fahrzustand des Fahrzeugs handeln. Die Steuerung 106 ist ausgebildet, um die Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika des Reifens 102 an den Fahrzeugparameter anzupassen. Dazu kann die Steuerung 106 ausgebildet sein, um gemäß einer Bestimmungsvorschrift eine auf den Fahrzeugparameter abgestimmte Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika des Reifens 102 zu ermitteln.
Um die Federsteifigkeit Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika anzupassen kann die Steuerung 106 ausgebildet sein, um einen Reifendruck des Reifens 102 anzupassen. Beispielsweise kann die Steuerung 106 ausgebildet sein, um eine Erhöhung des Reifendrucks zu veranlassen, um die Federsteifigkeit Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika des Reifens 102 zu erhöhen. Entsprechend kann die Steuerung 106 ausgebildet sein, um eine Verringerung des Reifendrucks zu veranlassen, um die Federsteifigkeit Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika des Reifens 102 zu reduzieren.
Zur Anpassung des Reifendrucks kann die Vorrichtung eine Fülleinrichtung 108 aufweisen. Die Fülleinrichtung 108 ist ausgebildet, um den Reifendruck zu verändern. Beispielsweise kann die Fülleinrichtung 108 ausgebildet sein, um ein Ventil 110 des Reifens 102 anzusteuern, um den Reifendruck zu verändern. Ferner kann die Fülleinrichtung 108 eine Druckluftleitung 112 zur Veränderung des Reifenluftdrucks aufweisen. Die Druckluftleitung 112 kann mit dem Ventil 110 verbunden sein. Durch Zuführen bzw. Ablassen von Druckluft über die Druckluftleitung 112 kann der Reifendruck geregelt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Sensor 104 ausgebildet sein, um eine Mehrzahl von Fahrzeugparametern zu erfassen. Alternativ kann die Vorrichtung eine Mehrzahl von Sensoren 104 aufweisen, die jeweils einen oder eine Mehrzahl von Fahrzeugparametern erfassen können. Beispielsweise kann der Sensor 104 oder die Mehrzahl von Sensoren 104 ausgebildet sein, um einen Zustand eines Aufbaus des Fahrzeugs, einen Zustand eines Rades des Fahrzeugs, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Zustand einer Federung des Fahrzeugs und/oder einen Zustand einer Dampfung des Fahrzeugs als Fahrzeugparameter zu erfassen. Die Steuerung 106 kann dementsprechend ausgebildet sein, um die Federsteifigkeit an die Mehrzahl der erfassten Fahrzeugparameter anzupassen, um eine optimale Fahrzeugdämpfung zu erzielen. Dazu kann die Steuerung ausgebildet sein, um die Federsteifigkeit oder einen der Federsteifigkeit entsprechenden Einstellwert basierend auf einer vorbestimmten Verknüpfungsvorschrift, einem Algorithmus oder einer Zuordnungstabelle zu ermitteln. Bei der Steuerung 106 kann es sich beispielsweise um eine Elektronik (ECU), eine Logikeinrichtung oder eine Schaltung handeln. Die Steuerung 106 kann ausgebildet sein, um ein Steuersignal an die Fülleinrichtung 108 bereitzustellen. Die Fulleinrichtung 108 kann ausgebildet sein, um den Reifendruck ansprechend auf das Steuersignal zu verändern. Die Fulleinrichtung 108 kann als Aktuator ausgebildet sein.
Der in 1 gezeigte Reifen 102 weist erfindungsgemäß eine variable Federung und/oder Dampfung oder ahnlicher Fahrdynamischer Charakteristika auf. Der Reifen 102 kann über ein Reifenfüllsystem und Reifenleersystem befüllt oder entleert werden.
Das zugehörige Ventil 110 kann über die Elektronik 106 angesteuert werden. Die Elektronik 106 wiederum erhält Sensorsignale, wie z.B. Aufbauweg, Aufbaugeschwindigkeit, Aufbaubeschleunigung, Radweg, Radgeschwindigkeit, Radbeschleunigung, Fahrgeschwindigkeit, Balgdruck, Dämpfkraft. In der Elektronik 106 kann über eine geschickte Verknüpfung der Sensorsignale eine Ventilstellung gewählt werden, die die Fahrzustände optimiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ausgebildet sein, um ein Verfahren zum Anpassen einer Federsteifigkeit eines Reifens auszuführen. Dazu kann in einem ersten Schritt ein Fahrzeugparameter erfasst werden. In einem folgenden Schritt kann die Federsteifigkeit des Reifens an den Fahrzeugparameter angepasst werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann Teil eines Dämpfungssystems für ein Fahrzeug sein. Dazu kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um abhängig von einem Fahrzeugparameter eine Federsteifigkeit mindestens eines Reifens des Fahrzeugs anzupassen. Dabei können Einstell- oder Zustandswerte weiterer Dämpfungs- bzw. Federungseinrichtungen des Fahrzeugs berücksichtigt werden und bei der Ermittlung der Federsteifigkeit mit einbezogen werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

102: Reifen
104: Sensor
106: Steuerung
108: Fülleinrichtung
110: Ventil
112: Druckluftleitung

Claims

Vorrichtung zum Anpassen einer Federsteifigkeit und/oder Dämpfung eines Reifens (102) eines Fahrzeugs, das den Reifen (102) und eine weitere Federungseinrichtung und/oder eine weitere Dämpfungseinrichtung aufweist, mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung zum Erfassen zumindest eines Einstellwertes der weiteren Federungseinrichtung und/oder der weiteren Dämpfungseinrichtung; einem Sensor (104) zum Erfassen eines Beladungszustands des Fahrzeugs als einen weiteren Fahrzeugparameter; und einer Steuerung (106), die ausgebildet ist, um gemäß einer Bestimmungsvorschrift eine auf den zumindest einen Einstellwert der weiteren Federungseinrichtung und/oder der weiteren Dämpfungseinrichtung und auf den weiteren Fahrzeugparameter abgestimmte Federsteifigkeit und/oder abgestimmte Dämpfung des Reifens (102) zu ermitteln und die Federsteifigkeit und/oder Dämpfung des Reifens an die abgestimmte Federsteifigkeit und/oder Dämpfung anzupassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei dem der Sensor (104) zusätzlich ausgebildet ist, um einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu erfassen und als Fahrzeugparameter bereitzustellen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Steuerung (106) ausgebildet ist, um einen Reifendruck des Reifens (102) anzupassen, um die Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika an den Fahrzeugparameter anzupassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, mit einer Fülleinrichtung (108), die ausgebildet ist, um den Reifendruck zu verändern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der die Fülleinrichtung (108) ausgebildet ist, um ein Ventil des Reifens (102) anzusteuern, um den Reifendruck zu verändern.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, bei der die Fülleinrichtung (108) eine Druckluftleitung (112) aufweist, die mit dem Reifen (102) verbunden ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Sensor (104) ausgebildet ist, um einen Zustand eines Aufbaus des Fahrzeugs, einen Zustand eines Rades des Fahrzeugs, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Zustand einer Federung des Fahrzeugs und/oder einen Zustand einer Dämpfung des Fahrzeugs als Fahrzeugparameter zu erfassen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Sensor (104) ausgebildet ist, um eine Mehrzahl von Fahrzeugparametern zu erfassen und bei dem die Steuerung (106) ausgebildet ist, um die Federsteifigkeit, Dämpfung oder ähnlicher Fahrdynamischer Charakteristika an die Mehrzahl der Fahrzeugparameter anzupassen.
Dämpfungssystem für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen: mindestens einem Reifen (102); eine weitere Federungseinrichtung und/oder eine weitere Dämpfungseinrichtung; und einer Vorrichtung zum Anpassen einer Federsteifigkeit und/oder Dämpfung des mindestens einen Reifens, gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche.
Verfahren zum Anpassen einer Federsteifigkeit und/oder Dämpfung eines Reifens (102) eines Fahrzeugs, das den Reifen (102) und eine weitere Federungseinrichtung und/oder eine weitere Dämpfungseinrichtung aufweist, mit folgenden Schritten: Erfassen zumindest eines Einstellwertes der weiteren Federungseinrichtung und/oder der weiteren Dämpfungseinrichtung; Erfassen eines Beladungszustands des Fahrzeugs als einen weiteren Fahrzeugparameter; und Ermitteln einer auf den zumindest einen Einstellwert der weiteren Federungseinrichtung und/oder der weiteren Dämpfungseinrichtung und auf den weiteren Fahrzeugparameter abgestimmten Federsteifigkeit und/oder abgestimmten Dämpfung des Reifens (102), gemäß einer Bestimmungsvorschrift; und Anpassen der Federsteifigkeit und/oder Dämpfung des Reifens (102) an die abgestimmte Federsteifigkeit und/oder Dämpfung.