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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Konfiguration
und Überwachung des Reifendrucks eines gezogenen Fahrzeugs
und insbesondere ein Verfahren zur Konfiguration und Überwachung
des Reifendrucks eines gezogenen Fahrzeugs, das durch eine integrierte
Anhängerbremssteuerung ausgelöst wird.
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HINTERGRUND
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Die
Konstruktion von Personenkraftwagen wird oftmals durch Sicherheit,
Nutzen und Verbraucherkomfort geleitet. Verschiedene Arten von Druckerfassungssystemen
zur Überwachung des Drucks in den Reifen eines Fahrzeugs
sind vorgeschlagen worden. Es ist ein System, das die Positionen
der Reifendrucksensoren in dem Erfassungssystem bezüglich
des Fahrzeugs automatisch bestimmt, vorgeschlagen worden. Solche
Systeme verlassen sich jedoch in der Regel auf den Fahrzeugführer,
um eine Programmier- oder Auslöseaufgabe in einer vorbestimmten
Reihenfolge durchzuführen, um die Drucksensoren zu identifizieren
und sie ihren jeweiligen Reifenpositionen zuzuordnen.
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Solch
ein System wird weiter verkompliziert, wenn der Reifendruck an einem
gezogenen Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Anhänger, überwacht wird.
Es war bis vor Kurzem, als abgesetzte (das heißt ein System
am gezogenen Fahrzeug) Reifendrucküberwachungssysteme erweitert
wurden, so dass sie auch Reifen an einem Anhänger mit umfassten,
nicht gebräuchlich, den Reifendruck für Reifen an
einem Anhänger zu überwachen. Ein bei diesen Fernüberwachungssystemen
angetroffenes Problem besteht darin, dass das System keine Möglichkeit
hat zu bestimmen, wann der Anhänger gezogen wird, und deshalb
keine Möglichkeit hat zu wissen, wann es die Reifendrucksensoren
am Anhänger aktiv überwachen soll, es sei denn,
es wird durch manuellen Eingriff aktiviert.
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Manueller
Eingriff, wie oben besprochen, ist eine Lösung, eröffnet
aber in der Regel die Möglichkeit für menschliches
Versagen. Automatisierte Systeme, die Initiatoren an den Reifen
einsetzen, die durch das Überwachungssystem aktiviert werden, sind
auch mit Nachteilen behaftet. Zum Beispiel können mit Initiatoren
am Anhänger ausgestattete Reifendrucksensoren versehentlich
dann Sensoren identifizieren, wenn der Anhänger in der
Nähe des ziehenden Fahrzeugs abgestellt ist, aber nicht
damit verbunden ist. Des Weiteren gibt es in den Fällen,
in denen der Anhänger tatsächlich mit dem ziehenden Fahrzeug
verbunden ist, das ziehende Fahrzeug aber nicht weiß, dass
die Reifensensoren des Anhängers dem Fernüberwachungssystem
zugeordnet werden müssen, keine Kommunikation zwischen dem Überwachungssystem
und den Sensoren am Anhänger. Zum Beispiel wird ein Sensorversagen
am Anhänger durch das Fernüberwachungssystem nicht entdeckt,
wenn das System aufgrund der fehlenden Zuordnung nicht weiß,
dass der Anhänger verbunden worden ist.
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Es
besteht Bedarf an einem Verfahren zum Alarmieren eines Fernreifendrucküberwachungssystems,
die Fernreifendrucksensoren des Anhängers zu überwachen,
ohne menschlichen Eingriff und ohne Einführen der mit automatisierten
Initiatorsystemen verbundenen Nachteile.
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KURZDARSTELLUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Konfiguration eines
Reifendrucküberwachungssystems an einem ziehenden Fahrzeug
mit einer integrierten Anhängerbremssteuerung zur Überwachung
eines Reifendrucks für ein gezogenes Fahrzeug bereit, das
die Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche
umfasst, wobei bevorzugte optionale Merkmale in den abhängigen
Ansprüchen dargelegt werden.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung zwischen einem Fahrzeug zum
Ziehen und einem gezogenen Fahrzeug zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm eines Reifendrucküberwachungssystems;
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3 ist
ein funktionales Blockdiagramm des Drucküberwachungssystems;
und
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4 ist
ein Flussdiagramm des Verfahrens des Erfindungsgegenstands.
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Elemente
und Schritte in den Figuren werden der Einfachheit und Übersicht
halber dargestellt und sind nicht zwangsweise gemäß irgendeiner
bestimmten Reihenfolge wiedergegeben. Zum Beispiel werden in den
Figuren Schritte dargestellt, die gleichzeitig oder in einer anderen
Reihenfolge durchgeführt werden können, um das
Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung zu verbessern.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Obgleich
verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme
auf eine bestimmte beispielhafte Ausführungsform beschrieben werden,
ist die Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt,
und es können zusätzliche Modifikationen, Anwendungen
und Ausführungsformen implementiert werden, ohne von der
vorliegenden Erfindung abzuweichen. In den Figuren werden zur Darstellung
der gleichen Komponenten gleiche Bezugszahlen verwendet. Für
den Fachmann ist ersichtlich, dass die hier aufgeführten
verschiedenen Komponenten geändert werden können,
ohne von dem Schutzbereich des Erfindungsgegenstands abzuweichen.
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1 zeigt
eine beispielhafte Anordnung zwischen einem ziehenden Fahrzeug
10,
wie zum Beispiel einem Kraftfahrzeug, im Folgenden als ”Fahrzeug
10” bezeichnet,
das an ein gezogenes Fahrzeug
12, wie zum Beispiel einen
Anhänger, im Folgenden als ”Anhänger
12” bezeichnet,
gekoppelt ist. Das Fahrzeug
10 und der Anhänger
12 weisen Räder
11 auf
und jedes Rad
11 weist eine Reifendrucksensorschaltung
23 auf,
die mit einem Drucküberwachungssystem
16 am Fahrzeug
10 kommuniziert.
In
1 wird das Fahrzeug
10 mit vier Rädern
11 gezeigt,
und der Anhänger
12 wird mit zwei Rädern
11 gezeigt.
In der Praxis können das Fahrzeug
10 und der Anhänger
12 mehr
oder weniger Räder
11 aufweisen, als in
1 gezeigt.
Das Fahrzeug
10 ist mit einer integrierten Anhängerbremssteuerung
14, wie
in der
US-PS 6 966 613 mit
dem Titel ”Integrated Passenger Vehicle Trailer Brake Controller” beschrieben,
auf die hiermit Bezug genommen wird, und dem Reifendrucküberwachungssystem
16,
wie in der
US-PS 6 771 169 mit
dem Titel ”Tire Pressure Monitoring System with a Signal
Initiator” beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen
wird, ausgestattet. Die
US-PS
6 966 613 und
6 771
169 sind beide auf die Rechtsnachfolgerin der vorliegenden
Erfindung übertragen worden.
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Das
Reifendrucküberwachungssystem 16 wird in 2 ausführlicher
beschrieben, wobei 2 ein Blockdiagramm eines Reifendrucküberwachungssystems
zeigt, das gemäß dem Erfindungsgegenstand verwendet
werden kann. Eine Steuerung 18, vorzugsweise eine auf einem
Mikroprozessor basierende Steuerung mit einer programmierbaren CPU
weist einen ihr zugeordneten Speicher 20 auf und speichert
verschiedene Schwellwerte, Kalibrierungen, Reifeneigenschaften,
Radeigenschaften, Seriennummern, Umwandlungsfaktoren, Temperatursonden,
Ersatzreifen-Betriebsparameter, Anhängerreifen-Betriebsparameter
und andere Werte, die bei irgendwelchen Berechnungen, Kalibrierungen und
Betrieb des Drucküberwachungssystems 16 erforderlich
sind. Der Speicher 20 kann verschiedene Arten von Speicher
sein, darunter ROM oder RAM. Der Speicher kann eine getrennte Komponente
sein oder er kann Teil der Steuerung 18 sein.
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Die
Steuerung 18 kann mit einem Empfänger 22 mit
einer ihm zugeordneten Antenne 24 gekoppelt sein. Der Empfänger 22 empfängt
Druck und andere Informationen von den Reifendruckschaltungen 23 an
den Rädern 11. Des Weiteren ist die Steuerung 18 mit
mehreren Sensoren gekoppelt, die einen Barometerdrucksensor 26,
einen Umgebungstemperatursensor 28, einen Abstandssensor 30,
einen Geschwindigkeitssensor 32, einen Bremspedalsensor 34 und
einen Zündsensor 36 enthalten können,
aber nicht darauf beschränkt sind. Darüber hinaus
können andere Arten von Sensoren verwendet werden. Weiterhin
kann ein Zeitgeber 38 verwendet werden, um verschiedene
dem hier angeführten Prozess zugeordnete Zeiten zu messen.
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Ein
telemetrisches System 40 kann zum Leiten von Informationen
zu und von einer zentralen Stelle am Fahrzeug 10 verwendet
werden. Zum Beispiel kann die zentrale Stelle Wartungsintervalle
beobachten und den Fahrzeugführer benachrichtigen, wenn
eine Wartung erforderlich ist. Ein Zähler 42 kann
verwendet werden, um zum Beispiel zu zählen, wie oft ein
bestimmter Vorgang durchgeführt wird. Ein Knopf 44 oder
mehrere Knöpfe kann bzw. können zur Eingabe von
Informationen zum Rückstellen der Steuerung 18 oder
für andere Funktionen, die für den Fachmann offensichtlich
sind, verwendet werden. Die Steuerung 18 kann des Weiteren
mit einer Anzeige 46 gekoppelt werden. Die Anzeige 46 kann
eine Lampe oder ein Anzeigefeld enthalten, die bzw. das ein optisches
Signal oder ein akustisches Signal erzeugt, wie zum Beispiel ein
Lautsprecher oder ein Summer. Die Anzeige 46 kann eine
Anzeige über die Funktionsfähigkeit des Systems
bereitstellen, wie zum Beispiel Bestätigung des Empfangs
eines Signals, Kalibrierung des Signals oder andere Befehle, Warnungen
und Steuerungen, die nachfolgend zu beschreiben sind.
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3 ist
ein Blockdiagramm der integrierten Anhängerbremssteuerung 14 im
Fahrzeug 10, die ein im Fahrzeug 10 positioniertes
Bedienelement enthält. Die integrierte Anhängerbremssteuerung 14 ist
für die Integration in das Bremssystem des Fahrzeugs 10 bestimmt.
Weiterhin soll die Anhängerbremssteuerung 14 mit
dem Fahrzeug 10 ausgeführt, montiert und vertrieben
werden, so dass ihre Steuereigenschaften von dem Fahrzeughersteller
für ein bestimmtes Personenfahrzeug 10 ordnungsgemäß eingestellt
werden können. Darüber hinaus können durch
Integration der Anhängerbremssteuerung 14 in das
Fahrzeug 10 durch Herstellung, Montage und Vertrieb Steuer-
und Anzeigemerkmale für die Anhängerbremssteuerung 14 professionell
in die Konstruktion des Fahrzeugs 10 integriert werden.
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Die
Anhängerbremssteuerung 14 weist eine Steuerung 48 mit
einer Bremsdruckeingabe 50 und einer Fahrzeuggeschwindigkeitseingabe 52 auf,
die zur Einstellung einer Anhängerbremsenausgabe 54 verwendet
werden. Die Bremsdruckeingabe 50 kann durch einen (nicht
gezeigten) Bremsdrucksensor, Kommunikation mit einem (nicht gezeigten) ABS-Bremssystem
oder beliebige andere verschiedene Vorrichtungen oder Sensoren,
wie zum Beispiel einen (nicht gezeigten) Fahrzeughauptzylinder,
bereitgestellt werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeitseingabe 52 kann
von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32, dem (auch nicht
gezeigten) ABS oder beliebigen verschiedenen bekannten Vorrichtungen
oder Sensoren zugeführt werden. Weiterhin kann die integrierte
Anhängerbremssteuerung 14 Kommunikation zwischen
der Steuerung 48 und dem Fahrzeugführer bereitstellen.
Diese Kommunikation kann die verschiedensten Formen annehmen, wie zum
Beispiel ein Display 56, eine Benutzersteuereingabe 58,
wie zum Beispiel eine Verstärkungseingaberegelung, und
einen Override-Switch 60. Diese Elemente können
angepasst und ergänzt werden, um einen Bereich an Kommunikation
und Steuerung für den Fahrzeugführer bereitzustellen.
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Eine
Diagnoseeingabe/-ausgabe 62 kann enthalten sein, um ordnungsgemäßen
Betrieb und ordnungsgemäße Funktionalität
des Anhängers 12 zu verifizieren. Diese Diagnoseeingabe
gestattet nicht nur der Anhängerbremssteuerung 14,
den Fahrzeugführer über eine fehlerhafte Verbindung
zu informieren, sondern kann auch dabei helfen, den Fahrzeugführer über
eine Beschädigung oder einen fehlerhaften Betrieb des Anhängerbremssystems
zu informieren. Eine Bremsanzeigeleuchtenausgabe 64 kann
vorgesehen sein und in Verbindung mit der integrierten Anhängerbremssteuerung 14 verwendet werden,
um die Sicherheit und Leistung der Anhängerbremsenausgabe
zu verbessern.
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4 ist
ein funktionales Blockdiagramm der Zusammenwirkung zwischen dem
Reifendrucküberwachungssystem 16, das zur Überwachung
von Drucksensoren für die Reifen am gezogenen Anhänger
gemäß dem Verfahren 100 der vorliegenden
Erfindung konfiguriert ist, und der integrierten Anhängerbremssteuerung 14 (ITBC – integrated
trailer brake controller), die die Anhängerbremsenausgabe
einstellt. Bei Verbindung 102 des Anhängers mit
dem Fahrzeug werden sowohl eine mechanische Verbindung als auch
eine elektrische Verbindung hergestellt. Die integrierte Anhängerbremssteuerung
reagiert 104, wenn die Verbindung ausgeführt ist,
und kann das Reifendrucküberwachungssystem (TPMS – tire
Pressure monitoring system) darüber alarmieren, mit der Überwachung 106 eines
Drucks an den Anhängerreifen zu beginnen. Dieses Alarmieren
kann in Form des Diagnosesignals vorliegen.
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Die
integrierte Anhängerbremssteuerung erkennt automatisch,
wenn ein Anhänger physisch an dem ziehenden Fahrzeug befestigt
ist. Nach Verbindung 102 des Anhängers erkennt
die integrierte Anhängerbremssteuerung die Anhängerverbindung. Bei
einer Ausführungsform werden Ausgangstreiber für
die Bremsleuchten an der Anhängerbremssteuerung bei Verbindung
des Anhängers mit dem ziehenden Fahrzeug eingeschaltet.
Die Steuerung 48 empfängt ein analoges Signal 26,
das proportional zu einem Laststrom ist, wenn der Fahrer auf das
Bremspedal tritt. Die Steuerung 48 erfasst das analoge
Signal, wodurch bestimmt wird, dass der Anhänger verbunden
worden ist. Die Steuerung 48 sendet ein Signal 66 an
das TPMS 16, dass es beginnen sollte, einen Reifendruck
am Anhänger zu überwachen. Das Signal 66 liefert
dem TPMS eine Bestätigung, dass der Anhänger tasächlich
mit dem ziehenden Fahrzeug verbunden worden ist und von der integrierten Anhängerbremssteuerung
erkannt worden ist.
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Bei
einer anderen Ausführungsform verlässt sich das
Verfahren nicht auf die Interaktion des Fahrers mit dem Bremspedal.
Bei dieser Ausführungsform erkennt die Anhängerbremssteuerung
einen offenen Schaltkreis bei fehlender Verbindung eines Anhängers
mit dem ziehenden Fahrzeug. Bei Verbindung eines Anhängers
wird die offene Last nicht länger erkannt und die Steuerung 48 bestätigt
ein Signal ”Anhänger verbunden”. Dann
wird das Signal an das TPMS weitergeleitet, so dass es weiß,
dass mit der Überwachung des Reifendrucks am angehängten Anhänger
begonnen werden soll.
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Bei
einer anderen Ausführungsform kann die Diagnoseausgabe 62 von
der integrierten Anhängerbremssteuerung als ein Signal
verwendet werden, das eine Bestätigung anzeigt, dass der
Anhänger tatsächlich mit dem Fahrzeug verbunden
worden ist. Das Bestätigungssignal 66 wird dem
TPMS mitgeteilt, um die Überwachung des Reifendrucks am
Anhänger zu beginnen.
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Der
Erfindungsgegenstand ist insofern vorteilhaft, als er eine Kommunikation
zwischen einem Fernreifendrucküberwachungssystem und einer
integrierten Anhängerbremssteuerung am Fahrzeug mit einem
Reifendrucküberwachungssystem ermöglicht. Diese
Kommunikation ist besonders vorteilhaft, weil sie den automatischen
Beginn der Überwachung des Reifendrucks für einen
Anhänger am ziehenden Fahrzeug durch das Reifendrucküberwachungssystem
gestattet, ohne manuellen Eingriff und ohne Fehler, die in der Regel
mit Reifendrucküberwachungssystemen verbunden sind und
die fälschlicherweise Sensoren zur Überwachung
identifizieren.
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Gemäß dem
Erfindungsgegenstand wird eine Verbindung zwischen dem Anhänger
und dem ziehenden Fahrzeug durch die integrierte Anhängerbremssteuerung
identifiziert und bestätigt, bevor veranlasst wird, dass
das Reifendrucküberwachungssystem den Anhängerreifendruck überwacht,
wodurch jegliche falschen Indikatoren und unnötige Anhängerdruckaktualisierungen
durch das TPMS vermieden werden. Zum Beispiel kann das TPMS Sensoren
an einem Anhänger in der Nähe erfassen, der in
der Tat nicht mit dem ziehenden Fahrzeug verbunden ist, sich aber
innerhalb eines erfassbaren Abstands vom TPMS befindet. Solch ein
falscher Indikator kann zu einer falschen Fehlermeldung führen, sollte
sich das Fahrzeug außer Reichweite des nicht angekuppelten
Anhängers und seiner Sensoren bewegen. Da die vorliegende
Erfindung durch die integrierte Anhängerbremssteuerung
vor Kommunikation an das TPMS zur Überwachung identifiziert
und verifiziert, dass der Anhänger tatsächlich
mit dem ziehenden Fahrzeug verbunden worden ist, wird jegliche Sensorkommunikation,
jeglicher Verlust von Sensorkommunikation oder jegliches Systemversagen
zwischen dem ziehenden Fahrzeug und den Sensoren am Anhänger
genau dem Fahrer mitgeteilt.
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In
der vorhergehenden Beschreibung ist die Erfindung unter Bezugnahme
auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben
worden. Es können jedoch verschiedene Modifikationen und Änderungen
durchgeführt werden, ohne von dem in den Ansprüchen
aufgeführten Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Beschreibung und die Figuren sind beispielhaft und nicht einschränkend,
und Modifikationen sollen im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
mit enthalten sein. Demgemäß sollte der Schutzbereich
der Erfindung durch die Ansprüche und ihre rechtlichen Äquivalente
bestimmt werden, anstatt lediglich durch die beschriebenen Beispiele.
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Zum
Beispiel können die in beliebigen Verfahrens- oder Prozessansprüchen
aufgeführten Schritte in beliebiger Reihenfolge ausgeführt
werden und sind nicht auf die in den Ansprüchen dargelegte spezifische
Reihenfolge beschränkt. Die Komponenten und/oder Elemente, die
in beliebigen Vorrichtungsansprüchen aufgeführt
sind, können zusammengebaut oder anderweitig operativ in
einer Vielzahl von Permutationen konfiguriert werden und sind deshalb
nicht auf die in den Ansprüchen angeführten spezifischen
Konfigurationen beschränkt.
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Vorzüge,
weitere Vorteile und Lösungen zu Problemen sind oben bezüglich
bestimmter Ausführungsformen beschrieben worden; jeder
Vorzug, jeder Vorteil oder jede Lösung zu einem Problem
oder irgendein anderes Element, das bewirken kann, dass irgendein
bestimmter Vorzug, irgendein bestimmter Vorteil oder eine bestimmte
Lösung eintritt oder hervorgehoben wird, sind nicht als
kritische, erforderliche oder wesentliche Merkmale oder Komponenten beliebiger
oder aller Ansprüche auszulegen.
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Die
Begriffe ”umfassen”, ”umfasst”, ”umfassend”, ”aufweisen”, ”enthalten”, ”enthält” oder
irgendwelche Variationen davon sollen sich auf eine nicht ausschließliche
Einbeziehung beziehen, so dass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel,
eine Zusammensetzung oder eine Vorrichtung, der, das oder die eine Liste
von Elementen umfasst, nicht nur jene aufgeführten Elemente
enthält, sondern auch andere Elemente enthalten kann, die
nicht ausdrücklich aufgeführt oder für
einen derartigen Prozess, ein derartiges Verfahren, einen derartigen
Artikel, eine derartige Zusammensetzung oder Vorrichtung inhärent
sind. Andere Kombinationen und/oder Modifikationen der oben beschriebenen
Strukturen, Anordnungen, Anwendungen, Proportionen, Elemente, Materialien oder
Komponenten, die bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, zusätzlich zu den nicht spezifisch aufgeführten,
können variiert oder anderweitig an spezifische Umgebungen,
Herstellungsspezifikationen, Konstruktionsparameter oder andere
Arbeitsparameter angepasst werden, ohne von den allgemeinen Grundzügen
derselbigen abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6966613 [0013, 0013]
- - US 6771169 [0013, 0013]