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Die Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung von Reifendruck und Achslast eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur von Reifendruck und Achslast eines Kraftfahrzeuges.
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Die Reifen von Kraftfahrzeugen neuerer Generation sind sehr belastbar, dennoch sind Verschleiß und Beschädigungen durchaus normal. Eine hohe Zahl von Unfällen geht auf technische Schäden und Wartungsmängel an der Bereifung, z. B. durch übermäßigen Reifenverschleiß zurück.
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Zu einer der wichtigsten Ursachen des übermäßigen Reifenverschleißes und der Reifenbeschädigung zählt ein falsch eingestellter Fülldruck. Entsprechend der vom Fahrzeughersteller vorgegebenen oder in der Praxis realisierten Achslasten sind die richtigen Fülldrücke einzustellen. Zu niedrige Fülldrücke verschlechtern das Fahrverhalten und das Abriebbild, erhöhen den Rollwiderstand und somit den Kraftstoffverbrauch. Minderfülldruck über einen längeren Zeitraum führt zu einer Vorschädigung der Karkasse bzw. zu einem Totalausfall des Reifens. Daher stellen Reifenverschleiß und daraus resultierende Reifenschäden einen signifikanten Kostenanteil bei der Wartung von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Lastkraftwagen, dar.
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Daher muss vom Fahrzeugbenutzer der Luftdruck der Fahrzeugreifen regelmäßig überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Dies wird jedoch häufig aus unterschiedlichen Gründen versäumt. Daher sind Reifenluftdruck-Kontrollsysteme entwickelt worden, bei denen jedem Fahrzeugrad eine Luftdruck-Kontrollvorrichtung zugeordnet ist, die den Luftdruck des Fahrzeugreifens automatisch misst und eine kritische Abweichung vom Sollluftdruck über eine geeignete Steuereinheit mit einer optischen und/oder akustischen Anzeigeeinrichtung dem Fahrzeugführer meldet.
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Im Stand der Technik ist aus der
DE 196 18 658 A1 ein Luftdruck-Kontrollsystem für Kraftfahrzeugräder bekannt, bei dem jedem Fahrzeugreifen eine Luftdruck-Kontrollvorrichtung, beispielsweise im Reifengummi bzw. im Ventil, zugeordnet ist. Diese verfügen über einen Sender, der die Daten an einen zugehörigen Empfänger berührungslos übermittelt. Eine Zentraleinheit wertet die Daten der Luftdruck-Kontrollvorrichtung gemeinsam mit den Daten eines zusätzlichen, die Raddrehzahl messenden Sensors aus und erzeugt ein Warnsignal für den Fahrzeugführer, wenn ein bestimmter Mindestdruckwert unterschritten wird.
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Dieses Kontrollsystem weist jedoch den Nachteil auf, dass durch die Erfassung und Anzeige des Reifendrucks lediglich die manuelle Kontrolle des Reifendrucks ersetzt wird. Es wird nicht sichergestellt, dass der Reifen bestimmungsgemäß benutzt wird, d. h., ob der Reifenluftdruck abhängig von der Beladung geändert und damit ein sicherer und energieeffizienter Betrieb des Reifens sichergestellt wird.
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Ebenfalls Stand der Technik sind verschiedene Systeme, welche die Lebensdauer einzelner Komponenten einer Maschine überwachen.
DE 103 93 954 T5 offenbart beispielsweise eine Lebensdaueranzeige für eine Komponente einer Maschine, wobei die Lebensdaueranzeige mindestens einen Sensor, der betriebsmäßig mit der Maschine assoziiert ist und konfiguriert ist, um eine Eigenschaft abzufühlen, die mit der Maschine assoziiert ist, wobei der Sensor konfiguriert ist, um die abgefühlte Eigenschaft als ein Datensignal auszugeben; ein Speicherelement, welches eine erste Datenstruktur aufweist, die einen Schadensfaktor für die Komponente der Maschine basierend auf mindestens teilweise dem Datensignal bestimmt, das von dem mindestens einen Sensor empfangen wurde; und einen Prozessor zur Ausführung der ersten Datenstruktur zur Bestimmung des Schadensfaktors aufweist.
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Die Lebensdaueranzeige dient dazu, darüber zu informieren, wie lang die verbleibende Lebensdauer einzelner Komponenten ist. Sie dient nicht dazu, zu überprüfen, ob die überwachte Komponente bestimmungsgemäß genutzt wurde, z. B. ob der Reifenluftdruck der jeweiligen Beladung angepasst wurde.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein System bereitzustellen, das es ermöglicht, die bestimmungsgemäße Benutzung von Reifen zu fördern.
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Diese Aufgabe wird durch ein System zur Bestimmung von Reifendruck und Achslast eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Bestimmung eines Lastkollektivs bei einem Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, ein System zur gleichzeitigen Erfassung von Reifendruck und Achslast eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, wobei das Kraftfahrzeug zumindest einen Reifen mit einem Reifendruck und zumindest eine Achse aufweist. Vorteilhaft sind in diesem System dazu ein Reifendruckerfassungsmittel, welches zur Erfassung des Reifendrucks ausgebildet ist, ein Achslasterfassungsmittel, welches zur Erfassung der Achslast ausgebildet ist, sowie ein Berechnungsmittel, welches zur Berechnung eines Lastkollektivs ausgebildet ist, vorgesehen, wobei das Berechnungsmittel die durch das Reifendruckerfassungsmittel und das Achslasterfassungsmittel zur Verfügung gestellten Werte durch zeitliche Korrelierung zu dem Lastkollektiv weiterverarbeitet.
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Als Erfassungsmittel bieten sich vorteilhaft solche Sensoren an, die ohnehin im Kraftfahrzeug vorhanden sind. Durch die (zukünftig gesetzlich vorgeschriebene) Erfassung und Anzeige des Reifendrucks, sind entsprechende Sensoren vorhanden. Es kann sich dabei z. B. um Drucksensoren zur direkten Messung handeln. Es ist aber auch möglich, den Reifendruck indirekt, z. B. durch eine Überwachung des Abrollumfangs des Reifens, zu bestimmen. Im Falle eines Druckabfalls in einem Reifen verringert sich dessen Außendurchmesser, wodurch die Drehzahl dieses Rades in Relation zu den anderen Rädern ansteigt. In vielen Fahrzeugen, insbesondere in Lastkraftwagen, sind auch bereits Sensoren zur Erfassung der Achslast (Achslastsensoren) vorhanden. In dem hier vorliegenden Kontext bezieht sich die Bezeichnung Achslast dabei sowohl auf die von dem Kraftfahrzeug auf die Achse ausgeübte Last, als auch auf die, von der Achse auf die Straße ausgeübte Last, da sich diese beiden Werte durch eine einfache Addition/Subtraktion des Gewichts der Achse ineinander umrechnen lassen. Der Achslastsensor kann z. B. ein Dehnungsstreifensensor oder ein Drucksensor sein.
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Vorteilhaft wird das Erfassen des aktuellen Reifendrucks sowie der Achslast kontinuierlich oder wiederholend zu vorbestimmten Zeitpunkten oder kontinuierlich während eines vorbestimmten Zeitintervalls oder wiederholend zu vorbestimmten Zeitpunkten für ein vorbestimmtes Zeitintervall durchgeführt. Dadurch kann eine Historie der Nutzung des Fahrzeugs erstellt werden.
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Vorzugsweise werden die Sensorinformationen durch so genanntes Polling (zyklisches Abfragen) erhalten. Gleichwertig ist aber die Verwendung von Interrupt-Requests (Unterbrechungsanforderungen) oder ein rekursiver Aufbau. Das Berechnungsmittel verarbeitet die durch das Reifendruckerfassungsmittel und das Achslasterfassungsmittel zur Verfügung gestellten Werte vorzugsweise durch zeitliche Korrelierung weiter zu einem Lastkollektiv.
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In einer Variante der Erfindung wird durch die oben genannten Maßnahmen als Lastkollektiv der Reifendruck über der Achslast ermittelt.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung befindet sich das Berechnungsmittel zur Berechnung des Lastkollektivs im oder am Kraftfahrzeug. Vorteilhaft ist das Berechnungsmittel mit dem Reifendruckerfassungsmittel und dem Achslasterfassungsmittel verbunden und so eingerichtet, dass es die vom Reifendruckerfassungsmittel und dem Achslasterfassungsmittel empfangenen Daten verarbeiten kann. Es ist auch möglich, dass das Reifendruckerfassungsmittel, das Achslasterfassungsmittel und das Berechnungsmittel in einem Bauteil vereint sind.
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Vorzugsweise befindet sich das Berechnungsmittel zur Berechnung des Lastkollektivs außerhalb des Kraftfahrzeugs. Vorteilhaft werden die vom Reifendruckerfassungsmittel und dem Achslasterfassungsmittel erfassten Daten zunächst in einem Speicher, welcher sich im oder am Kraftfahrzeug befindet, zwischengespeichert und später an das Berechnungsmittel übermittelt.
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Weiterhin vorzugsweise ist zur zeitlichen Korrelierung ein Zeiterfassungsmittel vorgesehen, das zur Erfassung der aktuellen Zeit ausgebildet ist. Außerdem ist vorzugsweise ein internes Speichermittel vorgesehen, wobei das Zeiterfassungsmittel mit dem Berechnungsmittel und/oder dem internen Speichermittel verbunden ist. Das Zeiterfassungsmittel dient dazu, die aktuelle Zeit zu erfassen. Im hier vorliegenden Kontext ist dabei die Erfassung des aktuellen Zeitpunktes, also auch das Datum gemeint. Nur durch die Verknüpfung dieser Zeit-Information mit den durch das Reifendruckerfassungsmittel und das Achslasterfassungsmittel erfassten Daten, ist die zeitliche Korrelierung dieser Daten möglich. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Speichermittel um einen permanenten (z. B. ROM, PROM) oder semipermanenten Speicher (z. B. EPROM, Flash-EEPROM), da dieser die gespeicherten Daten auch ohne andauernde Stromversorgung sichert. Allerdings ist auch die Verwendung jedes anderen geeigneten Speichers möglich. Vorteilhaft ist das Zeiterfassungsmittel mit dem Berechnungsmittel verbunden, sofern sich das Berechnungsmittel im oder am Kraftfahrzeug befindet. Dies ermöglicht es dem Berechnungsmittel, den empfangenen Daten einen aktuellen Zeitstempel hinzuzufügen, welcher es ermöglicht, eine Historie der Nutzung des Kraftfahrzeugs zu erstellen. Auf diese Weise kann die zu einem Zeitpunkt herrschende Achslast dem zu diesem Zeitpunkt herrschendem Reifendruck an der Achse zugeordnet werden.
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Weiterhin vorteilhaft ist das Zeiterfassungsmittel mit dem Speichermittel verbunden. Dies ermöglicht es, den vom Reifendruckerfassungsmittel und dem Achslasterfassungsmittel zur Verfügung gestellten Daten einen aktuellen Zeitstempel hinzuzufügen, welcher es später ermöglicht, die jeweiligen Daten zu korrelieren.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung umfasst das Zeiterfassungsmittel eine unabhängige Uhr und/oder einen Empfänger für Signale mit Zeitinformationen.
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Vorzugsweise sind eine Sendeschnittstelle und eine korrespondierende Empfangsschnittstelle vorgesehen, wobei sich die Sendeschnittstelle im oder am Kraftfahrzeug und die Empfangsschnittstelle außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet und die Sendeschnittstelle so eingerichtet ist, dass sie Daten senden kann und die Empfangsschnittstelle so eingerichtet ist, dass sie von der Sendeschnittstelle gesendete Daten empfangen kann. Die Übertragung der Daten kann dabei sowohl analog, als auch digital (parallel oder seriell) erfolgen.
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Weiterhin vorzugsweise erfolgt die Übermittlung der Kommunikation zwischen der Sendeschnittstelle und der Empfangsschnittstelle insbesondere drahtlos, wobei insbesondere die Kommunikation zwischen der Sendeschnittstelle und der Empfangsschnittstelle verschlüsselt erfolgt, indem die Sendeschnittstelle und die Empfangsschnittstelle jeweils Mittel zum Verschlüsseln und/oder Entschlüsseln der Daten aufweisen. Neben der drahtlosen Übertragung der Daten (z. B. Funkübertragung, lnfrarotkommunikation) sind grundsätzlich auch eine Glasfaser oder ein anderes Medium denkbar. Zur Verschlüsselung der Daten sind alle gängigen Verschlüsselungsmethoden geeignet.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist die externe Schnittstelle mit einem Auswertungsmittel zur Auswertung der übertragenen Daten verbunden. Die Auswertung des Lastkollektivs soll insbesondere Auskunft darüber geben, welchen Belastungen das Kraftfahrzeug ausgesetzt war und wie pfleglich mit den Reifen des Fahrzeugs umgegangen wurde, insbesondere welche Schädigungen für die Reifen eingetreten sind und welche Schädigungen durch Anpassung des Reifendrucks hätten vermieden werden können. Insbesondere der letzte Punkt kann beispielsweise eine Berechnungsgrundlage für die Individualisierung von Service Verträgen darstellen. Für Kraftfahrzeuge, die in der Vergangenheit pfleglich behandelt wurden oder die weniger Belastungen ausgesetzt waren, als es einem kalkulatorischen Erfahrungswert entspricht, könnten bessere Service Konditionen oder die Rückvergütung von Service-Beiträgen angeboten werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Systems, wobei sich das Berechnungsmittel im Kraftfahrzeug befindet; und
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2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Systems, wobei sich das Berechnungsmittel außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet.
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In 1 ist schematisch der Schaltplan einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems dargestellt, dessen zentrale Bestandteile ein Reifendruckerfassungsmittel 14, welches zur Erfassung des Reifendrucks ausgebildet ist, ein Achslasterfassungsmittel 13, welches zur Erfassung der Achslast ausgebildet ist, ein Berechnungsmittel 15, welches zur Berechnung eines Lastkollektivs ausgebildet ist, ein Zeiterfassungsmittel 16, das zur Erfassung der aktuellen Zeit ausgebildet ist, ein internes Speichermittel 17, eine Sendeschnittstelle 18, eine korrespondierende Empfangsschnittstelle 19 sowie ein Auswertungsmittel 20 zur Auswertung der übertragenen Daten sind.
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Das Reifendruckerfassungsmittel 14 ist mit einem Sensor 11, welcher den Reifendruck erfassen kann und dem Berechnungsmittel 15 verbunden. Es kann sich dabei um eine elektrische oder aber eine drahtlose oder eine sonstige Verbindung handeln. Das Achslasterfassungsmittel 13 ist mit einem Sensor 12, welcher die Achslast erfassen kann und dem Berechnungsmittel 15 verbunden. Es kann sich dabei wiederum um eine elektrische oder aber eine drahtlose oder eine sonstige Verbindung handeln. Das Berechnungsmittel 15 ist außerdem mit dem Zeiterfassungsmittel 16 und dem Speichermittel 17 verbunden. Die Verbindung mit dem Zeiterfassungsmittel 16 ermöglicht es dem Berechnungsmittel 15, den empfangenen Daten einen aktuellen Zeitstempel hinzuzufügen, welcher es ermöglicht, eine Historie der Nutzung des Kraftfahrzeugs zu erstellen. Es wäre aber ebenso denkbar, das Zeiterfassungsmittel 16 mit dem Speichermittel 17 zu verbinden. Dies wurde es ermöglichen es, den vom Reifendruckerfassungsmittel 14 und dem Achslasterfassungsmittel 13 zur Verfügung gestellten Daten einen aktuellen Zeitstempel hinzuzufügen, welcher es später ermöglicht, die jeweiligen Daten zu korrelieren. Durch die Verbindung zwischen Berechnungsmittel 15 und Speichermittel 17 ist es möglich, das durch das Berechnungsmittel 15 errechnete Lastkollektiv zu speichern. Bei dem Speichermittel 17 handelt es sich vorteilhaft um einen permanenten (z. B. ROM, PROM) oder semipermanenten Speicher (z. B. EPROM, Flash-EEPROM), da dieser die gespeicherten Daten auch ohne andauernde Stromversorgung sichert. Allerdings ist auch die Verwendung jedes anderen geeigneten Speichers möglich, solange dieser die Speicherung der Daten gewährleistet.
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Das Speichermittel 17 ist ferner mit einer Sendeschnittstelle 18 verbunden, welche mit einer korrespondierende Empfangsschnittstelle 19 außerhalb des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die gespeicherten Daten zur Auswertung abgefragt werden können.
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Die Kommunikation zwischen der Sendeschnittstelle 18 und der Empfangsschnittstelle 19 wird insbesondere drahtlos realisiert, wobei die Kommunikation zwischen der Sendeschnittstelle 18 und der Empfangsschnittstelle 19 verschlüsselt erfolgt, indem die Sendeschnittstelle 18 und die Empfangsschnittstelle 19 jeweils Mittel zum Verschlüsseln und/oder Entschlüsseln der Daten aufweisen. Neben der drahtlosen Übertragung der Daten (z. B. Funkübertragung, Infrarotkommunikation) sind grundsätzlich auch eine Glasfaser oder ein anderes Medium denkbar. Zur Verschlüsselung der Daten sind alle gängigen Verschlüsselungsmethoden geeignet.
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Schließlich ist die Empfangsschnittstelle 19 mit einem Auswertungsmittel 20 zur Auswertung der übertragenen Daten verbunden. Dies gewährleistet, dass die durch die Empfangsschnittstelle 19 empfangenen Daten an das Auswertungsmittel 20 weitergeleitet und von diesem ausgewertet werden können. Dazu könnte das Auswertungsmittel 20 beispielsweise auf einen Speicher zugreifen, in welchem die vom jeweiligen Fahrzeughersteller vorgegebenen Fülldrücke für die jeweiligen Achslasten gespeichert sind. Durch einen Vergleich mit den in der Praxis realisierten Fülldrücken kann die Auswertungseinheit 20 erkennen, ob das Kraftfahrzeug pfleglich behandelt wurde.
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In 2 ist schematisch der Schaltplan einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems dargestellt, welcher im Wesentlichen dem Schaltplan der 1 entspricht. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass das Berechnungsmittel 15 hier außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Das Reifendruckerfassungsmittel 14 ist mit einem Sensor 11, welcher den Reifendruck erfassen kann und dem Speichermittel 17 verbunden. Das Achslasterfassungsmittel 13 ist mit einem Sensor 12, welcher die Achslast erfassen kann und dem Speichermittel 17 verbunden. Es kann sich auch hier um eine elektrische oder drahtlose oder sonstige Verbindungen handeln. Das Zeiterfassungsmittel 16 ist ebenfalls mit dem Speichermittel 17 verbunden. Dies ermöglicht es, den vom Reifendruckerfassungsmittel 14 und dem Achslasterfassungsmittel 13 zur Verfügung gestellten Daten beim speichern einen aktuellen Zeitstempel hinzuzufügen, welcher es später ermöglicht, die jeweiligen Daten zu korrelieren. Das Speichermittel 17 ist wiederum mit einer eine Sendeschnittstelle 18 verbunden, welche mit einer korrespondierende Empfangsschnittstelle 19 außerhalb des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die gespeicherten Daten zur Auswertung abgefragt werden können. Hier ist die Empfangsschnittstelle 19 mit dem Berechnungsmittel 15 verbunden, welches wiederum mit einem Auswertungsmittel 20 zur Auswertung der übertragenen Daten verbunden ist. Die Berechnung des Lastkollektivs findet also außerhalb des Kraftfahrzeugs statt.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, dass Empfangsschnittstelle 19, Berechnungsmittel 15 und Auswertungsmittel 20 in einem Bauteil ausgeführt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19618658 A1 [0005]
- DE 10393954 T5 [0007]
