DE102011084291A1

DE102011084291A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von an einem Fahrzeug angeordneten Reifen

Info

Publication number: DE102011084291A1
Application number: DE102011084291A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Eichenseher
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-04-11
Also published as: WO2013053756A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von an einem Fahrzeug (10, 20, 30) angeordneten Reifen. Jeder zu überwachende Reifen ist mit mindestens einer Messeinrichtung zur Messung eines Parameters des jeweiligen Reifens und einer Sendeeinrichtung zur periodischen Übermittlung von Signalen an mindestens eine Empfangseinrichtung ausgestattet, wobei die Signale einen Wert des gemessenen Parameters umfassen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mindestens zwei Reifengruppen definiert (S11, S21, S31) und die am Fahrzeug angeordneten Reifen zu jeweils einer Reifengruppe (S12, S22, S32) zugeordnet. Für jede Reifengruppe wird mindestens ein Bewertungskriterium definiert (S13, S23, S33). Der Empfang von Signalen durch die mindestens eine Empfangseinrichtung wird überwacht (S14, S24, S34) und der Empfang für jeden zu überwachenden Reifen anhand der Reifengruppe, der der jeweilige Reifen zugeordnet ist, und des mindestens einen Bewertungskriteriums für diese Reifengruppe bewertet (S15, S25, S35).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von an einem Fahrzeug angeordneten Reifen, wobei jeder zu überwachende Reifen mit mindestens einer Messeinrichtung zur Messung eines Parameters des jeweiligen Reifens und einer Sendeeinrichtung zur periodischen Übermittlung von Signalen an mindestens eine Empfangseinrichtung ausgestattet ist, wobei die Signale einen Wert des gemessenen Parameters umfassen.
Aus der US 4978941 ist eine Vorrichtung zur Überwachung des Reifendrucks von Reifen, die an einem Lastkraftwagen angeordnet sind, vorbekannt. Der Lastkraftwagen besteht aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger bzw. Aufleger. Sowohl auf dem Zugfahrzeug, als auch auf dem Ende des Anhängers sind jeweils Empfangseinrichtungen angeordnet, um sicher zu stellen, dass sowohl die Signale der vorderen Reifen als auch die Signale der hinteren Reifen sicher empfangen werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges Verfahren sowie eine kostengünstige Vorrichtung zur Überwachung von an einem Fahrzeug angeordneten Reifen bereit zu stellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung werden durch die abhängigen Ansprüche angegeben.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Überwachung von an einem Fahrzeug angeordneten Reifen. Jeder der zu überwachenden Reifen ist dabei mit mindestens einer Messeinrichtung zur Messung eines Parameters des jeweiligen Reifens ausgestattet. Ein solcher Parameter kann beispielsweise der Reifendruck, die Temperatur des Reifens oder auch die als Latschlänge bezeichnete Reifenaufstandslänge des jeweiligen Reifens sein. Jeder zu überwachende Reifen weist darüber hinaus eine Sendeeinrichtung zur periodischen Übermittlung von Signalen an mindestens eine Empfangseinrichtung auf. Die Signale umfassen dabei einen Wert des gemessenen Parameters. Erfindungsgemäß werden mindestens zwei Reifengruppen definiert und die am Fahrzeug angeordneten Reifen jeweils zu einer Reifengruppe zugeordnet. Für jede Reifengruppe wird mindestens ein Bewertungskriterium definiert. Der Empfang von Signalen durch die mindestens eine Empfangseinrichtung wird überwacht und für jeden zu überwachenden Reifen bewertet. Die Bewertung erfolgt dabei anhand der Reifengruppe, der der jeweilige Reifen zugeordnet ist, und des mindestens ein Bewertungskriteriums für diese Reifengruppe.
Auf diese Weise ist es möglich, die Signale, die von einer ersten Reifengruppe stammen, anders zu bewerten als die Signale, die von einer zweiten Reifengruppe herrühren. Insbesondere kann bei einer geeigneten Ausgestaltung des Verfahrens nur eine Empfangseinrichtung vorgesehen sein. Natürlich ist an der Empfangseinrichtung die Feldstärke von Signalen, die von weiter entfernten Reifen gesendet werden, geringer als die Signalstärke von in der Nähe befindlichen Reifen. Dies kann jedoch durch eine entsprechende Zuordnung zu den Reifengruppen berücksichtigt werden.
Jede Reifengruppe kann sich durch mindestens ein Bewertungskriterium von den anderen Reifengruppen unterscheiden. Wie bereits erwähnt, kann als Parameter mindestens ein Parameter aus einer Gruppe von Reifendruck, Reifentemperatur und Latschlänge oder auch ein anderer Parameter verwendet werden.
Für das mindestens eine Bewertungskriterium können ein oder mehrere Bewertungskriterien verwendet werden. Insbesondere kommen die folgenden Kriterien in Betracht:

– unterer und/oder oberer Schwellwert für den Reifendruck,
– unterer und/oder oberer Schwellwert für eine Reifentemperatur,
– unterer und/oder oberer Schwellwert für eine Latschlänge,
– oberer Schwellwert für eine Zeitdauer, seit der von der Sendeeinrichtung des zu überwachenden Reifens kein Signal mehr empfangen wurde, und
– unterer und/oder oberer Schwellwert für ein Verhältnis zwischen einem Parameter eines ersten Reifens und einem Parameter eines zweiten Reifens.

Je nach Ausführungsform kann also beispielsweise der Fahrer des Fahrzeugs alarmiert werden, wenn in einer ersten Reifengruppe ein Reifen einen Reifendruck aufweist, der einen ersten Schwellwert unterschreitet, oder, wenn in einer zweiten Reifengruppe ein Reifen einen Druck aufweist, der einen zweiten Schwellwert unterschreitet. Es ist also eine unterschiedliche Behandlung der Reifen je nach ihrer Zuordnung zu den jeweiligen Reifengruppen möglich. Dabei ist die Erfindung natürlich nicht auf den Reifendruck beschränkt. Genauso gut kann beispielsweise eine Reifentemperatur überwacht werden.
Die mindestens zwei Reifengruppen können basierend auf einem oder mehreren Sachverhalten definiert werden. Beispielsweise kommt es in Frage, dass die Reifengruppen basierend auf Sicherheitsanforderungen gebildet werden. Die Sicherheitsanforderungen können dabei insbesondere von einer Anzahl von Reifen auf einer Achse abhängen. Beispielsweise ist es denkbar, dass bei einem Lastkraftwagen Achsen existieren, auf denen zwei Reifen angeordnet sind, während auf anderen Achsen vier Reifen, also zwei Doppelreifen, vorgesehen sind. Hierbei wäre ein Druckverlust in einem Reifen auf der Achse mit vier Reifen als weniger kritisch zu bewerten als ein Druckverlust in einem Reifen auf der Achse mit nur zwei Reifen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Entfernung der Reifen, die der jeweiligen Reifengruppe zugeordnet sind, zur Empfangseinrichtung bei der Definition der mindestens zwei Reifengruppen eine Rolle spielen. Eine Definition der Reifengruppen kann auch basierend auf mindestens einer Funktion erfolgen, die mittels der zu der Reifengruppe gehörigen Reifen erfüllt werden soll. Eine solche Funktion kann beispielsweise Lenken, Antreiben und/oder Bremsen sein. Genauso ist es denkbar, dass der Querschnitt und/oder der Typ der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen als Grundlage für die Definition der mindestens zwei Reifengruppen herangezogen wird. Auch der Einfluss der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen auf einen Energieverbrauch des Fahrzeugs kann bei der Definition der mindestens zwei Reifengruppen berücksichtigt werden.
Die mindestens zwei Reifengruppen müssen nicht statisch definiert werden, sondern es kann eine gewisse Dynamik vorgesehen sein. Insbesondere sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar, bei denen die mindestens zwei Reifengruppen, insbesondere während des Betriebs des Fahrzeuges, verändert werden. Auch ein Ändern des Bewertungskriteriums während des Betriebs des Fahrzeugs kann vorgesehen sein. Insbesondere ist es möglich, das Bewertungskriterium in Abhängigkeit eines Bremsvorgangs zu verändern. Zu denken ist hier insbesondere an eine Temperaturüberwachung eines Reifens, der an einer Achse angeordnet ist, an der gebremst wird. Durch den Bremsvorgang entsteht Wärme, die Einfluss auf den entsprechenden Reifen nimmt, so dass dieser bezüglich einer Wärmewarnschwelle anders zu beurteilen sein kann als ein Reifen, der sich auf einer Achse befindet, an der nicht gebremst wird.
In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Ausgabe einer Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs basierend auf einem Ergebnis der Bewertung des Empfangs.
Darüber hinaus umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Überwachung von an einem Fahrzeug angeordneten Reifen. Jeder zu überwachende Reifen ist wiederum mit mindestens einer Messeinrichtung zur Messung eines Parameters des jeweiligen Reifens und mit einer Sendeinrichtung zur periodischen Übermittlung von Signalen ausgestattet. Dabei umfassen die Signale einen Wert des gemessenen Parameters. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung mindestens eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Signalen von Sendeeinrichtungen der zu überwachenden Reifen. Darüber hinaus ist eine Speichereinrichtung vorgesehen zum Speichern einer Definition von mindestens zwei Reifengruppen, einer Zuordnung der am Fahrzeug angeordneten Reifen zu jeweils einer Reifengruppe und zum Speichern von mindestens einem Bewertungskriterium für jede Reifengruppe. Zusätzlich sind eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen des Empfangs von Signalen durch die mindestens eine Empfangseinrichtung und eine Bewertungseinrichtung zum Bewerten des Empfangs für jeden zu überwachenden Reifen anhand der Reifengruppe, der der jeweilige Reifen zugeordnet ist, und des mindestens einen Bewertungskriteriums für diese Reifengruppe vorgesehen.
Mithilfe dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, den Empfang von Signalen durch die Empfangseinrichtung zu überwachen und den Empfang je nach Reifengruppe, zu der ein Reifen gehört, unterschiedlich zu bewerten. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn sich jede Reifengruppe durch mindestens ein Bewertungskriterium von den anderen Reifengruppen unterscheidet. Als Parameter kann beispielsweise mindestens ein Parameter aus einer Gruppe von Reifendruck, Reifentemperatur und Latschlänge oder auch ein anderer Parameter verwendet werden.
Die Bewertungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, als ein Bewertungskriterium mindestens ein Kriterium aus der folgenden Gruppe von Kriterien zu verwenden:

Die Definition von mindestens zwei Reifengruppen kann auf mindestens einem Element aus der folgenden Gruppe basieren:

– Sicherheitsanforderung, wobei die Sicherheitsanforderung insbesondere von einer Anzahl von Reifen auf einer Achse abhängt,
– Entfernung der Reifen, die der jeweiligen Reifengruppe zu geordnet sind, zur Empfangseinrichtung,
– mindestens eine Funktion, die mittels der zu einer Reifengruppe gehörigen Reifen erfüllt werden soll, wobei die Funktion insbesondere ein oder mehrere Elemente aus Lenken, Antreiben und Bremsen umfasst,
– Querschnitt der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen,
– Typ der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen und
– Einfluss der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen auf einen Energieverbauch des Fahrzeugs.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einer Änderungseinrichtung zum Ändern der mindestens zwei Reifengruppen ausgestattet sein. Eine solche Änderung kann insbesondere während des Betriebs des Fahrzeugs vorgenommen werden. Darüber hinaus kann die Änderungseinrichtung alternativ oder zusätzlich dazu eingerichtet sein, ein oder mehrere Bewertungskriterien während des Betriebs des Fahrzeugs zu ändern. Insbesondere kann die Änderungseinrichtung dazu eingerichtet sein, ein Bewertungskriterium in Abhängigkeit eines Bremsvorganges zu verändern. Beispielsweise wäre es denkbar, dass eine erlaubte Höchsttemperatur eines Reifens während eines längeren Bremsvorgangs angehoben wird, sofern sich der Reifen auf einer Achse befindet, an der gebremst wird.
In einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Ausgabeeinrichtung auf zum Ausgeben einer Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs basierend auf einem Ergebnis der Bewertungseinrichtung.
Zusätzlich umfasst die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen oder auch ein Nutzfahrzeug, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist. Dabei kann ein solches erfindungsgemäßes Fahrzeug insbesondere ein Zugfahrzeug und gegebenenfalls einen Anhänger bzw. Aufleger umfassen. Darüber hinaus kann ein solches Fahrzeug mindestens eine Achse mit vier Reifen aufweisen.
Weitere Details der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigen
1a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer Seitenansicht von links;
1b das Fahrzeug aus 1a in einer Seitenansicht von rechts;
1c eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2a eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer Seitenansicht von links;
2b das Fahrzeug aus 2a in einer Seitenansicht von rechts;
2c eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
3a eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer Seitenansicht von links;
3b das Fahrzeug aus 3a in einer Seitenansicht von rechts;
3c eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
4a eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
4b eine Tabelle, wie sie in der Speichereinrichtung der Vorrichtung nach 4a gespeichert sein könnte.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Die 1a und 1b illustrieren eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10. Das Fahrzeug 10 ist in 1a von links und in 1b von rechts dargestellt. Das Fahrzeug 10 weist ein Zugfahrzeug 11 und einen Anhänger 12 auf. Eine nicht gezeigte Empfangseinrichtung ist am Zugfahrzeug 11 angeordnet. Dieses umfasst die Räder L11, L12, L13, R11, R12 und R13. Diese sind einer ersten Gruppe G11 zugeordnet. Der Anhänger 12 besitzt weitere sechs Räder L14, L15, L16, R14, R15 und R16, die einer zweiten Gruppe G12 zugeordnet sind.
Jeder der Reifen L11 bis L16 und R11 bis R16 besitzt eine Messeinrichtung, die den Druck des jeweiligen Reifens misst. Über eine Sendeeinrichtung wird im vorliegenden Beispiel alle zwei Minuten von jedem Reifen ein Signal an die Empfangseinrichtung gesendet, das den gemessenen Wert des Reifendrucks umfasst. Die Empfangseinrichtung ist dabei am Zugfahrzeug 11 angeordnet.
Naturgemäß kommen die von den Reifen der zweiten Gruppe G12 ausgesendet Signale bei der Empfangseinrichtung mit einer schwächeren Feldstärke an als die Signale, die aus der ersten Gruppe G11 stammen. Daher ist es für die Signale der zweiten Gruppe G12 wesentlich wahrscheinlicher, dass diese nicht die Empfangseinrichtung erreichen, als für die Signale der ersten Gruppe G11. Würde man bei allen Reifen jeweils dann eine defekte Mess- oder Sendeeinrichtung vermuten, wenn 7 Perioden, also 14 Minuten, lang kein Signal empfangen wurde, so würde bei den Reifen der zweiten Gruppe G12 wesentlich häufiger ein Fehlalarm ausgelöst werden als für die Reifen der ersten Gruppe G11. Gleichzeitig ist zu berücksichtigen, dass ein Druckverlust in einem der Reifen der ersten Gruppe G11 kritischer zu bewerten ist als ein Druckverlust in einem der Reifen der zweiten Gruppe G12. Denn über die Reifen L11 und R11 wird gelenkt und über die Reifen L12, R12, L13, R13 wird das Zugfahrzeug 11 angetrieben. Sollte beispielsweise der Reifen L15 Druck verlieren, so könnte dessen Traglast problemlos von den beiden Reifen L14 und L16 aufgefangen werden.
Darüber hinaus ist zu beachten, dass im Nutzfahrzeugbereich häufig so genannte Doppelreifen zum Einsatz kommen, also zwei Reifen, die direkt nebeneinander angeordnet sind. Auch bei diesen ist natürlich ein Druckverlust in einem der Reifen des Doppelreifens weniger kritisch zu beurteilen als ein Druckverlust in einem Reifen, über den gelenkt oder das Fahrzeug angetrieben wird.
Im Folgenden soll mit Bezug auf 1c eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden, das in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt wird, die am Zugfahrzeug 11 angeordnet ist. Zunächst werden in Schritt S11 eine erste Reifengruppe G11 und eine zweite Reifengruppe G12 definiert. Das entscheidende Kriterium für die Zuordnung ist im dargestellten Beispiel (siehe 1a und 1b), dass die Räder der ersten Reifengruppe G11 zum Zugfahrzeug 11 und die Räder der zweiten Reifengruppe G12 zum Anhänger 12 gehören. Die Reifen der Reifengruppe G11 haben strengere Sicherheitsanforderungen als die Reifen der zweiten Reifengruppe G12, da über die Reifen der ersten Reifengruppe G11 gelenkt, angetrieben und gebremst wird. Gleichzeitig besitzen die Reifen der zweiten Reifengruppe G12 einen sehr viel größeren Abstand zur Empfangseinrichtung als die Räder der ersten Reifengruppe G11.
Im Schritt S12 werden die Reifen des Fahrzeugs 10 den Gruppen entsprechend zugeordnet. Wie bereits erwähnt wurde, werden die Reifen L11 bis L13 und R11 bis R13 der ersten Reifengruppe G11 und die Reifen L14 bis L16 und R14 bis R16 der zweiten Reifengruppe G12 zugeordnet.
Für jede Reifengruppe wird in Schritt S13 mindestens ein Bewertungskriterium definiert. Dieser Schritt soll im Folgenden anhand eines Beispiels erläutert werden. Bei der ersten Reifengruppe G11 soll ein Warnsignal ausgegeben werden, wenn 7 Perioden lang, also 14 Minuten lang, von einem entsprechenden Reifen dieser Reifengruppe kein Signal an der Empfangseinrichtung empfangen wurde. Darüber hinaus wird definiert, dass der Druck der Reifen L11 bis L13 und R11 bis R13 zwischen 7 und 8 bar liegen soll. Für die zweite Reifengruppe G12 wird definiert, dass eine Warnung auszugeben ist, wenn in 21 aufeinanderfolgenden Perioden, also 42 Minuten lang, kein Signal von den Reifen der zweiten Reifengruppe 12 empfangen wurde. Darüber hinaus sollen die Reifen L14 bis L16 und R14 bis R16 einen Druck zwischen 8 und 9 bar aufweisen.
In Schritt S14 wird der Empfang von Signalen durch die Empfangseinrichtung überwacht. Nehmen wir beispielsweise an, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Überwachung erkannt wird, dass der Reifen L11 einen Reifendruck von 6,5 bar, der Reifen R12 einen Druck von 7,8 bar, der Reifen L13 einen Druck von 8,2 bar, der Reifen L14 einen Druck von 8,8 bar, der Reifen R14 einen Druck von 8,2 bar, der Reifen L15 einen Druck von 7,6 bar, der Reifen L16 einen Druck von 8,5 bar und der Reifen R16 einen Druck von 8,4 bar aufweist. Gleichzeitig wird festgestellt, dass vom Reifen R11 seit 16 Minuten, vom Reifen L12 seit 6 Minuten, vom Reifen 13 seit 12 Minuten und vom Reifen R15 seit 50 Minuten kein Signal vorliegt.
Im Schritt S15 wird dieses Überwachungsergebnis dann bewertet. Der Reifen L11 gehört zu der ersten Reifengruppe G11, so dass sein Druck zwischen 7 und 8 bar liegen soll. 6,5 bar liegt darunter, so dass eine Warnung ausgegeben wird. Der Reifen R11 gehört ebenfalls zur ersten Reifengruppe G11. Entsprechend ist das Bewertungskriterium heranzuziehen, dass mindestens alle 14 Minuten ein Signal von diesem Reifen vorliegen soll. Da 16 Minuten über diesem Bewertungskriterium liegt, wird ebenfalls eine Warnung ausgegeben. Vom Reifen L12 liegt seit 6 Minuten kein Signal vor. Dies ist gemessen am Bewertungskriterium von 14 Minuten unbedenklich. Auch der Druck des Reifens R12 ist in Ordnung. Der Druck des Reifens L13 liegt jedoch über dem Schwellwert von 8 bar, so dass hier ebenfalls eine Warnung auszugeben ist. Von Reifen R13 liegt seit 12 Minuten kein Signal vor. Da dies noch kleiner ist als die geforderten 14 Minuten, wird noch keine Warnung erzeugt.
Die Reifen L14 bis R16 gehören zur zweiten Reifengruppe G12, so dass die Bewertungskriterien dieser zweiten Reifengruppe anzulegen sind. Der Druck des Reifen L15 liegt mit 7,6 bar unter den geforderten 8 bar Mindestdruck, so dass eine Warnung veranlasst wird. Von Reifen R15 liegt seit 50 Minuten kein Signal vor. Dieser Wert liegt über dem Bewertungskriterium von 42 Minuten, so dass eine Warnung zu veranlassen ist. Die restlichen Werte liegen im Rahmen dessen, was von den Bewertungskriterien der zweiten Reifengruppe gefordert wird, so dass hier keine Warnung erforderlich ist.
Bei der Bewertung des Empfangs wird also jeweils berücksichtigt, zu welcher Gruppe der zu überwachende Reifen gehört und welche Bewertungskriterien für diese Reifengruppe definiert wurden. Die Bewertungskriterien können so für die jeweilige Reifengruppe optimiert werden. Durch diese Optimierbarkeit ist es beispielsweise möglich, nur eine Empfangseinrichtung vorzusehen. Eine zweite Empfangseinrichtung am Ende des Anhängers 12 kann entfallen. Der Umstand, dass Signale der zweiten Reifengruppe G12 mit einer sehr viel höheren Wahrscheinlichkeit die Empfangseinrichtung am Zugfahrzeug nicht erreichen, kann durch ein großzügigeres Bewertungskriterium für die zweite Reifengruppe G12 hinsichtlich des Verlustes von Signalen Rechnung getragen werden. Da die Sicherheitsanforderungen für die Reifen der zweiten Reifengruppe G12 geringer sind als für die Reifen der ersten Reifengruppe G11, ist ein solches großzügigeres Bewertungskriterium im Lichte der Verkehrssicherheit vertretbar.
Um herauszufinden, in welchem Verhältnis die Schwellwerte hinsichtlich des Verlustes von Signalen stehen sollten, kann beispielsweise durch Versuche herausgefunden werden, wie viel wahrscheinlicher es ist, dass Signale von Reifen der zweiten Reifengruppe G12 verloren gehen. Wenn der Empfang der Signale aus der zweiten Reifengruppe G12 nur ein Drittel so gut ist wie von Reifen der ersten Reifengruppe G11, so kann beispielsweise die Zeitdauer, bei deren Verstreichen bei Nichtempfangen entsprechender Signale eine Warnung ausgegeben wird, für die zweite Reifengruppe G12 dreimal so lang sein wie für die erste Reifengruppe G11.
Die 2a und 2b verdeutlichen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 20. Wiederum ist das Fahrzeug von links (2a) und von rechts (2b) dargestellt. Die Räder der Lenkachse L21 und R21 sind einer ersten Reifengruppe G21 zugeordnet. Eine zweite Reifengruppe G22 umfasst die Räder L22 und R22 der Antriebsachse. Somit sind die Reifen des Zugfahrzeugs 21 zwei Reifengruppen zugeordnet. Die Reifen L23 bis L25 und R23 bis R25 des Anhängers 22 sind einer dritten Reifengruppe G23 zugeordnet. Die Empfangseinrichtung befindet sich wiederum im Zugfahrzeug 21.
Die 2c illustriert eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, dass sich auf das in den 2a und 2b gezeigte Fahrzeug 20 bezieht. In Schritt S21 werden drei Reifengruppen G21, G22 und G23 definiert. Dabei umfasst die erste Reifengruppe G21 die Reifen der Lenkachse, die zweite Reifengruppe G22 die Reifen der Antriebsachse und die dritte Reifengruppe G23 alle übrigen Reifen mit niedrigeren Sicherheitsanforderungen. In Schritt S22 werden die Reifen L21 und R21 der ersten Reifengruppe G21, die Reifen L22 und R22 der zweiten Reifengruppe G22 und alle übrigen Reifen der dritten Reifengruppe G23 zugeordnet.
Für jede Reifengruppe werden in Schritt S23 Bewertungskriterien definiert. Bei der ersten Reifengruppe G21 soll die Reifentemperatur unter 85°C liegen. Darüber hinaus ist gefordert, dass mindestens alle 14 Minuten ein Signal von den Reifen dieser Reifengruppe eingeht. Über die Reifen der zweiten Reifengruppe G22 wird das Fahrzeug nicht nur angetrieben, sondern auch gebremst. Gerade durch den Bremsvorgang können sich die Reifen dieser Reifengruppe erheblich erhitzen, so dass für sie ein höherer oberer Temperaturschwellwert von 100°C gelten soll. Zusätzlich wird gefordert, dass mindestens alle 14 Minuten von den Reifen der zweiten Reifengruppe G22 ein Signal an der Empfangseinrichtung eingeht. Die Reifen der dritten Reifengruppe G23 haben die geringsten Sicherheitsanforderungen, so dass es ausreicht, wenn alle 42 Minuten ein Signal empfangen wird. Da über die Reifen der dritten Reifengruppe G23 weder gelenkt, angetrieben, noch gebremst wird, kann als oberer Schwellwert 80°C verwendet werden.
In Schritt S24 wird wiederum der Empfang von Signalen durch die Empfangseinrichtung überwacht. Es soll angenommen werden, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt die Reifen L21 und R21 eine Temperatur von 77°C und die Reifen L22 und R22 eine Temperatur von 98°C bzw. 102°C melden. Die Reifen L23, R23, L24, R24 und L25 befinden sich jeweils auf einem Temperaturniveau von 75°C. Der Reifen R25 hat seit 50 Minuten kein Signal übertragen.
In Schritt S25 wird dieser Empfang bewertet. Die Temperatur des Reifens R22 von 102°C liegt über der erlaubten Höchsttemperatur von 100°C, so dass hier eine Temperaturwarnung ausgegeben wird. Der Reifen R25 gehört zur dritten Reifengruppe G23, für die ein oberer Schwellwert für den Empfang von Signalen von 42 Minuten gilt. Da 50 Minuten über diesem Schwellwert liegt, wird auch hier eine Warnung ausgegeben. Die übrigen Werte bewegen sich im Rahmen des Erlaubten.
In einer weiteren Ausführungsform ist der obere Schwellwert von 100°C für die zweite Reifengruppe G22 veränderlich. Nur wenn wirklich gebremst wird, liegt dieser Wert bei 100°C. In Phasen, in denen die Bremse nicht betätigt wird, liegt der entsprechende Wert wie für die erste Reifengruppe G21 bei 85°C.
Die 3a und 3b zeigen eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 30 von links (3a) und von rechts (3b). Das Fahrzeug 30 umfasst ein Zugfahrzeug 31 und einen Anhänger 32, wobei die Reifen L31, L32, R31, R32 des Zugfahrzeugs 31 einer ersten Reifengruppe G31 zugeordnet sind. Die Reifen L33 bis L36 und R33 bis R36 des Anhängers 32 befinden sich in einer zweiten Reifengruppe G32. Die Reifen der ersten Reifengruppe G31 weisen einen anderen Reifentyp und einen anderen Querschnitt auf als die Reifen der zweiten Reifengruppe G32, so dass für die Reifen der ersten Reifengruppe G31 ein anderer empfohlener Kaltdruck gilt als für die Reifen der zweiten Reifengruppe G32.
Anhand der dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 30 soll mit Bezug auf 3c eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden. Die zwei Reifengruppen G31 und G32 werden in Schritt S31 definiert. In Schritt S32 werden die Reifen L31, L32, R31 und R32 zu der ersten Reifengruppe G31 und alle übrigen Reifen zu der zweiten Reifengruppe G32 zugeordnet.
Für die Reifen der ersten Reifengruppe G31 gilt ein empfohlener Kaltdruck von 8 bar und für die Reifen der zweiten Reifengruppe G32 ein empfohlener Kaltdruck von 9 bar. Da ein Druckverlust von Reifen am Zugfahrzeug kritischer zu beurteilen ist als ein Druckverlust in den Reifen des Anhängers, wird für die erste Reifengruppe G31 ein oberer Schwellwert von 10 Minuten für die Ankunft von Signalen definiert. Für die Reifen der zweiten Reifengruppe G32 gilt ein entsprechend großzügiger oberer Schwellwert von 20 Minuten. Erfahrungsgemäß ist der Anhänger 32 für den weit größeren Teil des Rollwiderstandes des Fahrzeugs 30 verantwortlich. Entsprechend ist eine Einhaltung des empfohlenen Kaltdruckes für die Reifen der zweiten Reifengruppe G32 kritischer als für die Reifen der ersten Reifengruppe G31. Daher wird für die Reifen der ersten Reifengruppe G31 eine Abweichung von 15% vom empfohlenen Kaltdruck toleriert. Dementsprechend liegt ein unterer Schwellwert für diese erste Reifengruppe G31 bei 6,8 bar. Bei den Reifen der zweiten Reifengruppe G32 soll nur eine Abweichung von 10% vom empfohlenen Kaltdruck ohne Konsequenzen bleiben, so dass entsprechend ein unterer Schwellwert von 8,1 bar definiert wird.
In Schritt S34 wird der Empfang von Signalen durch die Empfangseinrichtung überwacht. Nehmen wir an, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt der Reifen L31 einen Druck von 6,5 bar und der Reifen L35 einen Druck von 7,8 bar meldet. Von den Reifen R32 und L34 fehlt seit 12 bzw. 24 Minuten ein entsprechendes Signal. Alle anderen Werte sind im Rahmen des Erlaubten.
In Schritt S35 findet eine entsprechende Bewertung des Empfangs statt. Die 6,5 bar Reifendruck des Reifens L31 sind gemäß dem Bewertungskriterium für die erste Reifengruppe G31 zu niedrig. Der Reifendruck von 7,8 bar des Reifens L35 unterschreitet ebenfalls den für die zweite Reifengruppe G32 anzusetzenden Mindestdruck von 8,1 bar. Somit wird für die Reifen L31 und L35 eine Druckwarnung ausgegeben. Vom Reifen R32 wird gemäß der Bewertungskriterien für die erste Reifengruppe G31 erwartet, dass mindestens alle 10 Minuten ein Signal eingeht. Somit sind 12 Minuten zu lang und es wird eine entsprechende Warnung ausgegeben. Für den Reifen L34 gilt das entsprechende Kriterium der zweiten Reifengruppe G32. Da 24 Minuten über dem anzusetzenden Schwellwert von 20 Minuten liegen, wird auch für den Reifen L34 eine Warnung erzeugt.
Natürlich werden die Schritte des Überwachens des Empfangens von Signalen und der Schritt des Bewerten des Empfangs vorzugsweise periodisch ausgeführt, um eine fortdauernde Überwachung der zu überwachenden Reifen zu erreichen.
Bei einer vierten nicht gezeigten Ausführungsform werden die Reifen des Zugfahrzeugs und des Anhängers jeweils zu einer Reifengruppe zusammengefasst. Bei den Reifen des Anhängers werden sowohl der Reifendruck als auch die entsprechende Latschlänge ermittelt. Sollte sich ergeben, dass auf einer der beiden Seiten trotz eines vergleichbaren Reifendrucks eine größere Latschlänge vorliegt als auf der anderen Seite, so kann darauf geschlossen werden, dass der Anhänger ungleichmäßig beladen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann also für die Reifen des Anhängers ein Bewertungskriterium definiert werden, das von einem Verhältnis einer Latschlänge eines ersten Reifens zu einer Latschlänge eines zweiten Reifens abhängig ist. Sollten die Latschlängen zu stark voneinander abweichen, wird eine Warnung ausgegeben.
4a zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung von an einem Fahrzeug angeordneten Reifen. Die gezeigte Vorrichtung 40 umfasst eine Empfangseinrichtung 41. Diese empfängt entsprechende Signale von den Sendeeinrichtungen der zu überwachenden Reifen. Mittels einer Überwachungseinrichtung 42 wird der Empfang von Signalen durch die Empfangseinrichtung 41 überwacht. Eine Bewertungseinrichtung 43 besitzt Zugriff auf eine Speichereinrichtung 44. Diese speichert eine Definition der Reifengruppen, eine Zuordnung der am Fahrzeug angeordneten Reifen zu jeweils einer Reifengruppe und die Bewertungskriterien für die jeweilige Reifengruppe. Basierend auf diesen gespeicherten Informationen und den Ergebnissen der Überwachungseinrichtung 42 bewertet die Bewertungseinrichtung 43 den Empfang von Signalen. Sollte eins der Bewertungskriterien nicht erfüllt werden, wird über eine Ausgabeeinrichtung 45 eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Die Funktion der Überwachungseinrichtung 42 und der Bewertungseinrichtung 43 kann beispielsweise durch einen einzigen Mikroprozessor übernommen werden.
4b illustriert ein Beispiel einer Tabelle 50, die durch die Speichereinrichtung 44 der Vorrichtung 40 gespeichert werden kann. In Spalte 51 werden die Reifengruppen gespeichert. Die Spalte 52 gibt an, welche Reifen einer entsprechenden Reifengruppe zugeordnet sind. In der Spalte 53 wird vermerkt, welche Bewertungskriterien für die Reifengruppe vorgesehen sind.
Die mit Bezug auf die Figuren gemachten Ausführungen sind rein illustrativ und nicht beschränkend zu verstehen. Natürlich können an den beschriebenen Ausführungsformen erhebliche Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich, wie er in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist, zu verlassen. Darüber hinaus sind die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen miteinander kombinierbar, um so weitere für den Anwendungszweck optimierte Ausführungsformen bereit zu stellen.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
11: Zugfahrzeug
12: Anhänger
L11–L16: linke Reifen
R11–R16: rechte Reifen
G11: erste Gruppe
G12: zweite Gruppe
S11: Definieren von mindestens zwei Reifengruppen
S12: Zuordnen der am Fahrzeug angeordneten Reifen zu jeweils einer Reifengruppe
S13: Definieren mindestens eines Bewertungskriteriums für jede Reifengruppe
S14: Überwachen des Empfangs von Signalen durch die Empfangseinrichtung
S15: Bewerten des Empfangs für jeden zu überwachenden Reifen
20: Fahrzeug
21: Zugfahrzeug
22: Anhänger
L21–L25: linke Reifen
R21–R25: rechte Reifen
G21: erste Reifengruppe
G22: zweite Reifengruppe
G23: dritte Reifengruppe
S21: Definieren von mindestens zwei Reifengruppen
S22: Zuordnen der am Fahrzeug angeordneten Reifen zu jeweils einer Reifengruppe
S23: Definieren mindestens eines Bewertungskriteriums für jede Reifengruppe
S24: Überwachen des Empfangs von Signalen durch die Empfangseinrichtung
S25: Bewerten des Empfangs für jeden zu überwachenden Reifen
30: Fahrzeug
31: Zugfahrzeug
32: Anhänger
L31–L36: linke Reifen
R31–R36: rechte Reifen
G31: erste Reifengruppe
G32: zweite Reifengruppe
S31: Definieren von mindestens zwei Reifengruppen
S32: Zuordnen der am Fahrzeug angeordneten Reifen zu jeweils einer Reifengruppe
S33: Definieren mindestens eines Bewertungskriteriums für jede Reifengruppe
S34: Überwachen des Empfangs von Signalen durch die Empfangseinrichtung
S35: Bewerten des Empfangs für jeden zu überwachenden Reifen
40: Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
41: Empfangseinrichtung
42: Überwachungseinrichtung
43: Bewertungseinrichtung
44: Speichereinrichtung
45: Ausgabeeinrichtung
50: Beispiel für in der Speichereinrichtung gespeicherte Daten
51: Spalte für die Reifengruppe
52: Spalte für die der Reifengruppe zugeordnete Reifen
53: Spalte für die Bewertungskriterien für die Reifengruppe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4978941 [0002]

Claims

Verfahren zur Überwachung von an einem Fahrzeug angeordneten Reifen (L11–L16, R11–R16; L21–L25, R21–R25; L31–L36, R31–R36), wobei jeder zu überwachende Reifen mit mindestens einer Messeinrichtung zur Messung eines Parameters des jeweiligen Reifens und einer Sendeeinrichtung zur periodischen Übermittlung von Signalen an mindestens eine Empfangseinrichtung (41) ausgestattet ist, wobei die Signale einen Wert des gemessenen Parameters umfassen, mit den Schritten – Definieren von mindestens zwei Reifengruppen (S11; S21; S31), – Zuordnen der am Fahrzeug angeordneten Reifen zu jeweils einer Reifengruppe (S12; S22; S32), – Definieren mindestens eines Bewertungskriteriums für jede Reifengruppe (S13; S23; S33), – Überwachen des Empfangs von Signalen durch die mindestens eine Empfangseinrichtung (S14; S24; S34), – Bewerten des Empfangs für jeden zu überwachenden Reifen (S15; S25; S35) anhand der Reifengruppe, der der jeweilige Reifen zugeordnet ist, und des mindestens einen Bewertungskriteriums für diese Reifengruppe.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich jede Reifengruppe (G11, G12; G21, G22, G23; G31, G32) durch mindestens ein Bewertungskriterium von den anderen Reifengruppen unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als Parameter mindestens ein Parameter aus einer Gruppe von Reifendruck, Reifentemperatur und Latschlänge verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als ein Bewertungskriterium mindestens ein Kriterium aus einer Gruppe von unterer und/oder oberer Schwellwert für den Reifendruck, unterer und/oder oberer Schwellwert für eine Reifentemperatur, unterer und/oder oberer Schwellwert für eine Latschlänge, oberer Schwellwert für eine Zeitdauer, seit der von der Sendeeinrichtung des zu überwachenden Reifens kein Signal mehr empfangen wurde, und unterer und/oder oberer Schwellwert für ein Verhältnis zwischen einem Parameter eines ersten Reifens und einem Parameter eines zweiten Reifens verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei Reifengruppen definiert werden basierend auf mindestens einem Element aus einer Gruppe von – Sicherheitsanforderung, wobei die Sicherheitsanforderung insbesondere von einer Anzahl von Reifen auf einer Achse abhängt, – Entfernung der Reifen, die der jeweiligen Reifengruppe zugeordnet sind, zur Empfangseinrichtung, – mindestens eine Funktion, die mittels der zu einer Reifengruppe gehörigen Reifen erfüllt werden soll, wobei die Funktion insbesondere ein oder mehrere Elemente aus Lenken, Antreiben und Bremsen umfasst, – Querschnitt der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen, – Typ der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen und – Einfluss der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen auf einen Energieverbrauch des Fahrzeugs.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt Ändern der mindestens zwei Reifengruppen, insbesondere während des Betriebs des Fahrzeugs, und/oder mit dem Schritt Ändern des Bewertungskriteriums während des Betriebs des Fahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit eines Bremsvorgangs.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt Ausgeben einer Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs basierend auf einem Ergebnis des Schrittes Bewerten des Empfangs.
Vorrichtung (40) zur Überwachung von an einem Fahrzeug angeordneten Reifen (L11–L16, R11–R16; L21–L25, R21–R25; L31–L36, R31–R36), wobei jeder zu überwachende Reifen mit mindestens einer Messeinrichtung zur Messung eines Parameters des jeweiligen Reifens und einer Sendeeinrichtung zur periodischen Übermittlung von Signalen ausgestattet ist, wobei die Signale einen Wert des gemessenen Parameters umfassen, wobei die Vorrichtung (40) umfasst: – mindestens eine Empfangseinrichtung (41) zum Empfangen von Signalen von Sendeeinrichtungen der zu überwachenden Reifen; – eine Speichereinrichtung (44) zum Speichern – einer Definition von mindestens zwei Reifengruppen (G11, G12; G21, G22, G23; G31, G32) – einer Zuordnung der am Fahrzeug angeordneten Reifen zu jeweils einer Reifengruppe und – zum Speichern von mindestens einem Bewertungskriterium für jede Reifengruppe; – eine Überwachungseinrichtung (42) zum Überwachen des Empfangs von Signalen durch die mindestens eine Empfangseinrichtung (41) und – eine Bewertungseinrichtung (43) zum Bewerten des Empfangs für jeden zu überwachenden Reifen anhand der Reifengruppe, der der jeweilige Reifen zugeordnet ist, und des mindestens einen Bewertungskriteriums für diese Reifengruppe.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei sich jede Reifengruppe (G11, G12; G21, G22, G23; G31, G32) durch mindestens ein Bewertungskriterium von den anderen Reifengruppen unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei als Parameter mindestens ein Parameter aus einer Gruppe von Reifendruck, Reifentemperatur und Latschlänge verwendet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Bewertungseinrichtung (43) dazu eingerichtet ist, als ein Bewertungskriterium mindestens ein Kriterium aus einer Gruppe von unterer und/oder oberer Schwellwert für den Reifendruck, unterer und/oder oberer Schwellwert für eine Reifentemperatur, unterer und/oder oberer Schwellwert für eine Latschlänge, oberer Schwellwert für eine Zeitdauer, seit der von der Sendeeinrichtung des zu überwachenden Reifens kein Signal mehr empfangen wurde, und unterer und/oder oberer Schwellwert für ein Verhältnis zwischen einem Parameter eines ersten Reifens und einem Parameter eines zweiten Reifens zu verwenden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Definition von mindestens zwei Reifengruppen basiert auf mindestens einem Element aus einer Gruppe von – Sicherheitsanforderung, wobei die Sicherheitsanforderung insbesondere von einer Anzahl von Reifen auf einer Achse abhängt, – Entfernung der Reifen, die der jeweiligen Reifengruppe zugeordnet sind, zur Empfangseinrichtung, – mindestens eine Funktion, die mittels der zu einer Reifengruppe gehörigen Reifen erfüllt werden soll, wobei die Funktion insbesondere ein oder mehrere Elemente aus Lenken, Antreiben und Bremsen umfasst, – Querschnitt der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen, – Typ der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen und – Einfluss der zu der jeweiligen Reifengruppe gehörigen Reifen auf einen Energieverbrauch des Fahrzeugs.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, mit einer Änderungseinrichtung zum Ändern der mindestens zwei Reifengruppen, insbesondere während des Betriebs des Fahrzeugs, und/oder zum Ändern des Bewertungskriteriums während des Betriebs des Fahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit eines Bremsvorgangs.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Vorrichtung mit einer Ausgabeeinrichtung (45) zum Ausgeben einer Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs basierend auf einem Ergebnis der Bewertungseinrichtung (43) gekoppelt ist.
Fahrzeug (10; 20; 30), insbesondere Lastkraftwagen oder Nutzfahrzeug, mit einer Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei das Fahrzeug insbesondere ein Zugfahrzeug (11; 21; 31) und einen Anhänger bzw. einen Aufleger (12; 22; 32) umfasst.