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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Drucksystem für eine Reifenanordnung eines Fahrzeugs.
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HINTERGRUND
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Manche Fahrzeuge weisen Reifendrucküberwachungssysteme auf. Jeder Reifen des Fahrzeugs weist einen Druck auf, der in Form von Druckdaten über einen Fahrzeug-Controller an einen Bediener des Fahrzeugs übermittelt wird. Ein Drucksensor und andere zugehörige Schaltungen können jedem Rad und dem daran montierten Reifen spezifisch zugeordnet sein. Zeigt die Bedienerbenachrichtigung an, dass der Reifendruck zu gering oder zu hoch ist, so muss der Bediener die Temperatur mit einem Druckluftkompressor, einem Reifendruckmessgerät und dergleichen manuell anpassen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird ein Drucksystem für eine Reifenanordnung eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Drucksystem umfasst ein Reifensystem, ein Radsystem und eine Steuerventilanordnung. Das Reifensystem umfasst einen Reifen, der einen Innenhohlraum definiert, der dafür ausgelegt ist, ein erstes Druckluftvolumen in sich zu fassen. Das Radsystem definiert einen Reservebehälter, der dafür ausgelegt ist, ein zweites Druckluftvolumen in sich zu fassen. Die Steuerventilanordnung steht in Fluidverbindung mit dem Innenhohlraum des Reifens und mit dem Reservebehälter. Die Steuerventilanordnung ist dafür ausgelegt, selektiv Luft von dem Reservebehälter in den Innenhohlraum des Reifens zu leiten, so dass ein Soll-Luftdruck in dem Innenhohlraum des Reifens erreicht wird. Die Steuerventilanordnung ist dafür ausgelegt, selektiv Luft von dem Innenhohlraum des Reifens in die Umgebungsluft zu leiten, so dass ein Soll-Luftdruck in dem Innenhohlraum des Reifens erreicht wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung wird ein Fahrzeug mit einem Fahrzeug-Controller und einem Drucksystem bereitgestellt. Das Drucksystem steht in funktionaler Verbindung mit dem Fahrzeug-Controller. Das Drucksystem umfasst ein Reifensystem, ein Radsystem, eine Steuerventilanordnung und eine Steuereinheit. Das Reifensystem umfasst einen Reifen, der einen Innenhohlraum definiert, der dafür ausgelegt ist, ein erstes Druckluftvolumen in sich zu fassen. Das Radsystem definiert einen Reservebehälter, der dafür ausgelegt ist, ein zweites Druckluftvolumen in sich zu fassen. Die Steuerventilanordnung steht jeweils mit dem Innenhohlraum des Reifens und mit dem Reservebehälter in Fluidverbindung. Die Steuereinheit steht in funktionaler Verbindung mit der Steuerventilanordnung und mit dem Fahrzeug-Controller. Die Steuereinheit ist dafür ausgelegt, ein Steuersignal von dem Fahrzeug-Controller zu empfangen und ein entsprechendes Signal an die Steuerventilanordnung zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung einen Luftstrom von dem Reservebehälter in den Innenhohlraum des Reifens erlaubt, um einen Soll-Luftdruck in dem Innenhohlraum des Reifens zu erreichen. Die Steuereinheit ist dafür ausgelegt, ein anderes Steuersignal von dem Fahrzeug-Controller zu empfangen und ein anderes entsprechendes Signal an die Steuerventilanordnung zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung einen Luftstrom von dem Reservebehälter in den Innenhohlraum des Reifens unterbindet, sobald ein Soll-Luftdruck in dem Innenhohlraum des Reifens erreicht ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung wird ein Drucksystem für eine Reifenanordnung eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Drucksystem umfasst ein Reifensystem, ein Rad und eine Steuerventilanordnung. Das Reifensystem umfasst einen Reifen, der einen Innenhohlraum definiert, der dafür ausgelegt ist, ein erstes Druckluftvolumen in sich zu fassen. Das Rad umfasst eine Nabe, eine Felge und eine Mehrzahl von Speichen. Die Felge umgibt die Nabe. Die Speichen verbinden die Nabe und die Felge radial. Die Felge definiert einen Randhohlraum und eine jede der Speichen definiert einen Rippenhohlraum. Der Randhohlraum und die Rippenhohlräume stehen in Fluidverbindung miteinander, um einen Reservebehälter zu definieren, der dafür ausgelegt ist, ein zweites Druckluftvolumen in sich zu fassen. Die Steuerventilanordnung steht jeweils mit dem Innenhohlraum des Reifens und mit dem Reservebehälter in Fluidverbindung. Die Steuerventilanordnung ist dafür ausgelegt, selektiv Luft von dem Reservebehälter in den Innenhohlraum des Reifens zu leiten, so dass ein Soll-Luftdruck in dem Innenhohlraum des Reifens erreicht wird. Die Steuerventilanordnung ist dafür ausgelegt, selektiv Luft von dem Innenhohlraum des Reifens in die Umgebungsluft zu leiten, so dass ein Soll-Luftdruck in dem Innenhohlraum des Reifens erreicht wird.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der besten Umsetzungsarten der Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit vier Reifenanordnungen und einem Fahrzeug-Controller, der mit einer jeden der Reifenanordnungen kommuniziert.
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2 ist ein schematisches Blockdiagramm des Fahrzeugs mit einem Fahrzeug-Controller und einem Drucksystem.
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3 ist ein anderes schematisches Blockdiagramm des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug-Controller, dem Drucksystem und einem Aktor.
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4 ist ein weiteres schematisches Blockdiagramm des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug-Controller, dem Drucksystem und dem Aktor.
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5 ist eine schematische, perspektivische Seitenansicht eines Kerneinsatzes zur Ausbildung von Hohlräumen im Inneren eines Rads;
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6 ist eine zum Teil Auslassungen aufweisende, schematische Perspektivansicht der Reifenanordnung, die das an einem Rad der Reifenanordnung angebrachte Drucksystem veranschaulicht, wobei das Rad aus dem Kerneinsatz aus 5 gebildete Hohlräume definiert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Für den Fachmann ist festzustellen, dass Begriffe wie ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”aufwärts”, ”abwärts”, ”obere, -r, -s”, ”untere, -r, -s”, usw. in beschreibender Weise für die Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen hinsichtlich des Umfangs der Offenbarung darstellen, welcher in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.
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In den Figuren, auf welche nun Bezug genommen wird und in denen gleiche Zahlen über die verschiedenen Ansichten hinweg gleiche Bauteile anzeigen, ist ein Fahrzeug in 1 allgemein unter 20 gezeigt. Das Fahrzeug 20 umfasst vier Reifenanordnungen 22, von denen eine jede in funktionaler Verbindung mit einem Fahrzeug-Controller 23 steht. Es ist festzustellen, dass das Fahrzeug 20 nicht darauf beschränkt ist, vier Reifenanordnungen 22 aufzuweisen, da das Fahrzeug 20 jede beliebige Anzahl von Reifenanordnungen 22 umfassen kann. In 2, auf welche nun Bezug genommen wird, umfasst jede Reifenanordnung 22 ein Drucksystem 28.
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In 1, 2 und 6, auf welche nun Bezug genommen wird, umfasst das Drucksystem 28, das dafür ausgelegt ist, einen darin herrschenden Luftdruck selbsttätig zu regulieren, ein Druckmodul 35, ein Reifensystem 29 und ein Radsystem 33. Das Druckmodul 35 steht jeweils in funktionaler Verbindung mit dem Reifensystem 29 und dem Radsystem 33. Das Reifensystem 29 umfasst einen Reifen 24 und einen Reifensensor 54. Das Radsystem 33 umfasst einen Reservebehälter 40 und einen Radsensor 52. Der Radsensor 52 ist dafür ausgelegt, einen Druck und/oder eine Temperatur in dem Reservebehälter 40 zu bestimmen. Der Reifen 24 ist an dem Rad 26 angebracht. Bei dem Reifen 24 kann es sich um einen Reifen 24 von beliebiger Art, Form, Größe und/oder Konstruktion handeln, wie etwa, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, um einen Radialreifen oder einen Diagonalreifen. Der Reifensensor 54 ist dafür ausgelegt, einen Druck und/oder eine Temperatur in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu bestimmen.
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In 6, auf welche Bezug genommen wird, ist das Rad 26 kreisförmig und umfasst einen Umfang 30, der eine Drehachse 32 der Reifenanordnung 22 umgibt. Die Reifenanordnung 22 ist dafür ausgelegt, sich in eine erste Richtung 31A und eine zweite Richtung 31B, die der ersten Richtung 31A entgegengesetzt ist, zu drehen. Der Reifen 24 ist derart an dem Rad 26 an dessen Umfang 30 montiert, dass der Umfang 30 und der Reifen 24 im Zusammenwirken miteinander einen Innenhohlraum 34 des Reifens 24 definieren. Der Innenhohlraum 34 des Reifens 24 wird bekanntermaßen als das eingeschlossene Luftvolumen der Reifenanordnung 22 bezeichnet. Wenn der Reifen 24 an dem Rad 26 montiert wird, wird der Innenhohlraum 34 mit Gas, wie beispielsweise Luft, unter Druck gesetzt, um die Reifenanordnung 22, wie allgemein bekannt, aufzublasen.
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In 2, auf welche nun Bezug genommen wird, umfasst das Druckmodul 35 eine Steuerventilanordnung 42, eine Steuereinheit 46 und eine Energiespeichervorrichtung 48. Die Steuereinheit 46 steht in funktionaler Verbindung mit dem Fahrzeug-Controller 23. Die Steuereinheit 46 ist dafür ausgelegt, selektiv Signale an die Steuerventilanordnung 42 zu senden. Die Steuerventilanordnung 42 kann ein oder mehrere Ventile umfassen, die dafür ausgelegt sind, in Ansprechen auf die von der Steuereinheit 46 empfangenen Signale S1 eine Luftverbindung zwischen dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24, dem Reservebehälter 40 und der Umgebungsluft ATM bereitzustellen.
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Die Energiespeichervorrichtung 48 steht in funktionaler Verbindung mit der Steuereinheit 46, dem Radsensor 52 und dem Reifensensor 54. Die Energiespeichervorrichtung 48 ist dafür ausgelegt, der Steuereinheit 46, dem Radsensor 52 und dem Reifensensor 54 elektrischen Strom (Pfeil C1) zuzuführen. Die Steuereinheit 46 ist ihrerseits dafür ausgelegt, selektiv die Signale S1 an die Steuerventilanordnung 42 zu senden. Demgemäß kann es sich bei dem Signal S1 ebenfalls um einen elektrischen Strom handeln.
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In 2, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, ist der Reifensensor 54 dafür ausgelegt, einen Druck und eine Temperatur von Luft in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu bestimmen. Der Reifensensor 54 ist dafür ausgelegt, ein Reifensignal (Pfeil S2), das dem bestimmten Druck und der bestimmten Temperatur entspricht, an die Steuereinheit 46 zu übertragen. Die Steuereinheit 46 ist ihrerseits dafür ausgelegt, selektiv ein Zustandssignal (Pfeil S3) betreffend den bestimmten Druck und die bestimmte Temperatur in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 an den Fahrzeug-Controller 23 zu übertragen. Der Fahrzeug-Controller 23 kann bestimmen, ob der Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 abhängig von dem bestimmten Druck und der bestimmten Temperatur erhöht oder abgesenkt werden muss.
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Der Radsensor 52 ist dafür ausgelegt, einen Druck und eine Temperatur in dem Reservebehälter 40 zu bestimmen. Der Radsensor 52 ist dafür ausgelegt, ein Signal (Pfeil S4), das dem bestimmten Druck und der bestimmten Temperatur entspricht, an die Steuereinheit 46 zu übertragen. Die Steuereinheit 46 ist ihrerseits dafür ausgelegt, selektiv ein Zustandssignal (Pfeil S3) betreffend den bestimmten Druck und die bestimmte Temperatur in dem Reservebehälter 40 an den Fahrzeug-Controller 23 zu übertragen. Der Fahrzeug-Controller 23 kann bestimmen, ob der Druck in Reservebehälter 40 abhängig von dem bestimmten Druck und der bestimmten Temperatur erhöht oder abgesenkt werden muss.
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Demgemäß ist der Fahrzeug-Controller 23 dafür ausgelegt, zu bestimmen, ob der Druck und die Temperatur in dem Reservebehälter 40 und dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 einem Solldruck und einer Solltemperatur entsprechen. Zur Durchführung dieser Bestimmung kann der Fahrzeug-Controller 23 dafür ausgelegt sein, ein beliebiges aus einer Anzahl von Computerbetriebssystemen zu verwenden und allgemein computerausführbare Befehle zu umfassen, wobei die Befehle durch einen oder mehrere Computer ausführbar sein können. Computerausführbare Befehle können von Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert sein, die mittels einer Mehrzahl von allgemein bekannten Programmiersprachen und/oder Programmiertechniken erzeugt worden sind, wie etwa, als Beispiele ohne einschränkenden Charakter und allein oder in Kombination miteinander, JavaTM C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, usw.
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Die den Fahrzeug-Controller 23 verkörpernde, physische Hardware kann einen oder mehrere digitale Computer mit einem Prozessor 56 und einem Speicher 58, z. B. einem Festwertspeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem elektrisch löschbaren und programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), einem Taktgeber mit hoher Geschwindigkeit, einer Analog/Digital(A/D)- und einer Digital/Analog(D/A)-Wandlerschaltung, Eingabe-/Ausgabeschaltungen und -geräten (E/A-Schaltungen und Geräten) einschließlich eines oder mehrerer Sende-/Empfangsgeräte 60 zum Empfangen und Übertragen aller für die Durchführung eines Verfahrens erforderlichen Signale, sowie geeignete Signalaufbereitungs- und -pufferschaltungen umfassen. Jeglicher in dem Fahrzeug-Controller 23 residente oder durch diesen zugängliche Computercode, einschließlich eines Algorithmus, kann in dem Speicher 58 gespeichert werden und über den/die Prozessor(en) 56 ausgeführt werden, um die weiter unten dargelegte Funktionalität bereitzustellen.
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Der Fahrzeug-Controller 23 aus 1 kann als ein einzelnes oder ein verteiltes Steuergerät ausgelegt sein. Der Fahrzeug-Controller 23 kann mit einem jeden der Drucksysteme 28 in Funkverbindung stehen oder elektrisch verbunden sein, und zwar über geeignete Steuerkanäle, z. B. ein Controller Area Network (CAN) oder einen seriellen Bus, einschließlich beispielsweise aller erforderlichen Übertragungsleiter, sei es festverdrahtet oder über Funk, die für das Übertragen und Empfangen von erforderlichen Steuersignalen zum Überwachen und Steuern des Drucksystems 28 einer jeden Reifenanordnung 22 des Fahrzeugs 20 ausreichend sind.
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In 1 und 2, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, kann, falls der Fahrzeug-Controller 23 feststellt, dass der Druck im Inneren des Reservebehälters 40 zu niedrig ist, der Fahrzeug-Controller 23 eine Meldung M übertragen, um einen Bediener des Fahrzeugs 20 zu warnen, dass der Druck in dem Reservebehälter 40 zu niedrig ist. Falls der Fahrzeug-Controller 23 feststellt, dass der Druck im Inneren des Reservebehälters 40 zu hoch ist oder der Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu niedrig ist, kann der Fahrzeug-Controller 23 ebenfalls ein Signal (Pfeil S5) an die Steuereinheit 46 eines entsprechenden Drucksystems 28 der entsprechenden Reifenanordnung 22 übertragen. In Ansprechen auf den Empfang des Signals (Pfeil S5) ist die Steuereinheit 46 dafür ausgelegt, ein entsprechendes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 42 zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung 42 in den betätigten Zustand gesetzt wird, bis der Luftdruck im Inneren des Reservebehälters 40 auf einen Solldruck abgesenkt ist und/oder der Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 einen Solldruck erreicht.
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In 2, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, kann die Steuereinheit 46 ein Befehlssignal S3 von dem Fahrzeug-Controller 23 empfangen, wonach ein erforderlicher Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 erreicht werden soll. In Ansprechen darauf kann die Steuereinheit 46 ein Signal S1 an die Steuerventilanordnung 42 übertragen, mit welchem die Steuerventilanordnung 42 angewiesen wird, Luft von dem Reservebehälter 40 (Pfeil F1) in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 (Pfeil F2) zu leiten, bis der Solldruck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 erreicht ist. Sobald der Luftdruck erreicht ist, kann der Fahrzeug-Controller 23 ein anderes Befehlssignal (Pfeil S3) an die Steuereinheit 46 übertragen. In Ansprechen darauf kann die Steuereinheit 46 ein anderes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 42 übertragen, mit welchem die Steuerventilanordnung 42 angewiesen wird, einen weiteren Luftstrom von dem Reservebehälter 40 in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu unterbinden.
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Der Fahrzeug-Controller 23 kann bestimmen, dass der Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 erhöht werden muss. Der Fahrzeug-Controller 23 kann demgemäß ein Steuersignal (Pfeil S2) an die Steuereinheit 46 übertragen. Die Steuereinheit 46 kann ihrerseits ein Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 42 senden, so dass die Steuerventilanordnung 42 einen Luftstrom von dem Reservebehälter 40 (Pfeil F1) in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 (Pfeil F2) erlaubt. Die Steuereinheit 46 ist außerdem dafür ausgelegt, selektiv ein anderes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 42 zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung 42 einen Luftstrom von dem Reservebehälter 40 in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 unterbindet.
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In 2, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, kann die Steuereinheit 46 in Ansprechen auf den Empfang eines Steuersignals (Pfeil S2) von dem Fahrzeug-Controller 23 ein Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 42 senden, so dass die Steuerventilanordnung 42 einen Luftstrom von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 (Pfeil F3) in die Umgebungsluft ATM (Pfeil F4) erlaubt. Sobald ein Soll-Luftdruck erreicht ist, kann die Steuereinheit 46 ein daraufhin erfolgendes Steuersignal (Pfeil S2) von dem Fahrzeug-Controller 23 empfangen. In Ansprechen darauf sendet die Steuereinheit 46 ein anderes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 42, so dass die Steuerventilanordnung 42 einen Luftstrom von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in die Umgebungsluft ATM unterbindet.
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Überdies kann die Steuerventilanordnung 42 dafür ausgelegt sein, in Ansprechen darauf, dass ein Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 größer als ein vorbestimmter Druck ist, automatisch einen Luftstrom von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in die Umgebungsluft ATM zu erlauben. Die Steuerventilanordnung 42 kann somit zumindest ein Einwegventil umfassen, das dafür ausgelegt ist, sich automatisch zu öffnen, um Luft von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in die Umgebungsluft ATM entweichen zu lassen, wenn ein Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 größer als ein vorbestimmter Druck ist.
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Die Reifenanordnung 29 kann außerdem dafür ausgelegt sein, Druckluft von einer externen Quelle ES (Pfeil F5) zu empfangen. Der Reifen 24 kann somit ein Einwegventil umfassen, das dafür ausgelegt ist, eine Zufuhr von Druckluft von der externen Quelle ES in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu erlauben, wenn die von der externen Quelle ES bereitgestellte Druckluft einen größeren Druck als einen vorbestimmten Schwellenwertdruck aufweist. Bei der externen Quelle ES kann es sich um einen Druckluftkompressor, eine Pumpe und dergleichen handeln.
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Ebenso kann der Reservebehälter 40 dafür ausgelegt sein, Druckluft von der externen Quelle ES (Pfeil F6) zu empfangen. Der Reservebehälter 40 kann ein Einwegventil umfassen, das dafür ausgelegt ist, eine Zufuhr von Druckluft von der externen Quelle ES in den Reservebehälter 40 zu erlauben, wenn die von der externen Quelle ES bereitgestellte Druckluft einen größeren Druck als einen vorbestimmten Schwellenwertdruck aufweist.
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In 3, auf welche nun Bezug genommen wird, ist eine andere Ausführungsform des Drucksystems 128 gezeigt. Das Drucksystem 128 umfasst ein Druckmodul 135, ein Reifensystem 129 und ein Radsystem 133. Das Druckmodul 135 steht in funktionaler Verbindung mit dem Reifensystem 129 und dem Radsystem 133. Das Reifensystem 129 umfasst einen Reifensensor 54 und den Innenhohlraum 34 des Reifens 24. Das Radsystem 133 umfasst einen Reservebehälter 40 und einen Radsensor 52.
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Das Druckmodul 135 umfasst eine Steuerventilanordnung 142, eine Steuereinheit 146 und eine Energiespeichervorrichtung 148. Die Steuereinheit 146 steht in funktionaler Verbindung mit dem Fahrzeug-Controller 23. Die Steuereinheit 146 ist dafür ausgelegt, selektiv Signale (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 142 zu senden. Die Steuerventilanordnung 142 kann somit ein oder mehrere Ventile umfassen, die dafür ausgelegt sind, eine Luftverbindung zwischen dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24, dem Reservebehälter 40 und der Umgebungsluft ATM bereitzustellen oder auf andere Weise zu erleichtern.
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Die Energiespeichervorrichtung 148 steht in funktionaler Verbindung mit der Steuereinheit 146. Die Energiespeichervorrichtung 148 ist dafür ausgelegt, der Steuereinheit 146 elektrischen Strom (Pfeil C1) zuzuführen. Die Steuereinheit 146 ist ihrerseits dafür ausgelegt, selektiv ein Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 142 zu senden.
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In 3, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, kann die Steuereinheit 146 ein Befehlssignal S3 von dem Fahrzeug-Controller 23 empfangen, wonach ein bestimmter Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 erreicht werden soll. In Ansprechen darauf kann die Steuereinheit 146 ein Signal S1 an die Steuerventilanordnung 142 übertragen, mit welchem die Steuerventilanordnung 142 angewiesen wird, Luft von dem Reservebehälter 40 (Pfeil F1) in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 (Pfeil F2) zu leiten, bis der Soll-Luftdruck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 erreicht ist. Sobald der Luftdruck erreicht ist, kann der Fahrzeug-Controller 23 ein anderes Befehlssignal (Signal S3) an die Steuereinheit 146 übertragen. In Ansprechen darauf kann die Steuereinheit 146 ein anderes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 142 übertragen, mit welchem die Steuerventilanordnung 142 angewiesen wird, einen Luftstrom von dem Reservebehälter 40 in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu unterbinden.
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Die Steuereinheit 146 ist dafür ausgelegt, selektiv ein Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 142 senden, so dass die Steuerventilanordnung 142 einen Luftstrom von dem Reservebehälter 40 (Pfeil F1) in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 (Pfeil F2) erlaubt. Die Steuereinheit 146 ist außerdem dafür ausgelegt, selektiv ein anderes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 142 zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung 142 einen Luftstrom von dem Reservebehälter 40 in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 unterbindet.
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In 3, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, ist die Steuereinheit 146 dafür ausgelegt, in Ansprechen auf den Empfang eines Befehlssignals (Pfeil S5) von dem Fahrzeug-Controller 23 selektiv ein Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 142 senden, so dass die Steuerventilanordnung 142 einen Luftstrom von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 (Pfeil F3) in die Umgebungsluft ATM (Pfeil F4) erlaubt. Die Steuereinheit 146 ist außerdem dafür ausgelegt, selektiv ein anderes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 142 zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung 142 einen Luftstrom von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in die Umgebungsluft ATM unterbindet.
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In 1 und 3, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, kann, falls der Fahrzeug-Controller 23 über das von dem Radsensor 52 empfangene Signal S4 feststellt, dass der Druck im Inneren des Reservebehälters 40 zu niedrig ist, der Fahrzeug-Controller 23 eine Meldung M übertragen, um einen Bediener des Fahrzeugs 20 zu warnen, dass der Druck in dem Reservebehälter 40 zu niedrig ist. Falls der Fahrzeug-Controller 23 jeweils über die von dem Reifensensor 54 bzw. dem Radsensor 52 empfangenen Signale S2 und/oder S4 feststellt, dass der Druck im Inneren des Reservebehälters 40 zu hoch ist oder der Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu niedrig ist, kann der Fahrzeug-Controller 23 ebenfalls ein Signal (Pfeil S5) an die Steuereinheit 146 eines entsprechenden Drucksystems 128 der entsprechenden Reifenanordnung 22 übertragen. In Ansprechen auf den Empfang des Signals (Pfeil S5) ist die Steuereinheit 146 dafür ausgelegt, ein entsprechendes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 142 zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung 142 in den betätigten Zustand gesetzt wird, bis der Luftdruck im Inneren des Reservebehälters 40 auf einen Solldruck verringert ist und/oder der Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 einen Solldruck erreicht.
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Überdies kann die Steuerventilanordnung 142 dafür ausgelegt sein, in Ansprechen darauf, dass ein Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 größer als ein vorbestimmter Druck ist, automatisch einen Luftstrom von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in die Umgebungsluft ATM zu erlauben. Die Steuerventilanordnung 142 kann somit zumindest ein Einwegventil umfassen, das dafür ausgelegt ist, sich automatisch zu öffnen, um Luft von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in die Umgebungsluft ATM entweichen zu lassen, wenn ein Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 größer als ein vorbestimmter Druck ist.
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Die Reifenanordnung 29 kann außerdem dafür ausgelegt sein, Druckluft von einer externen Quelle ES (Pfeil F5) zu empfangen. Der Reifen 24 kann somit ein Einwegventil umfassen, das dafür ausgelegt ist, eine Zufuhr von Druckluft von der externen Quelle ES in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu erlauben, wenn die von der externen Quelle ES bereitgestellte Druckluft einen größeren Druck als einen vorbestimmten Schwellenwertdruck aufweist. Bei der externen Quelle ES kann es sich um einen Druckluftkompressor, eine Pumpe und dergleichen handeln.
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In 3, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, kann die Druckanordnung 128 weiterhin eine Pumpe 156 umfassen. Die Pumpe 156 kann in selektiver Fluidverbindung mit dem Reservebehälter 40 und in funktionaler Verbindung mit einem Aktor 158 stehen. Der Aktor 158 steht in funktionaler Verbindung mit dem Fahrzeug-Controller 23. Die jeweils zwischen dem Aktor 158 und der Pumpe 156 bzw. dem Fahrzeug-Controller 23 vorhandene Verbindung kann jeweils drahtgebunden, drahtlos und dergleichen sein. Erfasst der Radsensor 52, dass ein Druck in dem Reservebehälter 40 zu gering ist, so kann der Fahrzeug-Controller 23 ein Signal (Pfeil S6) an den Aktor 158 übertragen. Der Aktor 158 überträgt seinerseits ein Signal (Pfeil 7) an die Pumpe 156, um den Betrieb der Pumpe 156 einzuleiten und so dem Reservebehälter 40 (Pfeil F7) Druckluft zuzuführen. Erfasst der Radsensor 52, dass der Druck in dem Reservebehälter 40 einen angemessenen Druckpegel aufweist, so überträgt der Fahrzeug-Controller 23 ein Signal (Pfeil S6) an den Aktor 158, wonach der Betrieb der Pumpe 156 zu beenden ist. Der Aktor 158 überträgt seinerseits ein anderes Signal (Pfeil 7) an die Pumpe 156, wodurch deren Betrieb eingestellt wird.
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In 4, auf welche nun Bezug genommen wird, ist eine andere Ausführungsform des Drucksystems 228 gezeigt. Das Drucksystem 228 umfasst ein Druckmodul 235, ein Reifensystem 229 und ein Radsystem 233. Das Druckmodul 235 steht in funktionaler Verbindung mit dem Reifensystem 229 und dem Radsystem 233. Das Reifensystem 229 umfasst einen Reifensensor 54 und den Innenhohlraum 34 des Reifens 24. Das Radsystem 133 umfasst einen Reservebehälter 40 und einen Radsensor 52.
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Das Druckmodul 235 umfasst eine Steuerventilanordnung 242, eine Steuereinheit 246 und eine Energiespeichervorrichtung 248. Die Steuereinheit 246 steht in funktionaler Verbindung mit dem Fahrzeug-Controller 23. Die Steuereinheit 246 ist dafür ausgelegt, selektiv Signale (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 242 zu senden. Die Steuerventilanordnung 242 kann somit ein oder mehrere Ventile umfassen, die dafür ausgelegt sind, eine Luftverbindung zwischen dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24, dem Reservebehälter 40 und der Umgebungsluft ATM bereitzustellen oder auf andere Weise zu erleichtern.
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Die Energiespeichervorrichtung 248 steht in funktionaler Verbindung mit der Steuereinheit 246. Die Energiespeichervorrichtung 248 ist dafür ausgelegt, der Steuereinheit 246 elektrischen Strom (Pfeil C1) zuzuführen. Die Steuereinheit 246 ist ihrerseits dafür ausgelegt, selektiv ein Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 242 zu senden.
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In 4, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, kann die Steuereinheit 246 ein Befehlssignal S3 von dem Fahrzeug-Controller 23 empfangen, wonach ein Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 erhöht werden soll. In Ansprechen darauf kann die Steuereinheit 246 ein Signal S1 an die Steuerventilanordnung 242 übertragen, mit welchem die Steuerventilanordnung 242 angewiesen wird, Luft von dem Reservebehälter 40 (Pfeil F1) in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 (Pfeil F2) zu leiten, bis der Soll-Luftdruck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 erreicht ist. Sobald der Luftdruck erreicht ist, kann der Fahrzeug-Controller 23 ein anderes Steuersignal (Pfeil S3) an die Steuereinheit 246 übertragen. In Ansprechen darauf kann die Steuereinheit 246 ein anderes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 242 übertragen, mit welchem die Steuerventilanordnung 242 angewiesen wird, einen Luftstrom von dem Reservebehälter 40 in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu unterbinden.
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Alternativ dazu kann die Steuereinheit 246 ein Befehlssignal (Pfeil S3) von dem Fahrzeug-Controller 23 empfangen, den Luftdruck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu verringern. In Ansprechen darauf kann die Steuereinheit 246 ein Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 242 übertragen, mit welchem die Steuerventilanordnung 242 angewiesen wird, Luft von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in den Reservebehälter 40 (Pfeil F8) zu leiten, bis der erforderliche Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 erreicht ist. Diese Luft kann in dem Reservebehälter 40 im Hinblick auf eine spätere Verwendung gespeichert werden.
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Die Steuereinheit 246 ist dafür ausgelegt, selektiv ein Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 242 senden, so dass die Steuerventilanordnung 242 einen Luftstrom von dem Reservebehälter 40 (Pfeil F1) in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 (Pfeil F2) erlaubt. Die Steuereinheit 246 ist außerdem dafür ausgelegt, selektiv ein anderes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 242 zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung 242 einen Luftstrom von dem Reservebehälter 40 in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 unterbindet.
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In 3, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, ist die Steuereinheit 246 dafür ausgelegt, in Ansprechen auf den Empfang eines Befehlssignals (Pfeil S5) von dem Fahrzeug-Controller 23 selektiv ein Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 242 senden, so dass die Steuerventilanordnung 242 einen Luftstrom von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 (Pfeil F3) in die Umgebungsluft ATM (Pfeil F4) erlaubt. Die Steuereinheit 246 ist außerdem dafür ausgelegt, selektiv ein anderes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 242 zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung 242 einen Luftstrom von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in die Umgebungsluft ATM unterbindet.
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In 1 und 4, auf welche weiterhin Bezug genommen wird, kann, falls der Fahrzeug-Controller 23 feststellt, dass der Druck im Inneren des Reservebehälters 40 zu niedrig ist, der Fahrzeug-Controller 23 eine Meldung M übertragen, um einen Bediener des Fahrzeugs 20 zu warnen, dass der Druck in dem Reservebehälter 40 zu niedrig ist. Darüber hinaus kann, falls der Fahrzeug-Controller 23 feststellt, dass der Druck im Inneren des Reservebehälters 40 zu hoch ist oder der Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 zu niedrig ist, der Fahrzeug-Controller 23 ebenfalls ein Signal (Pfeil S5) an die Steuereinheit 246 eines entsprechenden Drucksystems 228 der entsprechenden Reifenanordnung 22 übertragen. In Ansprechen auf den Empfang des Signals (Pfeil S5) ist die Steuereinheit 246 dafür ausgelegt, ein entsprechendes Signal (Pfeil S1) an die Steuerventilanordnung 242 zu übertragen, so dass die Steuerventilanordnung 242 in den betätigten Zustand gesetzt wird, bis der Luftdruck im Inneren des Reservebehälters 40 auf einen Solldruck abgesenkt ist und/oder der Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 einen Solldruck erreicht.
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Überdies kann die Steuerventilanordnung 242 dafür ausgelegt sein, in Ansprechen darauf, dass ein Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 größer als ein vorbestimmter Druck ist, automatisch einen Luftstrom von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in die Umgebungsluft ATM zu erlauben. Die Steuerventilanordnung 242 kann somit zumindest ein Einwegventil umfassen, das dafür ausgelegt ist, sich automatisch zu öffnen, um Luft von dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 in die Umgebungsluft ATM entweichen zu lassen, wenn ein Druck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 größer als ein vorbestimmter Druck ist.
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Die Steuerventilanordnung 242 kann außerdem dafür ausgelegt sein, Druckluft von einer externen Quelle ES (Pfeil F5) zu empfangen. Die Steuerventilanordnung 242 umfasst somit ein Einwegventil, das dafür ausgelegt ist, eine selektive Zufuhr von Druckluft von der externen Quelle ES in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 und/oder den Reservebehälter 40 zu erlauben, wenn die Steuerventilanordnung 242 ein Signal (Pfeil S1) von dem Fahrzeug-Controller 23 empfangen hat, wonach die Aufnahme von Luft von der externen Quelle ES kommend erlaubt werden soll.
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In 4, aufweiche weiterhin Bezug genommen wird, kann die Druckanordnung 228 weiterhin die Pumpe 156 und den Aktor 158 umfassen. Die Pumpe 156 kann in selektiver Fluidverbindung mit dem Reservebehälter 40 und in funktionaler Verbindung mit einem Aktor 258 stehen. Der Aktor 258 steht in funktionaler Verbindung mit dem Fahrzeug-Controller 23. Erfasst der Radsensor 52, dass ein Druck in dem Reservebehälter 40 zu gering ist, so kann der Fahrzeug-Controller 23 ein Signal (Pfeil S6) an den Aktor 258 übertragen. Der Aktor 258 überträgt seinerseits ein Signal (Pfeil 7) an die Pumpe 156, um den Betrieb der Pumpe 256 einzuleiten und so dem Reservebehälter 40 (Pfeil F7) Druckluft zuzuführen. Erfasst der Radsensor 52, dass der Druck in dem Reservebehälter 40 einen angemessenen Druckpegel aufweist, so überträgt der Fahrzeug-Controller 23 ein Signal (Pfeil S6) an den Aktor 158, wonach der Betrieb der Pumpe 156 zu beenden ist.
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Weiterhin kann gemäß dieser Ausführungsform der Fahrzeug-Controller 23 dafür ausgelegt sein, Befehlssignale (Pfeil S3) an die Steuereinheit 246 zu übertragen, um die Steuerventilanordnung 242 anzuweisen, den Luftdruck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 selektiv abzusenken und anzuheben und dadurch das Fahrbetriebsverhalten des Fahrzeugs 20 zu verändern. Im Spezielleren kann, falls das Fahrzeug 20 mit einer größeren Nutzlast betrieben wird, die Luft von dem Reservebehälter 40 in den Innenhohlraum 34 des Reifens 24 geleitet werden, um den darin herrschenden Luftdruck vorübergehend zu erhöhen. Ebenso wird, wenn das Fahrzeug 20 mit normaler Nutzlast betrieben wird, diese in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 vorhandene Luft zur Speicherung in den Reservebehälter 40 verbracht. Weiterhin ist festzustellen, dass der Luftdruck in dem Innenhohlraum 34 des Reifens 24 selektiv erhöht und abgesenkt werden kann, um unterschiedlichen ”Fahrmodus-Anforderungen” des Fahrzeugs 20 zu entsprechen. Als Beispiele ohne einschränkenden Charakter können solche Betriebsmodi unter anderem einen Fahrtbetrieb, einen Zugbetrieb, einen Bremsbetrieb (engl.: break mode), einen Treibstoffsparbetrieb und dergleichen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
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In 6, auf welche nun Bezug genommen wird, ist die Reifenanordnung 22 gezeigt, die das Rad 26 und den das Rad 26 umgebenden Reifen 24 umfasst. Das Rad 26 umfasst eine Felge 64, eine Nabe 66 und eine Mehrzahl von Speichen 68. Die Nabe 66 ist an der Drehachse 32 angeordnet. Die Felge 64 umgibt die Nabe 66 und die Speichen 68 verbinden die Nabe 66 und die Felge 64 radial. Es sind in 6 zwar fünf Speichen 68 gezeigt, es ist jedoch festzustellen, dass das Rad 26 jede beliebige, gewünschte Anzahl von Speichen 68 umfassen kann.
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Der Reservebehälter 40 kann als Teil des Rads 26 in dieses integriert werden, wenn das Rad 26 geformt oder anderweitig gegossen wird. In 5 und 6, auf welche Bezug genommen wird, kann das Rad 26 im Spezielleren derart geformt sein, dass darin der Reservebehälter 40 definiert ist. Ein solcher Reservebehälter 40 kann unter Verwendung eines Halbkokillengießverfahrens geformt werden. Ein Kern 62, wie in 5 gezeigt, kann dazu verwendet werden, den Reservebehälter 40, d. h. die Hohlräume in den Speichen 68 des Rads 26 zu erzeugen. Der Kern 62 kann einen Rand 64A umfassen, der einen Halbkreis bildet. Eine Mehrzahl von Rippen 68A erstrecken sich von dem Rand 64A radial einwärts aufeinander zu. Jede Rippe 68A entspricht einer entsprechenden der Speichen des Rads 26. Folglich ist die Anzahl von Rippen 68A gleich der Anzahl an Speichen 68 innerhalb des Rads.
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Während der Ausbildung des Rads 26 wird der Kern 62, bei dem es sich um ein Opferstück handelt, in eine Gussform oder einen Formhohlraum eingesetzt. Geschmolzenes Metall wird in den Hohlraum der Gussform eingebracht und um den Kern 62 herum ausgehärtet. Nach dem Gießen des Rads 26 wird der Kern 62, der sich während des Gießvorgangs aufgelöst hat, über ein oder mehrere Durchgangslöcher, die während des Gießprozesses ausgebildet werden, entfernt. Diese Löcher können durch Kernstopfen verschlossen werden. Alternativ dazu können Zylinder für die Pumpe 156 funktional in einem oder mehreren der Durchgangslöcher angeordnet werden.
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Der Reservebehälter 40 ist als Negativabdruck des Kerns 62 in den Speichen 68 und der Felge 64 des Rads 26 ausgebildet. Demgemäß handelt es sich bei dem Reservebehälter 40 um einen durchgehenden Hohlraum mit einem Randhohlraum 64B, der einen Halbkreis bildet, und einer Mehrzahl von Rippenhohlräumen 68B, die sich radial einwärts zu der Drehachse 32 hin erstrecken. Das Druckmodul 35, 135, 235 kann anschließend derart funktional an dem Rad 26 angebracht werden, dass das Druckmodul 35, 135, 235 mit dem in dem Rad 26 definierten Reservebehälter 40 in Fluidverbindung steht.
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Durch die Integration des Reservebehälters 40 in die vorhandene Felge 64 und die vorhandenen Speichen 68 des Rads 26 lässt sich die Unterbringungseffizienz maximieren. Darüber hinaus lasen sich durch die Entfernung von Material aus dem Inneren des Rads 26 aufgrund des darin definierten Reservebehälters 40 Masseeinsparungen erzielen.
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Es sind hier zwar die besten Umsetzungsarten der zahlreichen Aspekte der vorliegenden Lehren im Detail beschrieben worden, für den Fachmann auf dem Gebiet, zu welchem diese Lehren gehören, sind jedoch verschiedene alternative Aspekte für die Umsetzung der vorliegenden Lehren, die im Umfang der beigefügten Patentansprüche gelegen sind, erkenntlich.