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Die Erfindung betrifft ein Reifendruckregelsystem eines Fahrzeugs mit einer Anordnung zum Verändern, das heißt zum Verringern oder Erhöhen des in den Fahrzeug-Reifen herrschenden Fülldrucks. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
DE 40 14 379 A1 , auf die
DE 10 2014 203 260 A1 , auf die
WO 2016/050431 A1 sowie auf die
EP 1 493 599 B1 verwiesen.
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Grundsätzlich sind Reifenfülldruck-Regelsysteme (= Reifendruckregelsysteme) bekannt, die es erlauben, während der Fahrt eines Fahrzeugs den Innendruck in dessen Reifen mittels eines im Fahrzeug bzw. in dessen Rädern installierten Systems, welches üblicherweise einen geeigneten Luftverdichter und zumindest ein geeignetes Ventil aufweist, zu variieren. Vorgeschlagen wurde bereits auch, ein Reifendruckregelsystem zu nutzen, um den Reifeninnendruck an unterschiedliche Fahrsituationen, wie sportliches oder komfortorientiertes oder ökonomisches Fahren, anzupassen. Dabei können auch unterschiedliche Fahrmodi berücksichtigt werden, die vom Fahrer mittels eines sog. Fahrerlebnisschalters auswählbar sind, vgl.
DE 10 2014 203 260 A1 . In dieser genannten Schrift ist weiter vorgeschlagen, den Reifen bei einer Reifenpanne mittels eines eingebrachten Dichtmittels abzudichten.
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Bei Personenkraftwagen heutzutage üblich ist allenfalls eine manuelle Fülldruckanpassung der Reifen (durch den Fahrzeug-Nutzer) bei Fahrzeug-Stillstand für einen Übergang zwischen dem vorgeschriebenen Fülldruck für ein leeres oder teilbeladenes Fahrzeug und dem vorgegebenen Fülldruck für ein vollbeladenes Fahrzeug. Aus Gründen der Bequemlichkeit oder auch aus Unwissenheit unterbleibt die laut Fahrzeug-Bedienungsanleitung vorgeschriebene Fülldruckanpassung an eine durch unterschiedliche Beladung verursachte verschiedenartige Fahrzeug-Masse jedoch zumeist. Zu niedriger Reifen-Fülldruck (bei hoher Fahrzeug-Masse), ein erhöhter Kraftstoffverbrauch und Reifenabrieb sowie verminderte Schnelllauffestigkeit der Reifen sind die Folge. Aber auch der umgekehrte Fall eines zu hohen Reifenfülldrucks bei leerem oder teilbeladenen Fahrzeug ist nachteilig hinsichtlich Verschleiß, Komfort und Reifenhaftung (auf der Fahrbahn).
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Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Reifendruckregelsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuereinheit (mittels des Reifendruckregelsystems) den Reifenfülldruck an den (bzw. einen) bei Fahrzeug-Stillstand sensorisch ermittelten Höhenstand eines bzw. des Fahrzeug-Aufbaus gegenüber der Fahrbahn oder dem Rad oder den Rädern oder an eine im Fahrzeug-Stillstand ermittelte Radlast anpasst. Weiterhin wird mit vorliegender Erfindung aufgezeigt, wie ein Reifendruckregelsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 im Falle einer Undichtigkeit des Reifens günstig arbeiten kann (= Anspruch 7). Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der weiteren abhängigen Ansprüche.
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Mit einem erfindungsgemäßen Reifendruckregelsystem lassen sich die weiter oben angegebenen unerwünschten Betriebszustände des Fahrzeugs mit Fahrten mit Reifen mit nicht (an die Fahrzeug-Masse) angepasstem Reifenfülldruck vermeiden, wenn der Beladungszustand des Fahrzeugs bzw. des Fahrzeugs-Aufbaus, d.h. die Tatsache, ob das Fahrzeug mit hoher oder mit geringer Zuladung bewegt wird, dem Reifendruck-Regelsystem bekannt ist und dieses den Reifenfülldruck an die dann bekannte Beladung anpasst. Letztere wird bevorzugt in besonders einfacher Weise unter Verwendung einer in vielen Kraftfahrzeugen bereits vorhandenen sog. Höhenstand-Sensorik ermittelt. Diese ermittelt bei Stillstand des Fahrzeugs, wie weit der Fahrzeug-Aufbau aufgrund seines Gewichts (inklusive Zuladung) eingefedert ist, so dass hieraus zwar nicht sehr genau, aber für den vorliegenden Zweck ausreichend, das Gewicht bzw. die Masse des Fzg.-Aufbaus bestimmt werden kann. Der Reifenfülldruck wird gesteuert von einer elektronischen Steuereinheit, welche auch die Signale der Höhenstand-Sensorik auswerten kann, anhand hinterlegter Daten und Zusammenhänge daraufhin geeignet eingestellt, d.h. entweder wie gehabt belassen oder erhöht oder verringert. Alternativ oder zusätzlich zur Höhenstandmessung an zumindest einem Rad des Fahrzeugs oder einer Fahrzeug-Achse kann jedoch auch eine grundsätzlich bekannte Radlast-Ermittlung im Fahrzeug-Stillstand und vorzugsweise an jedem Rad des Fahrzeugs individuell durchgeführt werden und daraufhin ebenfalls der Reifenfülldruck an die ermittelte Radlast angepasst werden. Die Ermittlung der Radlast kann dabei auf unterschiedliche dem Fachmann bekannte Weise erfolgen, so bspw. mittels geeigneter Piezosensorik, aber auch durch Bestimmung des sog. Reifenlatsches, bspw. mittels einer Reifenlatsch-Sensorik, wie sie bspw. in der
DE 10 2014 226 705 A1 genannt ist.
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Wenn bspw. an einem zweispurigen zweiachsigen Fahrzeug im Bereich jeden Rades ein Höhenstandsensor vorhanden ist, welcher radindividuell, d.h. im Bereich jedes Rades den Höhenstand des Fahrzeug-Aufbaus bspw. gegenüber dem Rad-Mittelpunkt vermisst, oder wenn reifen-individuell eine Radlast-Ermittlung erfolgt, so ist jedenfalls theoretisch eine rad- oder reifenindividuelle Anpassung oder Einstellung des Reifenfülldrucks möglich. In der Realität wird man jedoch eine Reifenfülldruck-Anpassung individuell je Fahrzeug-Achse vorziehen, d.h. dass in Abhängigkeit von der ermittelten Beladung oder Gewichtsverteilung des Fzg.-Aufbaus der Reifendruck an der Vorderachse des Fahrzeugs auf einen anderen Wert als an der Hinterachse des Fahrzeugs eingestellt wird (so wie dies bereits heute oftmals vorgegeben ist).
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Grundsätzlich bekannt sind sog. (elektronische) Fahrzeug-Masseschätzer, welche während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs aus einer Vielzahl von Messgrößen die Masse des Fahrzeugs ermitteln können, vgl. bspw.
EP 1 430 276 B1 . Zur Verbesserung der Genauigkeit des bei einem erfindungsgemäßen Reifendruckregelsystem verwendeten Wertes für die Fahrzeug-Masse bzw. für das Gewicht des Fahrzeug-Aufbaus (und somit für den bestmöglich angepassten Reifenfülldruck) kann nach der Erstermittlung bspw. aus dem Höhenstand (oder aus der Radlast) bei Stillstand eines - nach einem Abstellen - wieder in Betrieb genommenen Kraftfahrzeugs weiterhin die vom Fahrzeug-Masseschätzer ermittelte Fahrzeug-Masse für die Anpassung des Reifenfülldrucks geeignet berücksichtigt werden, d.h. insbesondere nach einer Erst-Anpassung aus dem gemessenen Höhenstand (oder Radlast) nach einer gewissen Fahrtstrecke eine Fein-Anpassung des Reifenfülldrucks anhand des Ergebnisses des Fahrzeug-Masseschätzers durchgeführt werden.
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Wenn weitere Randbedingungen (neben der Masse des Fahrzeug-Aufbaus bzw. der Zuladung in diesem) bei der Einstellung eines günstigen Reifenfülldrucks mit einem erfindungsgemäßen Reifendruckregelsystem berücksichtigt werden, kann dessen Potential bestmöglich ausgeschöpft werden. Idealerweise sind für solche andere Randbedingungen für die oder in der genannte(n) elektronische(n) Steuereinheit geeignete Daten oder Abhängigkeiten hinterlegt, so dass bspw. die aktuell gemessene Reifentemperatur berücksichtigt werden kann und/oder die aktuelle oder die anhand einer Routenplanung vorhersehbare Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, aber auch (praktisch konstant bis zu einem Reifenwechsel) der aktuell verbaute Reifentyp. Besondere Berücksichtigung finden kann ferner der Fahrerwunsch, vorzugsweise jedoch nur innerhalb fahrsicherheitstechnisch vorgegebener Grenzen, wobei der Fahrerwunsch auch aus dem Verhalten des Fahrers (im weitesten Sinne, so bspw. abgeleitet aus dessen eher als sportlich oder eher als komfortabel erkanntem Fahrstil) in der oder einer elektronischen Steuer- und Recheneinheit abgeleitet werden kann.
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Weiterhin vorgeschlagen wird, ein erfindungsgemäßes Reifendruckregelsystem, alternativ aber auch nur ein solches nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, hinsichtlich eines möglichen Reifenpannenfalls, d.h. falls der Reifen bei sonst unveränderten Randbedingungen den Fülldruck nicht mehr konstant zu halten vermag, weiterzubilden. Mittels einer ohnehin notwendigen Sensorik zur Bestimmung des Reifenfülldrucks kann ein schleichender oder intensiverer Druckverlust im Reifen erkannt und auf einen solchen geeignet reagiert werden. So kann im Falle eines erkannten Druckverlustes im Reifen durch eine (oder die) elektronische Steuereinheit nicht nur ein Ausgleich dieses Druckverlustes mittels eines bzw. des ohnehin bereits vorhandenen Kompressors mit einem geeigneten Luft-Leitungssystem und Ventil(en) angestrebt werden, sondern insbesondere auch der Nutzer des Fahrzeugs über den festgestellten Druckverlust und die eingeleitete Abhilfemaßnahme informiert werden. Bei höherem (als „schleichendem“) Druckverlust kann die elektronische Steuereinheit in Abhängigkeit von der Intensität des Druckverlustes eine Zuführung eines Dichtmittels in den Reifen veranlassen, welches bspw. den Durchstoß eines Nagels oder dgl. in der Reifenlauffläche abdichten kann Bei noch höherem Druckverlust oder nach erkannter Unwirksamkeit eines solchen Dichtmittel-Eintrags kann die elektronische Steuereinheit eine Weiterfahrt des Fahrzeugs lediglich für eine begrenzte Fahrstrecke und/oder mit begrenzter Fahrgeschwindigkeit - beides im Übrigen auch unabhängig vom Einbringen eines Dichtmittels - erlauben.
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Was den Aufbau eines Reifendruckregelsystems betrifft, in welchem oder in dessen elektronischer Steuereinheit die vorstehend beschriebenen Routinen (Verfahrensschritte) oder Merkmale dargestellt sind oder sein können, so ist irgendeine Kompressor-Vorrichtung oder Verdichter-Ausbildung oder dergleichen vorgesehen, mit Hilfe derer Umgebungsluft verdichtet werden kann, die dann über eine geeignete Leitung bzw. ein Leitungssystem, in oder an welchem auch ein geeignetes bspw. ansteuerbares Ventil vorgesehen sein kann, in den Reifen-Innenraum einführbar ist. Fakultativ vorgesehen sein kann aber auch ein Druckspeicher oder Zwischenspeicher, in welchem bereits komprimierte Luft, welche bspw. aus dem Reifen zur Verringerung des Reifenfülldrucks durch geeignete Ansteuerung eines Ventils abgeführt wurde, unter Überdruck zwischengespeichert werden kann, bis sie für eine Fülldruckerhöhung im Reifen wiederverwendet wird. Selbstverständlich kann ventilgesteuert aus dem Reifen abzuführende Luft auch direkt in die Umgebung geleitet werden. Auch gehört zu einem erfindungsgemäßen Reifendruckregelsystem eine geeignete Sensorik einerseits zur Ermittlung des aktuell im Reifen herrschenden Fülldruckes sowie andererseits zur Ermittlung des Höhenstandes oder der Radlast bzw. des Reifenlatsches im Fahrzeugstillstand (anschließend an eine Inbetriebnahme des zuvor abgestellten Fahrzeugs).
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Vorliegend beansprucht wird nicht nur ein soweit beschriebenes Reifendruckregelsystem, sondern auch ein Verfahren zur Ansteuerung zumindest einer Komponente eines Reifendruckregelsystems nach einem der ein Reifendruckregelsystem beanspruchenden Ansprüche durch die elektronische Steuereinheit gemäß einem der (vorstehend) beschriebenen verfahrenstechnischen Merkmale. Weiterhin beansprucht wird eine elektronische Steuer- und Recheneinheit oder ein darauf installiertes Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, welche(s) gestaltet ist, ein solches vorstehend genanntes Verfahren auszuführen.
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Nochmals in anderen Worten ausgedrückt wird mit vorliegender Erfindung quasi eine Kopplung zwischen einem Reifenfülldruck-Regelsystem und dem Beladungszustand des Fahrzeugs bspw. derart vorgeschlagen, dass die Informationen von Höhenstand-Sensoren an der Vorderachse und an der Hinterachse des Fahrzeugs an das Steuergerät des Regelsystems weitergeleitet werden. Anhand dieses Signals kann der Lastfederweg und damit der Beladungszustand abgeschätzt und der erforderliche Reifenfülldruck selbsttätig eingestellt werden. Da hier kein Eingriff des Fahrers mehr erforderlich ist (dieser wird nur noch informiert), können im Gegensatz zu den heute üblichen zwei diskreten Fülldrücken für ein leeres/teilbeladenes und für ein vollbeladenes Fahrzeug mehrere Zwischenschritte angefahren werden, so dass sich ein günstiger Kompromiss zwischen Reifentragfähigkeit einerseits und Reifenhaftung und Fahrkomfort andererseits darstellen lässt.
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Zusätzlich kann der aus dem Höhenstand-Sensorsignal abgeleitete Beladungszustand im Fahrbetrieb des Fahrzeugs verifiziert werden, da im internen Fahrzeugmodell eines grundsätzlich bekannten Fahrdynamik-Regelsystem-Steuergerätes eine Massenabschätzung aus vorliegenden Sensordaten vorgenommen wird. Diese Massenabschätzung wird laufend aktualisiert und kann als Abgleich zu der Abschätzung aus den Daten der Höhenstand-Sensoren dienen.
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Darüber hinaus können Informationen über die gefahrene Geschwindigkeit und die Reifentemperatur genutzt werden, um den Fülldruck bei Bedarf zu erhöhen und Reifenschäden durch Überlastung zu vermeiden. Dabei kann beim Überschreiten einer definierten Geschwindigkeit der Fülldruck erhöht und nach dem Unterschreiten wieder reduziert werden. Dabei können auch Informationen aus dem Navigationsgerät des Fahrzeugs genutzt werden, die Auskunft darüber geben, ob gerade eine Autobahnfahrt begonnen oder beendet wurde.
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Dem Reifendruck-Regelsystem bzw. seinem Steuergerät können außerdem Informationen über die montierten Reifen übermittelt werden, z.B. zu Dimension, Fabrikat, Sommer/Winterbereifung, Standard-Reifen oder RunFlat-Reifen etc. Diese Information kann entweder im Fertigungsprozess des Fahrzeugs im Rahmen einer Steuergeräte-Codierung erfolgen oder aber in einer Werkstatt bspw. über einen Barcode-Leser mit Verbindung zur Fahrzeug-Elektronik, falls am Reifen ein geeigneter Barcode mit den benötigten Reifendaten vorgesehen ist. Für den Fall, dass der Reifen mit einer RFID-Technologie ausgerüstet ist, kann eine Kommunikation zwischen den Reifen und dem besagten Steuergerät direkt erfolgen. Sollte hingegen keine Information über die montierten Reifen vorliegen (bspw. im Falle von Reifen eines Händlers im Aftermarket-Geschäft), so wird aus Sicherheitsgründen der höchste Fülldruck der zugelassenen Reifendimensionen eingestellt.
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Für einen Pannenfall wird vorliegend ein mehrstufiges Verfahren vorgeschlagen: So kann zunächst bei schleichendem Fülldruckverlust durch wiederholten Einsatz des Regelsystems der Fülldruck korrigiert werden; hierbei erfolgt eine Information des Fahrers mit der Aufforderung, bei nächster Gelegenheit eine Werkstatt aufzusuchen. Bei einem größeren Reifenschaden und entsprechend schnellem Druckverlust wird vom Kompressor des Regelsystems zunächst ein Dichtmittel in den Reifen gepumpt, das die Reifen-Leckage bis zu einer gewissen Größe verschließen kann. Mit dem nach dem Abdichten wieder korrigierten Fülldruck kann dann bis zur nächsten Werkstatt gefahren werden, worüber wieder der Fahrer informiert wird. Ist jedoch die Beschädigung am Reifen zu groß, um vollständig abgedichtet zu werden, so kann durch einen Dauerbetrieb des besagten Kompressors zumindest ein Teil des Fülldruckverlustes ausgeglichen werden, so dass eine Weiterfahrt mit reduzierter Geschwindigkeit bis zur nächsten Werkstatt möglich sein sollte. Die Information an den Fahrer muss in diesem Fall deutlich machen, dass mit dem Fahrzeug nur noch ein Notbetrieb möglich ist. Für den Fall des schlagartigen und irreparablen Druckverlustes, wenn also weder ein Abdichten noch ein Ausgleich des Fülldruckverlustes möglich ist, wird vorgeschlagen, dass durch das Fahrzeug ein automatisierter Mobilfunk-Notruf abgesetzt wird, über den ein Servicemobil informiert wird, welches dann mit dem passenden Ersatzrad zum Pannenfahrzeug fahren kann. Dieses mehrstufige Verfahren kann eine Ausrüstung des Fahrzeuges mit Reifen-Reparatur-Sets oder auch die bekannten Run-Flat-Reifen ersetzen.
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Eine mögliche Koppelung eines erfindungsgemäßen Reifendruckregelsystems mit sog. Fahrmodi eines Fahrerlebnisschalters (bspw. Eco, Comfort, Sport) wurde bereits angesprochen. Hier wird vorgeschlagen, das Reifenfülldruck-Regelsystem auch an einen sog. Adaptive Mode zu koppeln, bei dem selbstständig der Fahrstil des Fahrers erkannt und zwischen den einzelnen Fahrmodi hin- und hergeschaltet wird. Das Reifendruck-Regelsystem kann hier dazu beitragen, den Fahrzeug-Charakter durch den jeweils angepassten Reifenfülldruck deutlicher auszuprägen.
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Die vorgeschlagene Kopplung des Reifendruck-Regelsystems bzw. seines Steuergerätes mit den beschriebenen Informationen aus dem Fahrzeug ermöglicht einen sicheren Betrieb des Fahrzeugs über alle Beladungs- und Fahrzustände, ohne dass hierzu ein Eingriff des Fahrers erforderlich ist. Vorteilhaft wirkt sich dies auf Komfort, Kraftstoffverbrauch, Reifenhaftung, Reifenverschleiß und Reifenschnelllauffestigkeit aus. Ebenfalls kann das Regelsystem die Charakterausprägungen des Fahrzeugs in den verschiedenen Fahrmodi unterstützen und damit den Fahrerwunsch noch besser umsetzen. Schließlich ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren im Pannenfall, die Mobilität des Fahrzeugnutzers weitgehend zu erhalten, ohne dass der Fahrer dabei aktiv zur Schadensbehebung tätig werden muss. Hantieren am Pannenrad außerhalb des Fahrzeugs, besonders unangenehm bei Dunkelheit, Nässe oder Kälte, wird damit überflüssig.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4014379 A1 [0001]
- DE 102014203260 A1 [0001, 0002]
- WO 2016/050431 A1 [0001]
- EP 1493599 B1 [0001]
- DE 102014226705 A1 [0006]
- EP 1430276 B1 [0008]