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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Reifendruckes von einem Fahrzeugreifen.
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Fahrzeugräder weisen eine Felge und ein darauf aufgezogenen Fahrzeugreifen auf, zwischen denen ein Reifenvolumen eingeschlossen wird. In dem Reifenvolumen herrscht im Betrieb des Fahrzeugreifens ein vorab festgelegter Reifendruck. Über den Reifendruck wird ein Fahrverhalten des Fahrzeugreifens bestimmt. Weiterhin kann der Reifendruck durch Diffusion über einen längeren Zeitraum abfallen. Ein zu geringer Reifendruck wird meist erst nach einem längeren Zeitraum, beispielsweise bei einer routinemäßigen Kontrolle, festgestellt.
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Bei einer Beschädigung des Reifens kann es zu einer Reifenundichtigkeit kommen, die mit einem schleichenden Druckverlust einhergehen kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem eine dynamische Druckanpassung erfolgt, um eine Undichtigkeit des Reifens zu kompensieren.
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Gelöst wird die Aufgabe mit einem Verfahren mit den folgenden Schritten:
- a) Bereitstellen eines an einer Fahrzeugfelge angeordneten Fahrzeugreifen mit einer Vorrichtung zum Anpassen des Reifendruckes und einer Regelungseinheit zur Auswertung von Steuerungssignalen,
wobei der Fahrzeugreifen einen Reifensensor aufweist,
- b) Überwachen des Reifendruckes der Fahrzeugreifen mit dem Reifensensor,
- c) Aktivierung einer spezifischen dynamischen Druckanpassung,
wenn aufgrund einer Undichtigkeit ein Druckverlust detektiert wird und wobei nachfolgend mindestens ein Steuerungssignal zur Regelungseinheit gesendet wird,
- d) Auswerten der Steuerungssignale mit der Regelungseinheit,
wobei nachfolgend der Reifendruck des Fahrzeugreifens dynamisch angepasst wird und der Druckverlust durch die Undichtigkeit im Fahrzeugreifen kompensiert wird.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit dem Verfahren eine Undichtigkeit des Reifens auf einfache Weise kompensiert wird.
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Der Reifensensor erfasst das Auftreten einer Undichtigkeit im Reifen. Anschließend werden entsprechende Steuerungssignale an die Regelungseinheit gesendet. Die Regelungseinheit verarbeitet die Informationen und sendet anschließend Steuerungssignale an die Vorrichtung zum Anpassen des Reifendrucks, die beispielsweise in Form von Miniaturpumpen in der Felge angeordnet sind. Die Pumpen werden aktiviert und gleichen den aufgetretenen Druckverlust wieder aus. Auf diese Weise kann das Fahrzeug sich fortbewegen und die Reifen bei einer nächsten Gelegenheit in der Werkstatt überprüft werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt d) mit einer an der Fahrzeugfelge angeordneten Kartusche ein Dichtmittel dem Reifenhohlraum zugeführt wird.
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Das Dichtmittel verteilt sich auf der Reifeninnenseite des Fahrzeugreifens und dichtet kleine Beschädigungen auf der Reifeninnenseite effektiv ab.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt d) das Dichtmittel in Form eines Sprühnebels in den Reifenholraum verteilt wird.
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Auf diese Weise wird das Dichtmittel sehr fein im Reifenhohlraum verteilt und kann dadurch eine bessere Dichtwirkung an der beschädigten Stelle erzielen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass vor Schritt d) in der Kartusche ein Überdruck vorliegt, mit dem das Dichtmittel in den Reifenhohlraum gebracht werden kann.
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Dadurch ist beispielsweise keine Pumpe erforderlich, um das Dichtmittel in den Reifenhohlraum zu transportieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kartusche ein explosives System umfasst, mit dem das Dichtmittel in den Reifenhohlraum gebracht werden kann.
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Dadurch wird das Dichtmittel mit einer hohen Geschwindigkeit in den Reifenhohlraum gebracht.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reifensensor ein Reifendruckmesssystem und/oder einen Durchstichsensor umfasst. Dadurch lassen sich Undichtigkeiten am Reifen auf einfache Weise detektieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt c) bei einer Reifenundichtigkeit die Regelungseinheit in einen Überwachungsmodus versetzt wird, wobei kontinuierlich der Reifendruck gemessen wird und der Reifendruck so lange erhöht wird, bis ein Sollwert für den Reifendruck vorliegt.
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Dadurch wird auch bei einer Reifenundichtigkeit eine sichere Weiterfahrt mit dem Fahrzeug gewährleistet.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt c) die Regelungseinheit ein Warnsignal über das Armaturenbrett ausgibt, wobei dem Fahrer signalisiert wird die Fahrgeschwindigkeit zu reduzieren und bei der nächsten Möglichkeit eine Werkstatt zu kontaktieren.
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Dadurch wird gewährleistet, dass Beschädigungen am Reifen einfach erkannt und anschließend behoben werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in jeder Fahrzeugfelge jeweils eine Vorrichtung zum Anpassen des Reifendruckes integriert ist. Auf diese Weise kann an jedem Fahrzeugreifen eine individuelle dynamische Druckanpassung erfolgen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Anpassen des Reifendruckes eine in einer Felge integrierte elektrisch betriebene Miniaturpumpe umfasst.
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Das Fahrzeugrad kann dadurch auf einfache Weise und präzise an eine aktuelle Fahrsituation angepasst werden kann. Die elektrisch betriebene Miniaturpumpe lässt sich einfach an einer Fahrzeugfelge integrieren. Aufgrund der geringen Abmessungen der Miniaturpumpe ist nur ein geringer Bauraum erforderlich. Außerdem lässt sich die elektrisch betriebene Miniaturpumpe auf einfache Weise mit einer elektrischen Schaltung ein- und ausschalten.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Miniaturpumpe in einem Hohlraum einer Felgenspeiche der Felge integriert ist. Dadurch ist die Miniaturpumpe von außen praktisch nicht sichtbar. Außerdem wird dadurch auch kein Bauraum an der Felge beansprucht, der die Abmessungen der Fahrzeugbremse beeinträchtigen könnte.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Miniaturpumpe im Felgentiefbett der Felge integriert ist. Dadurch würde die Miniaturpumpe direkt im Reifenhohlraum liegen, so dass keine zusätzlichen Verbindungsleitungen erforderlich sind, die durch den Felgenring geführt werden müssten. Die Position im Felgentiefbett hat ebenfalls den Vorteil, dass sich der Reifen einfacher auf die Felge montieren lässt.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Miniaturpumpe im zentralen Basiskörper der Felge integriert ist. Dadurch ist die Miniaturpumpe von außen nicht sichtbar.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Felge elektrisch ansteuerbare Ventile integriert sind, wobei mit den Ventilen und der Miniaturpumpe der Reifendruck des Luftreifens reguliert wird. Dadurch lässt sich der Reifendruck im Reifen präzise und stufenlos an unterschiedliche Fahrsituationen anpassen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Miniaturpumpe eine Membranpumpe, eine Zahnradpumpe oder Kolbenpumpe ist. Mit diesen Pumpentypen lässt sich mit hoher Geschwindigkeit ein erforderlicher Reifendruck einstellen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Miniaturpumpe Abmessungen mit einer maximalen Höhe von ca. 15 cm, einer maximalen Breite von ca. 10 cm und einer maximalen Tiefe von 5 cm aufweist.
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Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im Folgenden näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 ein Fahrzeugrad mit einer Miniaturpumpe in der Felgenspeiche
- 2 ein Fahrzeugrad mit einer Miniaturpumpe im Basiskörper
- 3 ein Fahrzeugrad mit einer Miniaturpumpe im Felgentiefbett
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1 zeigt ein Fahrzeugrad 1 mit einer Felge 2 und einem darauf aufgezogenen Reifen 3, einer Nabe 4 sowie drei zwischen der Nabe 4 und der Felge 2 angeordnete Speichen 5. Über die Nabe 4 wird das Fahrzeugrad 1 in allseits bekannter Weise gelagert, sodass sich das Fahrzeugrad 1 während des Betriebs drehen kann. Zwischen dem Reifen 3 und der Felge 2 wird ein gegenüber einem Außenbereich abgedichtetes Volumen ausgebildet, in dem ein bestimmter Reifendruck vorherrscht.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Speichen 5 in etwa hohlzylindrisch ausgeführt, wobei in einem Speichen-Innenraum eine Miniaturpumpe 6 angeordnet ist. Die Miniaturpumpe 6 ist in etwa im oberen Drittel der Speiche 5 angeordnet. Sie ist über einen Verbindungskanal 7 mit dem Reifenhohlraum des Reifens 3 verbunden. Der Verbindungskanal 7 ist durch den Felgenring 8 hindurchgeführt und mit einem nicht dargestellten Ventil mit dem Reifenhohlraum verbunden. Bei einer Betätigung der elektrisch betriebenen Miniaturpumpe 6 wird der Reifendruck im Reifen 3 an unterschiedliche Fahrsituationen angepasst.
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Der elektrische Speicher 11, der in der 2 gezeigt ist, ist ebenfalls in der Felge 2 integriert. Der elektrische Speicher 11 dient dazu, die Miniaturpumpe 6 mit Energie zu versorgen. Im Normalfall wird der elektrische Speicher 11 in Form eines Akkus nur bei einem Stillstand des Fahrzeugs oder induktiv während der Fahrt wieder aufgeladen. Daher kann der elektrische Speicher 11 während der Fahrt des Fahrzeuges immer nur eine begrenzte Energieversorgung bereitstellen. Der elektrische Speicher 11, die elektrische Pumpe 6 und die Ventile 12, die in der 2 dargestellt sind, stehen mit dem zentralen Rechner bzw. der Regelungseinheit im Fahrzeug in direkter Verbindung. Über den zentralen Rechner bzw. die Regelungseinheit wird die Regelstrategie umgesetzt, bei der unter bestimmten Bedingungen eine Anpassung des Reifendruckes von einzelnen Fahrzeugreifen erfolgt, um die Fahreigenschaften der Fahrzeugreifen zu optimieren oder um Undichtigkeiten im Reifen auszugleichen.
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Optional weist der Reifen einen Transponder 13 auf.
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Der Transponder 13 mit Fahrzeugreifen-Informationen ist vorzugsweise im Reifenwulst angeordnet und kommuniziert autark mit einer Regelungseinheit, die im Fahrzeug angeordnet ist.
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In der Felge ist eine Kartusche 14 mit Dichtmittel integriert. Die Kartusche kann beispielsweise in einer der Felgenspeichen 5 angeordnet sein. Die Kartusche 14 mit dem Dichtmittel wird über die zentrale Regelungseinheit im Fahrzeug gesteuert. Wenn die Regelungseinheit im Fahrzeug bestimmte Steuerungssignale an die Kartusche sendet, führt diese über Ventile dem Reifenhohlraum Dichtmittel zu. Dieses Dichtmittel verteilt sich im Reifenhohlraum und kann kleine Undichtigkeiten auf der Reifeninnenseite abdichten. Zu diesen Undichtigkeiten bzw. Beschädigungen zählen beispielsweise Durchstiche aufgrund von eingedrungenen spitzen Gegenständen. Durch das Abdichten der Undichtigkeit mit dem Dichtmittel kann eine sichere Weiterfahrt des Fahrzeuges gewährleistet werden. Im Reifenhohlraum oder an der Felge sind Reifensensoren beispielsweise in Form von Reifendruckmesssystemen angeordnet. Die Reifendruckmesssysteme überwachen den Reifendruck und können auf diese Weise Undichtigkeiten am Reifen detektieren. Die dynamische Druckanpassung in Verbindung mit dem optionalen Einsatz von Dichtmittel führt dazu, dass das Fahrzeug auch bei einer Undichtigkeit sicher fortbewegt werden kann und erst später eine Werkstatt aufgesucht werden muss.
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Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die elektrisch betriebene Miniaturpumpe im Basiskörper 9 der Felge 2 integriert ist, wobei die Felge 2 in einer Radialschnittansicht dargestellt ist. Der Basiskörper 9 der Felge 2 stellt sozusagen das Verbindungsbauteil zur Nabe dar. Die Miniaturpumpe 6 ist über nicht dargestellte Verbindungsleitungen mit dem Felgenring 8 verbunden, um den Reifendruck anzupassen. Zur vereinfachten Darstellung ist der Reifen nicht dargestellt.
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Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Miniaturpumpe 6 im Felgentiefbett 10 integriert ist. Die Miniaturpumpe befindet sich somit direkt im Reifenhohlraum.
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Der Transponder 13 mit den Fahrzeugreifeninformationen ist zwischen einzelnen Reifenbauteilen im Fahrzeugreifen angeordnet, wie er beispielsweise in 1 dargestellt ist. Der Transponder kann beispielsweise direkt im Reifenwulst angeordnet sein, um eine gute Übertragung zur Empfangseinheit im Fahrzeug zu gewährleisten. Im Speicher des Transponders sind eine Vielzahl von Fahrzeugreifeninformationen abgespeichert. Zu diesen Fahrzeugreifeninformationen zählen beispielsweise die Reifendimension und der Reifentyp. Bei der Montage der Fahrzeugreifen am Fahrzeug werden die Daten vom Transponder automatisiert auf die Empfangseinheit im Fahrzeug übertragen. Die Empfangseinheit im Fahrzeug wertet die empfangenen Daten aus und integriert sie in eine Regelstrategie für eine dynamische Druckanpassung.
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Im Transponder 10 können außerdem Informationen abgelegt sein, die anzeigen, dass das Fahrzeugrad über ein Reifendruckmesssystem verfügt. Weiterhin können auf dem Transponder Informationen zu der Miniaturpumpe und der Kartusche mit Dichtmittel abgespeichert werden. Die zentrale Regungseinheit im Fahrzeug kann diese Informationen auf einfache Weise verwerten, um bei unterschiedlichen Fahrsituationen eine optimale dynamische Druckanpassung vornehmen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugrad
- 2
- Felge
- 3
- Reifen
- 4
- Nabe
- 5
- Speichen bzw. Felgenspeiche
- 6
- Miniaturpumpe
- 7
- Verbindungskanal zum Reifen
- 8
- Felgenring
- 9
- Basiskörper der Felge
- 10
- Felgentiefbett
- 11
- Elektrischer Speicher
- 12
- Be- und Entlüftungsventil
- 13
- Transponder
- 14
- Kartusche mit Dichtmittel
