DE102020204811A1

DE102020204811A1 - Verfahren zur Ermittlung einer Reifenlast an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020204811A1
Application number: DE102020204811.8A
Authority: DE
Inventors: Joerg Lehmann; Andreas Faber
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Es wird ein Verfahren mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:a) Bereitstellen einer Vielzahl von Fahrzeugreifen (4,6,7,8) an einem Fahrzeug, wobei zumindestens jeweils an einem Fahrzeugreifen (4) der Vorderachse und einem Fahrzeugreifen (6,7,8) von mindestens einer Hinterachse jeweils ein Temperatursensor zur Ermittlung der Reifentemperatur angeordnet ist,b) Regelmäßiges Messen und Aufzeichnen der mit den Temperatursensoren gemessenen Temperaturen,c) Ermitteln von im Wesentlichen konstanten Temperaturwerten (T1,T2a,T2b,T2c) für die einzelnen Temperatursensoren nach einer vorgegebenen Wegstrecke (S),d) Abspeichern der konstanten Temperaturwerte (T1,T2a,T2b,T2c) mit einem Speichersystem,e) Ermitteln einer an einer Hinterachse eines Fahrzeugreifens (6,7,8) wirkenden Reifenlast, wobei die Reifenlast aus einer Temperaturdifferenz (DTa, DTb, DTc) zu den jeweils konstanten Temperaturwerten (T2a,T2b,T2c) des Temperatursensors an der Hinterachse ermittelt wird und wobei als Referenzwert der konstante Temperaturwert (T1) des Temperatursensors an der Vorderachse des Fahrzeuges genutzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Reifenlast an einem Fahrzeug.
Es ist bekannt, bei Fahrzeugreifen eine Reifendrucküberwachung einzusetzen, um einen Druckverlust sicher zu detektieren.
Außerdem gibt es unterschiedliche Ansätze, die Radlast eines Fahrzeugreifens zu ermitteln. Die meisten bisherigen Konzepte wurden jedoch nicht umgesetzt, da sie unterschiedliche Nachteile besitzen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Radlast an einem Fahrzeugreifen ermittelt werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten:

a) Bereitstellen einer Vielzahl von Fahrzeugreifen an einem Fahrzeug, wobei zumindestens jeweils an einem Fahrzeugreifen der Vorderachse und einem Fahrzeugreifen von mindestens einer Hinterachse jeweils ein Temperatursensor zur Ermittlung der Reifentemperatur angeordnet ist,
b) Regelmäßiges Messen und Aufzeichnen der mit den Temperatursensoren gemessenen Temperaturen,
c) Ermitteln von im Wesentlichen konstanten Temperaturwerten für die einzelnen Temperatursensoren nach einer vorgegebenen Wegstrecke,
d) Abspeichern der konstanten Temperaturwerte mit einem Speichersystem,
e) Ermitteln einer an einer Hinterachse eines Fahrzeugreifens wirkenden Reifenlast, wobei die Reifenlast aus einer Temperaturdifferenz zu den jeweils konstanten Temperaturwerten des Temperatursensors an der Hinterachse ermittelt wird und wobei als Referenzwert der konstante Temperaturwert des Temperatursensors an der Vorderachse des Fahrzeuges genutzt wird.

Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass mit dem neuen Verfahren die Radlast an einem Fahrzeugreifen auf einfache Weise und automatisiert abgeschätzt werden kann.
Mit dem neuen Verfahren ist es nur erforderlich, einzelne Fahrzeugreifen mit Temperatursensoren auszustatten. Die mit den Temperatursensoren ermittelten Temperaturen können als Indikator verwendet werden, mit welcher Radlast der jeweilige Fahrzeugreifen belastet wird.
Bei dem neuen Verfahren erfolgt eine Temperatur basierte Reifenlasterkennung, die mit einer Vielzahl von Randbedingungen verglichen wird.
Zu diesen Randbedingungen zählen insbesondere die Außentemperatur- und der Reifentyp.
Weitere Randbedingungen ist die Fahrweise, mit der der Fahrer das Fahrzeug fährt.
Bei allen gemessenen Temperaturen wird auf die Temperatur der Fahrzeugreifen der Lenkachse referenziert. Die Belastung der Fahrzeugreifen an der Lenkachse eines Zugfahrzeuges sind aufgrund des hohen Motorengewichtes relativ konstant.
Dadurch stellt sich an diesen Fahrzeugreifen unter gleichen Randbedingungen im Wesentlichen immer die gleiche Temperatur ein.
Dadurch können durch die gemessenen Temperaturdifferenzen die Radlasten an den Hinterachsen mit einer relativ hohen Genauigkeit abgeschätzt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug ein Nutzfahrzeug ist und der Temperatursensor in einem Fahrzeugreifen an der Lenkachse von einer Zugmaschine angeordnet ist, wobei die an diesem Temperatursensor gemessene Temperatur unabhängig ist von der Last, mit der der Nutzfahrzeuganhänger beladen wird.
Bei einer Zugmaschine eines Nutzfahrzeuges ist die Radlast an der Vorderachse relativ konstant, da das größte Gewicht das Gewicht des Motors ausmacht.
Selbst wenn der Nutzfahrzeuganhänger mit einer Last beladen wird, hat das kaum Auswirkungen auf die wirkende Radlast an der Lenkachse.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die konstanten Temperaturwerte an den Temperatursensoren nach eine zurückgelegten Fahrtstrecke von mindestens 20 km gemessen werden.
Im Normalfall stellt sich nach dieser Fahrtstrecke eine im Wesentlichen konstante Temperatur an den Temperatursensoren ein.
Dadurch kann relativ schnell nach Fahrtbeginn die am Fahrzeugreifen wirkende Radlast abgeschätzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit den Temperatursensoren an einer der Hinterachsen eine erste Temperatur ermittelt wird, die dann gemessen wird, wenn der NFZ-Anhänger mit keiner Last beladen ist.
Diese erste Temperatur kann dazu genutzt werden, die gemessenen Temperaturwerte zu kalibrieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit den Temperatursensoren an einer der Hinterachsen eine zweite Temperatur ermittelt wird, die dann gemessen wird, wenn der NFZ-Anhänger mit einer vorgegebenen Last beladen ist.
Dadurch kann die am Fahrzeugreifen wirkende Radlast mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Temperaturdifferenz zwischen der ersten und zweiten Temperatur ein Maß für die Laständerung am NFZ-Anhänger ist und mit der Messung der Temperaturdifferenz die am Fahrzeugreifen wirkende Radlast bestimmt wird.
Dadurch kann die Radlast an den Fahrzeugreifen auf einfach Weise abgeschätzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Temperatursensor in einem Reifenmodul integriert ist, wobei das Reifenmodul auf der Reifeninnenseite angeordnet ist und die Messdaten über eine Funkverbindung zu einer zentralen Empfangseinheit im Fahrzeug übertragen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Detektieren einer Überlast am Fahrzeugreifen automatisiert eine Warnmeldung an den Fahrer des Fahrzeuges ausgegeben wird.
Dadurch wird der Fahrer des Fahrzeuges auf einfache Weise gewarnt, wenn der Nutzfahrzeuganhänger über einer Überlast beladen worden ist.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1: Ein Nutzfahrzeug mit einer Zugmaschine und einen Nutzfahrzeuganhänger.
2: Temperaturverläufe der einzelnen Temperatursensoren.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeug, bei dem es sich um ein Nutzfahrzeug handelt.
Das Nutzfahrzeug umfasst eine Zugmaschine 2 und einen Nutzfahrzeuganhänger 3.
An der Zugmaschine 2 sind an der Lenkachse die Fahrzeugreifen 4 montiert.
An der Hinterachse der Zugmaschine 2 sind die Fahrzeugreifen 6 montiert.
Sowohl in den Fahrzeugreifen 4 der Lenkachse bzw. Vorderachse, als auch in den Fahrzeugreifen 6 der Hinterachse sowie in den Fahrzeugreifen der ersten Hinterachse und zweiten Hinterachse des Nutzfahrzeuganhängers 3 sind jeweils Temperatursensoren angeordnet.
Die Temperatursensoren sind vorzugsweise in Reifenmodulen 5 angeordnet, die auf der jeweiligen Reifeninnenseite des Fahrzeugreifens montiert sind.
Mit den einzelnen Temperatursensoren werden Temperaturverläufe an den jeweiligen Fahrzeugreifen 4, 6, 7 und 8 aufgezeichnet und ausgewertet.
Das besondere an den Fahrzeugreifen 4 der Lenkachse an der Zugmaschine 2 besteht darin, dass bei diesen Fahrzeugreifen die hohe Last des Motorgewichts wirkt.
Diese hohe Motorlast ist konstant. Auch wenn der Nutzfahrzeuganhänger mit einer hohen Last beladen wird, hat dies keine wesentlichen Auswirkungen auf die Radlast an der Lenkachse.
Daher stellt sich unter gleichen Umgebungsbedingungen, wie z.B. bei einer bestimmten Außentemperatur, immer der gleiche Temperaturverlauf am Temperatursensor der Fahrzeugreifen an der Vorderachse ein.
Dieser Temperaturverlauf wird dazu genutzt, um einen Referenzwert für die anderen Temperaturverläufe an den einzelnen Fahrzeugreifen zu bilden.
Die 2 zeigt die unterschiedlichen Temperaturverläufe, die an der Vorderachse und an der Hinterachse der Zugmaschine gemessen werden.
Diese Temperaturverläufe können z. B. bei bestimmten Umgebungsbedingungen gemessen worden sein. Der Temperaturverlauf 10 zeigt den Temperaturverlauf der Fahrzeugreifen, die an der Vorderachse bzw. an der Lenkachse montiert sind.
Nach einer bestimmten Strecke stellt sich ein konstanter Temperaturwert T1 ein.
Unter gleichen Umgebungsbedingungen stellt sich im Normallfall immer dieser Referenztemperaturwert ein.
Die Temperaturverläufe 9, 11 und 12 zeigen den Temperaturverlauf für die gemessene Temperaturen an der Hinterachse der Zugmaschine 2. Der erste Temperaturverlauf 9 zeigt den Temperaturverlauf, bei dem der Nutzfahrzeuganhänger mit keiner Last beladen ist. Nach einer bestimmten Fahrstrecke stellt sich die konstante Temperatur T2a ein.
Der Temperaturverlauf 11 zeigt den Temperaturverlauf der gemessenen Temperaturen an den Fahrzeugreifen der Hinterachse der Zugmaschine.
Bei diesem Temperaturverlauf ist der Nutzfahrzeuganhänger mit einer vollen Last beladen. Nach einer bestimmen Fahrtstrecke stellt sich die konstante Temperatur T2b ein. Die Temperaturdifferenz DTb wird als Maß dafür genommen, welche Radlast auf den einzelnen Fahrzeugreifen einwirkt.
Außerdem wird dabei die Temperaturdifferenz DTa zwischen der Temperatur T1 und T2a als Referenzwert genutzt.
Der Temperaturverlauf 12 zeigt die Temperatur an den Fahrzeugreifen der Hinterachse der Zugmaschine, wenn der Nutzfahrzeuganhänger mit einer Überlast beladen worden ist.
In diesem Fall würde die Temperaturdifferenz DTc zwischen der Temperatur T2a und der Temperatur T2c ermittelt werden.
Wenn eine Überlast am Fahrzeugreifen detektiert wird, erfolgt eine Warnmeldung an den Fahrer des Fahrzeuges.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugreifen
2: Zugmaschine
3: Nutzfahrzeuganhänger
4: Fahrzeugreifen der Vorderachse bzw. der Lenkachse
5: Reifenmodul mit Sensor
6: Fahrzeugreifen der Hinterachse der Zugmaschine
7: Fahrzeugreifen der ersten Hinterachse des NFZ-Anhängers
8: Fahrzeugreifen der zweiten Hinterachse des NFZ-Anhängers
9: Temperaturverlauf der Temperatur am Fahrzeugreifen der Hinterachse, wobei der NFZ-Anhänger mit keiner Last beladen ist
10: Temperaturverlauf der Temperatur am Fahrzeugreifen der Vorderachse (Lenkachse)
11: Temperaturverlauf der Temperatur am Fahrzeugreifen der Hinterachse, wobei der NFZ-Anhänger mit einer maximalen Last beladen ist
12: Temperaturverlauf der Temperatur am Fahrzeugreifen der Hinterachse, wobei der NFZ-Anhänger mit einer Überlast beladen ist
T: Temperatur
S: zurückgelegte Strecke
T1: konstante Temperatur am Fahrzeugreifen der Vorderachse
T2a: konstante Temperatur am Fahrzeugreifen der Hinterachse (keine Last)
T2b: konstante Temperatur am Fahrzeugreifen der Hinterachse (maximale Last)
T2c: konstante Temperatur am Fahrzeugreifen der Hinterachse (Überlast)
DTa: Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2a
DTb: Temperaturdifferenz zwischen T2a und T2b
DTb: Temperaturdifferenz zwischen T2a und T2c

Claims

Verfahren zur Ermittlung einer Reifenlast an einem Fahrzeug mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen einer Vielzahl von Fahrzeugreifen (4,6,7,8) an einem Fahrzeug, wobei zumindestens jeweils an einem Fahrzeugreifen (4) der Vorderachse und einem Fahrzeugreifen (6,7,8) von mindestens einer Hinterachse jeweils ein Temperatursensor zur Ermittlung der Reifentemperatur angeordnet ist, b) Regelmäßiges Messen und Aufzeichnen der mit den Temperatursensoren gemessenen Temperaturen, c) Ermitteln von im Wesentlichen konstanten Temperaturwerten (T1,T2a,T2b,T2c) für die einzelnen Temperatursensoren nach einer vorgegebenen Wegstrecke (S), d) Abspeichern der konstanten Temperaturwerte (T1,T2a,T2b,T2c) mit einem Speichersystem, e) Ermitteln einer an einer Hinterachse eines Fahrzeugreifens (6,7,8) wirkenden Reifenlast, wobei die Reifenlast aus einer Temperaturdifferenz (DTa, DTb, DTc) zu den jeweils konstanten Temperaturwerten (T2a,T2b,T2c) des Temperatursensors an der Hinterachse ermittelt wird und wobei als Referenzwert der konstante Temperaturwert (T1) des Temperatursensors an der Vorderachse des Fahrzeuges genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Nutzfahrzeug ist und der Temperatursensor in einem Fahrzeugreifen (4) an der Lenkachse von einer Zugmaschine (2) angeordnet ist, wobei die an diesem Temperatursensor gemessene Temperatur unabhängig ist von der Last, mit der der Nutzfahrzeuganhänger (3) beladen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konstanten Temperaturwerte (T1,T2a,T2b,T2c) an den Temperatursensoren nach eine zurückgelegten Fahrtstrecke von mindestens 20 km gemessen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Temperatursensoren an einer der Hinterachsen eine erste Temperatur ermittelt (T2a) wird, die dann gemessen wird, wenn der NFZ-Anhänger mit keiner Last beladen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Temperatursensoren an einer der Hinterachsen eine zweite Temperatur (T2b) ermittelt wird, die dann gemessen wird, wenn der NFZ-Anhänger mit einer vorgegebenen Last beladen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz (DTb) zwischen der ersten und zweiten Temperatur ein Maß für die Laständerung am NFZ-Anhänger ist und mit der Messung der Temperaturdifferenz (DTb) die am Fahrzeugreifen wirkende Radlast bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor in einem Reifenmodul (5) integriert ist, wobei das Reifenmodul (5) auf der Reifeninnenseite angeordnet ist und die Messdaten über eine Funkverbindung zu einer zentralen Empfangseinheit im Fahrzeug übertragen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Detektieren einer Überlast am Fahrzeugreifen (6,7,8) automatisiert eine Warnmeldung an den Fahrer des Fahrzeuges ausgegeben wird.