DE10221723A1

DE10221723A1 - Verfahren zur Überwachung des Reifendrucks

Info

Publication number: DE10221723A1
Application number: DE2002121723
Authority: DE
Inventors: Joerg Fischer; Karsten Wehner
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-12-24

Abstract

Verfahren zur Überwachung des Reifendrucks für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einer Reifendruckerfassungseinrichtung (4). Das Fahrzeug umfasst eine Temperaturerfassungseinheit (1), welche ein Temperatursignal an eine Referenzdruckermittlungseinheit (2) übermittelt. Der von der Reifendruckerfassungseinrichtung (4) erfasste Reifendruck wird in einer Vergleichseinheit (3) mit dem von der Referenzdruckermittlungseinheit (2) ermittelten Referenzdruck verglichen. Das Ergebnis der Reifendrucküberwachung kann mittels einer Anzeigeeinheit (5) dem Fahrer angezeigt werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwachung des Reifendrucks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der gattungsbildenden EP 0866751 B1 ist es bekannt, ein von einem Drucksensor geliefertes Reifendrucksignal mit einem vorher gespeicherten Referenzdrucksignal zu vergleichen. Überschreitet die Abweichung des Drucksignals vom Referenzdrucksignal einen ersten Schwellwert, so wird dies dem Fahrer angezeigt. Unterschreitet der Reifendruck eine zweite Druckschwelle, so wird das zugehörige Rad als ungenutzt gewertet und es wird von der Sensoreinheit kein Signal an eine Auswerte- oder Anzeigeeinheit ausgegeben, um die Energiequelle des Sensors zu schonen. Immer dann, wenn der Reifen mittels einer externen Druckluftquelle befüllt wird, wird der nach dem Befüllvorgang vorhandene Reifendruck als neuer Vergleichsdruck (Solldruck) gespeichert.

Zudem ist es aus der EP 0763437 B1 bekannt, bei einer Reifenüberwachung zusätzlich zum Reifendruck auch die Reifentemperatur zu erfassen, und sie dem Fahrer als Information über den Zustand der Reifen bereitzustellen.

Aus der US 5297424 ist es bekannt, den Reifendruck und die Reifentemperatur zu erfassen und entsprechende Reifendruck- und Reifentemperatursignale bereitzustellen. Mittels diesen Signalen werden Fahrwerkseigenschaften an den Reifendruck und die Reifentemperatur angepasst.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Überwachung eines Reifendrucks zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Vorteil der Erfindung ist es, dass das Heranziehen einer zum Beispiel von einer Temperaturerfassungseinrichtung erfassten Reifentemperatur ein wesentlich genaueres und dem Reifenverhalten angepasstes Reifendrucküberwachungsergebnis ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Reifentemperatur zur Ermittlung eines korrigierten Referenzdrucks für die Überwachung des Reifendrucks herangezogen. Der Referenzdruck, mit welchem der Reifendruck verglichen wird, wird mittels der Reifentemperatur an das tatsächliche Verhalten eines Reifens angepasst. Das Vergleichsergebnis besitzt gegenüber dem Ergebnis einer Reifendrucküberwachung nach dem Stand der Technik eine erhöhte Aussagekraft.

Anstelle des Heranziehens der Reifentemperatur zur Ermittlung des Referenzdrucks kann die Reifentemperatur auch zur Normierung des erfassten Reifendrucks auf einen einer Normtemperatur zugeordneten Normreifendruck herangezogen werden, oder direkt in den Vergleichsalgorithmus zum Vergleich des erfassten Reifendrucks mit einem Referenzdruck, als zusätzliche Größe, beispielsweise additiv oder in Form eines Korrekturfaktors, mit eingehen. Die Erfindung und deren Vorteile sind bei dieser Abwandlung des Verfahrens dieselben wie beim Berücksichtigen der Reifentemperatur im Referenzdruck. Insbesondere kann bei einem Reifendrucküberwachungsverfahren, welches die den Reifendruck beeinflussende Größe Reifentemperatur berücksichtigt, eine genaue und zuverlässige Information über den Reifenzustand und die Reifenbefüllmenge bereitgestellt werden kann.

Da der Reifendruck bei gleicher Befüllmenge des Reifens von der Temperatur der Befüllmenge abhängig ist, ist es besonders vorteilhaft als Reifentemperatur die Temperatur des im Reifen befindlichen Reifenbefüllmittels zur Überwachung des Reifendrucks, und insbesondere zur Ermittlung der Referenzdrucks heranzuziehen.

Eine Alternative hierzu ist es, als Reifentemperatur die Temperatur der Reifenkarkasse, d. h. die Temperatur des Reifenmaterials heranzuziehen.

Zur Ermittlung einer Reifentemperatur oder als Reifentemperatur kann alternativ auch eine für die Reifentemperatur indikative Größe herangezogen werden. In einer einfachen Ausgestaltung wird die Reifentemperatur unter Heranziehen der Umgebungstemperatur geschätzt. Dabei ist es vorteilhaft zusätzlich fahrdynamische oder andere die Reifentemperatur beeinflussende Größen heranzuziehen. Unter vorgebbaren Bedingungen, z. B. bei einer durchschnittlichen Fahrweise, oder in Verbindung mit weiteren Größen, z. B. der Bremsleistung oder der Motorleistung, stellt die Umgebungstemperatur ein grobes Maß für die Reifentemperatur dar. Diese Ausgestaltung des Verfahrens ist besonders kostengünstig durchführbar, da zusätzlich zur Reifendrucksensorik und Auswertevorrichtung lediglich ein häufig bereits im Fahrzeug vorhandener Außentemperaturfühler erforderlich ist.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist der Referenzdruck eine monoton steigende Funktion der Reifentemperatur. Hierbei kann zusätzlich eine Grenztemperatur T₀ vorgegeben sein, wobei der Referenzdruck oberhalb der Grenztemperatur T₀ eine andere funktionale Abhängigkeit von der Reifentemperatur aufweist, wie darunter. Insbesondere steigt der Referenzdruck oberhalb der Grenztemperatur T₀ linear mit der Reifentemperatur an und/oder ist unterhalb der Grenztemperatur T₀ konstant. Es kann zudem eine zweite Grenztemperatur T₁ mit einem zweiten zugeordneten Grenzdruck p₁ vorgegeben sein. Oberhalb der zweiten Grenztemperatur T₁ weist der Referenzdruck erneut eine veränderte funktionale Abhängigkeit von der Reifentemperatur auf.

Durch eine streng monotone, beispielsweise eine lineare Abhängigkeit des Referenzdrucks von der Reifentemperatur, würde der Referenzdruck bei abnehmender Reifentemperatur immer kleiner werden. Hierdurch würde der Referenzdruck, ausgehend von einem bei Normtemperatur vorschriftsmäßig befüllten Reifen, zunehmend unter einem der Normtemperatur zugeordneten Normdruck liegen. Um zu verhindern, dass bei tiefen Reifentemperaturen ein Mindestdruck unterschritten wird, ist ein konstanter Wert des Referenzdrucks unterhalb einer Grenztemperatur T₀ vorteilhaft. Ein Mindestdruck in einem Reifen ist notwendig, damit der Reifen die erforderliche Tragkraft hat.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist besonders vorteilhaft bei Fahrzeugen, welche eine hohe Radlast aufweisen und/oder bei Fahrzeugen, bei welchen große Temperaturschwankungen der Umgebungs- und/oder der Reifentemperatur vermehrt auftreten. Hierbei sind besonders Nutzfahrzeuge zu nennen, welche beispielsweise innerhalb weniger Tage ihren Einsatzort zwischen Skandinavien und Südeuropa wechseln, und bei welchen ladungsbedingt stark unterschiedliche Achs- und Radlasten auftreten können.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens mit mindestens zwei Referenzdrucken, entspricht ein erster Referenzdruck einem Reifensolldruck, und ein unter dem ersten Referenzdruck liegender zweiter Referenzdruck ist kennzeichnend für eine vorgebbare Druckabweichung eines Reifendrucks vom Reifensolldruck. Es wird überwacht, ob der Reifendruck den zweiten Referenzdruck unterschreitet und das Überwachungsergebnis wird, zumindest im Falle einer Unterschreitung, beispielsweise an eine Anzeigevorrichtung, an eine Datenübermittlungsvorrichtung oder an eine Reifendruckkorrekturvorrichtung ausgegeben. Sofern der Reifensolldruck nicht benötigt wird, kann dieser auch entfallen.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter Hinzuziehen einer Reifentemperatur ein dritter Referenzdruck ermittelt. Dieser unter dem zweiten Referenzdruck liegende, dritte Referenzdruck ist kennzeichnend für einen Reifermotlaufbetrieb eines Fahrzeugreifens. Erfindungsgemäß wird überwacht, ob ein Reifendruck diesen dritten Referenzdruck unterschreitet.

Vorteil bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reifendrucküberwachung bei einem Fahrzeug mit Notlaufreifen ist es, dass der Fahrer schneller und zuverlässiger über einen Reifermotlauf informiert werden kann, als dies mit einem Reifendrucküberwachungsverfahren möglich ist, welches die Temperaturabhängigkeit des Reifendrucks nicht berücksichtigt.

Als weitere Ausgestaltung wird der Reifendruck zusätzlich mittels eines über dem Reifensolldruck liegenden, oberen Referenzdrucks überwacht. Hierbei wird geprüft, ob der Reifendruck den oberen Referenzdruck übersteigt, wobei dieser obere Referenzdruck kennzeichnend für einen beachtlichen Reifenüberdruck eines Fahrzeugreifens ist. Der obere Referenzdruck als Funktion der Reifentemperatur kann beispielsweise als Funktion der Reifentemperatur parallel zum Solldruck verlaufen oder kann als temperaturunabhängige Konstante vorgegeben werden. Mit dieser Ausgestaltung kann, insbesondere bei einem Fahrzeug mit einem selbsttätigen beziehungsweise von einer Reifendrucküberwachungsvorrichtung dazu veranlassten Reifenbefüllsystem, ein zu hoher Reifendruck erkannt werden. Ebenso können ein unerwünscht hoher Reifenüberdruck infolge einer Erwärmung des Reifens und die sich hieraus ergebenden Folgen, bis hin zu einem Reifenausfall, verhindert werden.

Für ein umfassendes Warn- und Informationskonzept können weitere Referenzdrucke vorgesehen werden, bei deren Unter- bzw. Überschreitung diesen Referenzdrucken jeweils zugeordnete Signalausgaben oder Maßnahmen erfolgen. Insbesondere kann eine Kaskade von kleiner werdenden Referenzdrucken für eine Reifenminderdrucküberwachung vorgesehen sein, welcher eine Warnkaskade mit mehreren Warnstufen zugeordnet ist.

Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens, insbesondere das Ergebnis des Vergleichs eines Reifendrucks mit einem Referenzdruck kann beispielsweise im Fahrzeug auf einem Datenbus bereitgestellt, und/oder an ein Steuergerät und/oder eine fahrzeugexterne Stelle übermittelt werden. Vorteilhafterweise wird das Überwachungsergebnis in der Weise bereitgestellt, dass der Fahrer eines Fahrzeugs den Reifendruck oder das Überwachungssignal für jedes Rad einzeln und/oder für jeweils eine Achse und/oder für alle Räder zusammen abfragen kann.

Vorzugsweise wird der Fahrer des Fahrzeugs zumindest dann entsprechend informiert oder gewarnt, wenn der Reifendruck einen für die weitere Fahrt relevanten Referenzdruck unterschreitet. Insbesondere wird der Fahrer gewarnt, wenn ein Referenzdruck unterschritten wird, welcher auf einen Reifermotlauf hindeutet. Als Zusatzbedingung kann jeweils vorgegeben werden, dass der Reifendruck einen Referenzdruck in einer charakteristischen Weise, beispielsweise für einen vorgebbaren Zeitraum unterschreiten muss, bevor der Fahrer informiert oder gewarnt wird. Hierdurch werden Fehlwarnungen verhindert.

Für eine Überschreitung eines einen Überdruck kennzeichnenden Referenzdrucks durch den erfassten Reifendruck kann ein entsprechendes Informations- und Warnkonzept wie bei einem Reifenminderdruck vorgesehen werden.

Das Verfahren zur Reifendrucküberwachung ist besonders vorteilhaft in einem Nutzfahrzeug, insbesondere für Reifen an einer Achse ohne Zwillingsräder, d. h. an einer Achse, welche auf jeder Fahrzeugseite nur ein Rad aufweist. Weil die Reifendrucke in Nutzfahrzeugen besonders hoch sind, ist die Durchführung des Verfahrens hier besonders vorteilhaft, da bereits eine Temperaturänderung des Reifens um 10°C eine merkliche Druckänderung in den Reifen dieser Fahrzeuge bewirkt. Im normalen Alltagsbetrieb von Nutzfahrzeugen treten häufig temperaturbedingte Druckänderung von 1 bar und mehr auf.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 2 mehrere Referenzdruckkurven in Abhängigkeit der Reifentemperatur.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zur Überwachung des Reifendrucks wird von einer Temperaturerfassungseinrichtung 1 eine Reifentemperatur erfasst und ein dieser Reifentemperatur zugeordnetes Reifentemperatursignal an eine Referenzdruckermittlungseinrichtung 2 ausgegeben. Die Referenzdruckermittlungseinrichtung 2 ermittelt unter Heranziehen des Reifentemperatursignals einen Referenzdruck. Dieser Referenzdruck wird an eine Vergleichseinheit 3 übermittelt. Von einer Reifendruckerfassungseinrichtung 4 wird ein Reifendruck erfasst und ebenfalls an die Vergleichseinheit 3 übermittelt. Ist der Reifendruck kleiner als ein Referenzdruck, welcher kennzeichnend für einen vorgebbaren Reifenminderdruck ist, so wird ein diesen Referenzdruck beziehungsweise den zugehörigen Minderdruck kennzeichnendes Signal ausgegeben. Dieses Signal wird beispielsweise an eine Anzeigevorrichtung 5 übermittelt. Mittels der Anzeigevorrichtung 5 wird der Fahrer darauf hingewiesen, dass der Reifendruck in einem Reifen zu gering ist und welcher Reifen den zu geringen Reifendruck aufweist. Das von der Vergleichseinheit 3 ausgegebene Signal kann alternativ oder ergänzend an eine Speichervorrichtung oder an eine Reifendruckkorrekturvorrichtung übermittelt werden.
Die Fig. 2 zeigt eine Darstellung mehrerer beispielhafter Referenzdruckkurven 11 bis 15, d. h. mehrere Referenzdrucke als eine Funktion der Reifentemperatur. Die Solldruckkurve 11 umfasst die beiden Kurvenabschnitte 11a und 11b, und entspricht genau demjenigen Reifendruck, welcher bei einer vorgegebenen Radlast erwünscht ist. Unterhalb einer vorgebbaren Grenztemperatur T₀ ist der Solldruck 11a konstant. Dies berücksichtigt, dass auch bei sehr tiefen Reifentemperaturen der Reifen einen Mindestreifendruck aufweisen muss, damit er über eine vorgegebene Mindesttragfähigkeit verfügt. Oberhalb der Grenztemperatur T₀ berücksichtigt der Kurvenverlauf, dass sich der Reifendruck bei konstanter Befüllmenge mit zunehmender Reifentemperatur erhöht.
Zwei weitere Referenzdruckkurven, die Minderdruckkurven 12 und 13 verlaufen parallel zur Solldruckkurve 11 und sind jeweils um einen vorgebbaren Schwellwert unterhalb der Solldruckkurve 11 angeordnet. Diese Minderdruckkurven 12 und 13 sind jeweils für einen vorgebbaren Minderdruck kennzeichnend. Unterschreitet der Reifendruck die Minderdruckkurve 12, so führt dies zu einer automatischen oder durch den Fahrer abrufbaren Fahrerinformation. Unterschreitet der Reifendruck zusätzlich die Minderdruckkurve 13, so führt dies zusätzlich zu einer automatischen Fahrerwarnung.
Dieses zweistufige Warnkonzept wird durch die Reifermotlaufkurve 14, welche kennzeichnend für einen Reifermotlauf ist, erweitert. Unterschreitet der Reifendruck die Reifermotlaufkurve 14, so wird der Fahrer zusätzlich über einen Reifermotlauf gewarnt. Hierbei können ergänzend weitere Maßnahmen automatisch eingeleitet werden. Beispielsweise kann die Fahrgeschwindigkeit auf einen Höchstwert begrenzt oder das Warnblinklicht automatisch aktiviert werden.
Der Reifendruck wird zudem mit der Überdruckkurve 15 verglichen, wobei diese temperaturunabhängig konstant, oder alternativ hierzu temperaturabhängig sein kann. Eine konstante Überdruckkurve gewährleistet, dass eine Warnung erfolgen kann, wenn der Reifendruck einen vorgebbaren kritischen Wert übersteigt. Hierbei kann in einfacher Weise ein die Funktionssicherheit des Reifens gewährleistender maximaler Reifendruck berücksichtigt werden. Eine temperaturabhängige Kurve kann die Temperaturabhängigkeit des Reifendrucks bei konstanter Befüllmenge berücksichtigen, und somit eine an das Reifenverhalten angepasste Überwachung ermöglichen.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung des Reifendrucks für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einer Reifendruckerfassungseinrichtung, wobei der von der Reifendruckerfassungseinrichtung erfasste Reifendruck mit einem Referenzdruck verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung des Reifendrucks eine Reifentemperatur herangezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifentemperatur zur Ermittlung mindestens eines Referenzdrucks herangezogen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Reifentemperatur

- eine Temperatur in der Reifenkarkasse erfasst, oder

- eine Temperatur eines in dem Reifen befindlichen Reifenbefüllmittels erfasst, oder

- eine Temperatur aus der Umgebungstemperatur und fahrdynamischen Größen geschätzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzdruck oder mindestens einer der Referenzdrucke mit der Reifentemperatur monoton steigt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzdruck oder mindestens einer der Referenzdrucke als Funktion der Reifentemperatur unterhalb einer vorgebbaren Grenztemperatur T₀ konstant ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Referenzdruck kennzeichnend für einen vorgebbaren Reifenminderdruck eines Fahrzeugreifens ist, und überwacht wird, ob ein Reifendruck diesen ersten Referenzdruck unterschreitet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein unter dem ersten Referenzdruck liegender, zweiter Referenzdruck kennzeichnend für einen Reifermotlaufbetrieb eines Fahrzeugreifens ist, und überwacht wird, ob ein Reifendruck diesen zweiten Referenzdruck unterschreitet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein über dem ersten Referenzdruck liegender, dritter Referenzdruck kennzeichnend für einen vorgegebenen Reifenüberdruck eines Fahrzeugreifens ist, und überwacht wird, ob ein Reifendruck diesen dritten Referenzdruck überschreitet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Ergebnis der Reifendrucküberwachung abfragen kann, oder zumindest dann informiert oder gewarnt wird, wenn der Reifendruck einen Referenzdruck in charakteristischer Weise über- beziehungsweise unterschreitet.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer des Fahrzeugs zumindest dann gewarnt wird, wenn ein für einen Reifermotlauf kennzeichnender Referenzdruck unterschritten wird.