DE3539489A1 - Verfahren zum ermitteln eines veraenderlichen luftdruckwertes eines fahrzeugluftreifens und anzeigen eines druckwertes - Google Patents
Verfahren zum ermitteln eines veraenderlichen luftdruckwertes eines fahrzeugluftreifens und anzeigen eines druckwertesInfo
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- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, nach dem ein veränderlicher
Luftdruckwert eines Fahrzeugluftreifens ermittelt und übertragen
wird. Dabei wird ein dem Luftdruckwert entsprechendes Informationssignal
berührungslos von einem Meßwertgeber auf einen Meßwertempfänger
übertragen und in einer Meßwert- oder Auswertschaltung oder elektronisch
ausgewertet. Das Informationssignal wird mit vorliegenden Sollwerten
mindestens für Luftdruck innerhalb des Fahrzeugluftreifens
verglichen und ein abweichender Meßwert einschließlich Wert Null ermittelt.
Dann wird ein dem Meßwert entsprechender Luftdruckzustand angezeigt.
Bevorzugt wird er dem Fahrer des Fahrzeuges jeweils für jedes
vorhandene, in Betrieb befindliche Fahrzeugrad angezeigt.
Zum Übertragen eines veränderlichen Meßwertes für den Reifendruck von
Fahrzeugrädern ist ein Verfahren nach DE-PS 30 29 563 bekannt, nach
dem entweder das Informationssignal stets unabhängig von der Reifentemperatur
und ein zugeordneter Sollwert entsprechend der Umgebungstemperatur
verändert ist oder nach dem eine von der Umgebungstemperatur
unabhängiger konstanter Sollwert erst oberhalb einer vorgegebenen
Grenztemperatur unabhängig und unterhalb dieser Grenztemperatur abhängig
von der Reifentemperatur ist.
Die Faktoren Außendruck, Reifeninnentemperatur und spezifisches Luftvolumen
bestimmen den Reifendruck. Bei dem bekannten Verfahren werden
Druck und Temperatur nicht so berücksichtigt, wie es für einen bestmöglichen
Informationsstand des Fahrers angezeigt wäre.
Eine positive Änderung des atmosphärischen Druckes wirkt sich in einer
negativen Reifendruckänderung identischer Größe aus, wobei regional
Außendruckänderungen von bis zu 0,1 bar vorliegen können und sich bei
Höhentdifferenzen der Außendruck je 1000 m um rd 0,1 bar ändert.
Temperaturänderungen haben identische prozentuale Druckänderungen zur
Folge, wobei z. B. bei durchschnittlichen PKW-Reifenluftdrücken eine
10°C Temperaturdifferenz einer etwa 0,1 bar großen Druckdifferenz entspricht.
Bei Großreifen ist wegen des höheren Luftdruckes die Druckdifferenz
größer. Eine positive Volumenänderung bewirkt eine negative
Druckänderung, die prozentual bis zum 1,5Fachen größer sein kann.
Die Differenzen zum Solldruck, die sich beim Fahrbetrieb ergeben können,
erreichen bis zu 0,5 bar, selbst wenn ein Fahrer seiner Sorgfaltspflicht
nachkommt, den Reifendruck regelmäßig zu überprüfen. Verhält er
sich dabei nicht, wie es die Richtvorraussetzung vorschreibt, kann die
Differenz zum Solldruck größer sein. Läßt der Autofahrer die Richtvoraussetzung
außeracht und überprüft den Reifendruck über längere
Zeit nicht, kann die Differenz zum Solldruck im Jahreszeitraum bis zu
1 bar betragen.
Ein Verfahren zum Ermitteln des geänderten Luftdruckes und eine Auswertung
zum Anzeigen des aktuellen Zustandes soll die vorgenannten
Faktoren berücksichtigen. Die systematische Anzeige hilft, eine hohe
aktive Sicherheit zu gewährleisten, wobei Sicherheit gegen Reifenausfall
und verbessertes konstantes Fahrverhalten bedeutsam sind. Die
Anzeige soll des weiteren verbesserten Wartungskomfort bieten, indem
regelmäßig größere Luftdruckwartungsintervalle ermöglicht werden.
Außerdem hilft der durch Anzeige bestmöglich herzustellende Reifendruck
Energie einzusparen durch geringen Rollwiderstand. Es ergibt
sich eine höhere Wirtschaftlichkeit. Sie gilt auch für längere Reifenlebensdauer
aufgrund gleichmäßigeren Abriebs.
Unter Berücksichtigung der vorgenannten Erkenntnisse besteht die Aufgabe
der Erfindung darin, ein Verfahren zum Erfassen, Auswerten und
Anzeigen des gleichgebliebenen oder geänderten Reifenluftdruckes zu
schaffen, bei dem regional bedingte und jahreszeitlich sich ändernde
Druck- und Temperatureinflüsse zuverlässig berücksichtigt werden.
Dazu sollen die Informationssignale mit entsprechend vorliegenden
Sollwerten verglichen werden. Die durch Auswertung ermittelten Abweichungen
sollen als aktuelle Reifenluftdruckzustände angezeigt
werden. Die Druckzustände sollen zum einen einen für den Fahrbetrieb
bestmöglichen Luftdruckbereich und zum anderen den darüber befindlichen
Überdruckbereich und den darunter befindlichen Minderluftdruckbereich
umfassen. Auf diese Weise werden zusätzlich zu Werten innerhalb
des Optimalbereichs auch die Werte aus nicht mehr das Optimum an Fahrsicherheit
gewährleistenden Bereichen und die Werte, aufgrund derer
der Fahrkomfort verbessert wird, miteinbezogen.
Die Erfindung löst die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das
Informationssignal mit mehreren bestimmten, jedoch wählbaren, je von
einem für ein bestimmtes, wählbares Zeitintervall vorliegenden Reifenaußentemperatur-
Mittelwert T a abhängigen Sollwertkurven S mit jeweilig
zugeordnetem Toleranzbereich S soll verglichen und zu einem
Zeitpunkt entsprechend mindestens eine Luftdruckabweichung des Reifenluftdruckes
ermittelt, diese Abweichung abhängig von den Sollwerten
der Sollwertkurven-Toleranzbereiche, den sogenannten Schwellbereichen,
einen bestimmten Reifenluftdruckzustand zugeordnet und mindestens
daraus ein oder der aktuelle Luftdruckzustand des Fahrzeugreifens
angezeigt wird.
Das Verfahren beruht darauf, daß mehreren Sollwertkurven Bezugstemperaturen
zugrundeliegen, die einen weiten Bereich von zum Beispiel
unterhalb 0°C bis oberhalb 20°C bzw. 30°C für die Auswertung abdecken.
Das Informationssignal wird mit der Innentemperatur des Reifendruckmediums
ausgewertet, wobei es mit jeweils aktuellen Toleranzwerten der
Sollkurven verglichen wird. Die Toleranzwerte werden dabei entsprechend
der Umgebungstemperatur verändert.
Regional und jahreszeitlich bedingte Druck- und Temperatureinflüsse
werden berücksichtigt und die Anzeige liefert zuverlässige aktuelle
Druckzustände.
Nach einem weiteren Verfahrensmerkmal können die Luftdrucksollwerte
nach der Formel
ermittelt werden.
Es bedeuten hierbei
p′Überdruck des Reifendruckmediums p′Soll-Reifenüberdruck p′ o einmalig festgesetzter Reifenüberdruck
p′ (Überdruck) = p i (Innendruck) - p a (Außendruck) T i Innentemperatur Reifen T io einmalig festgesetzte Innentemperatur Reifen.
p′Überdruck des Reifendruckmediums p′Soll-Reifenüberdruck p′ o einmalig festgesetzter Reifenüberdruck
p′ (Überdruck) = p i (Innendruck) - p a (Außendruck) T i Innentemperatur Reifen T io einmalig festgesetzte Innentemperatur Reifen.
Der in gebräuchlichen Tabellen angegebene Luftdruck ist ein Basisluftdruck
in Bezug auf die Tragfähigkeit des Reifens. Im allgemeinen
handelt es sich dabei um einen Mindestluftdruck. Die Luftdrücke sollen
jedoch nicht nur der Auslastung des Reifens Rechnung tragen, sondern
auch den Fahreigenschaften, der Höchstgeschwindigkeit, der Lage des
Reifens am Fahrzeug, den Betriebsbedingungen und den konstruktiven
Eigenschaften des Fahrzeugs.
Insbesondere für höhere Fahreigenschaften sind die Luftdrücke aus
Sicherheitsgründen zu erhöhen. Sie sind in der Regel um 0,1 bar je
10 km/h Stufung oberhalb 160 km/h bis 210 km/h erhöht.
Zugunsten eines in diesen Zusammenhang verbesserten Fahrkomforts und
zur Sicherung des Fahrbetriebs gegen Druckverlust kann ein Luftdruckzustand
erfaßt und ausgewertet werden, worauf basierend eine bestimmte
Höchstgeschwindigkeit anzeigbar bzw. die Fahrt auf eine solche Geschwindigkeit
begrenzbar ist.
Nach einem weiteren Verfahrensmerkaml wird dazu das Informationssignal
zusätzlich mit einem nach Richtlinie empfohlenen oder nach Norm vorgeschriebenen,
einer Höchstgeschwindigkeit zugeordneten Sollwert des
Reifenluftdruckes verglichen und ausgewertet und eine daraus resultierende
Höchstgeschwindigkeit angezeigt. Diese Anzeige erlaubt dem
Fahrer, daß er ohne hohen Luftüberdruck eine bestimmte Höchstgeschwindigkeit
wählen und einhalten kann.
Nach einer abgeänderten Verfahrensweise kann für die Auswertung des
Informationssignals anstelle von mehreren nur eine einzige bestimmte,
wählbare Sollwertkurve vorgesehen werden.
Um den Fahrer über einen weiteren Betriebszustand zu unterrichten,
der jetzt im Bereich des Minderluftdruckes liegt, kann nach einem
weiteren Verfahrensmerkmal das Informationssignal zusätzlich mit einem
bestimmten, wählbaren, einer Notlauffahrgeschwindigkeit zugeordneten
Sollwert des Reifenluftdruckes verglichen und ausgewertet werden und
daraus eine resultierende Höchstgeschwindigkeit oder der Notlaufzustand
angezeigt werden. Ein solcher Luftdruckwert ist sinnvoll angezeigt
zu werden bei Fahrzeugrädern, die trotz Druckverlust eine gewisse
Zeit lang eine längere Strecke bei bestimmten Betriebsbedingungen
gefahrlos benutzt werden können. In diesem Falle ist es wichtig zu
wissen, welche Geschwindigkeit zu wählen bzw. einzuhalten ist, um den
Notlauf nicht zu gefährden. Es kann auch ein Druck- und/oder Temperaturwert
bei Notlauf bzw. eine daraus erzeugte Information angezeigt
werden.
Nach einem weiteren Verfahrensmerkmal kann abhängig von der Einfederung
des Fahrzeuges der Solldruckwert p o aufgrund eines entsprechend
vorliegenden Informationssignals nach der Auswertung geändert oder
aus Einfederungs-Informationssignal und Luftdruckwert-
Informationssignal ein neues Informationssignal gebildet und zum Bestimmen
der Druckabweichung mit ausgewertet werden.
Die Übertragung der Informationssignale, die Auswertung und die Anzeige
kann mit üblichen bekannten Mitteln und Methoden für berührungsloses
Übertragen von Meßwerten und/oder auf elektronische Art und
Weise erfolgen.
Anhand eines Ausführungsbeispiels ist das Verfahren unter Zuhilfenahme
von Diagrammen erläutert.
Im Diagramm gemäß Fig. 1 ist in der Ordinate der Reifenüberdruck p′
und in der Abszisse die Innentemperatur T i aufgetragen. Der festgesetzte
Bezugswert für den Überdruck p′ o ist als gestrichelte Gerade
dargestellt. Ihr sind ein oberer Toleranzbereich, der sogenannte
Schwellbereich, bezeichnet mit b o , und ein unterer Toleranzbereich,
der Schwellbereich, bezeichnet mit b u , von z. B. jeweils 0,1 bar zugeordnet.
Die Sollwertkurven S sind entsprechnd den Bezugspunkten X, Y, Z für
bestimmte Temperaturbezugsstellen T io1, T io2, T io3 eingetragen, wobei
T ioIndex jeweils eine Bezugstemperatur ist. Es können mehr oder weniger
vorgesehen sein. Die Kurven S berücksichtigen regional und jahreszeitlich
bedingte Einflüsse.
Die Bezugspunkte X, Y, Z entsprechen beispielsweise hier den Außentemperaturen
0°C, 10°C und 20°C.
In Fig. 2 sind die Temperaturbezugspunkte angegeben, nach der die
Außentemperatur T a , z. B. T a1, T a2, T a3 . . ., über der Bezugstemperatur
T io , hier die festgelegte Reifeninnentemperatur, aufgetragen ist.
Die Sollkurven S in Fig. 1 sind entsprechend den Temperaturstellen mit
S o°, S 10°, S 20° bezeichnet. Sie haben linearen Verlauf. Jede Sollkurve
ist ein Toleranzbereich zugeordnet. Die Schwellbereiche genannten
Toleranzbandbreiten sind mit S otol , S 10tol und S 20tol bezeichnet.
Die Funktion wird wie folgt erläutert.
Ist z. B. der Reifendruck auf den 20°C-Sollwert eingestellt, vgl.
Punkt A (er ist mit Bezugswert Z übereinstimmend) und betragen die
Außen- und Innentemperaturen 28°C, dann entspricht der Reifendruck dem
höheren Wert; vgl. Punkt B. Dieser Punkt liegt innerhalb des zulässigen
Schwellbereichs, so daß nach Auswertung des Informationssignals kein
Fehldruck (Überdruck) angezeigt wird.
Beträgt hingegen zu einem anderen Zeitpunkt bei eingestelltem Reifendruck
auf den 20°C-Sollwert die Außen- und Innentemperatur 8°C, dann
entspricht der Reifendruck aktuell dem niedrigen Druck, ausgedrückt
durch Punkt D.
Gleichzeitig ist beim Unterschreiten der Temperatur, hier T a2, vgl.
dazu auch Diagramm gemäß Fig. 2, eine nächstliegende Sollwertkurve
S 10° aktuell geworden. Diese befindet sich mit ihrem Bezugspunkt Y
an der Stelle T io2. An dieser Stelle befindet sich die zugeordnete
Kurve Z 2, die für die aktuelle Außentemperatur T a2 zutrifft.
Systematisch wurde Kurve Z 3 verlassen und auf die stets nächstliegende
Kurve Z 2 übergegangen, weil Kurve Z 3 die Temperatur T a2 nicht erfaßt.
Die Kurven Z 1, Z 2, Z 3 . . . entsprechen in ihrer Zuordnung den Bezugstemperaturen
T io , T i10, T i20 . . . Im Fallbeispiel wurde die Anwendung
des Überwechselns auf die nächstliegende Sollwertkurve erläutert.
Da der aktuelle Druck niedriger liegt als der Schwellbereich, wird nach
Auswertung des Informationssignals ein Fehldruck angezeigt.
Hierauf wird der Reifendruck korrigiert. Der aktuelle Druckwert entspricht
jetzt dem Wert für Punkt E der Sollkurve für die 10° Temperatur.
Dieser Zustand wird angezeigt.
Würde auf die Zuordnung Z 1, vgl. Fig. 2, übergegangen worden sein,
hätte der vorher erwähnte Fehldruck auf einen Druck entsprechend Punkt
F korrigiert werden sollen. Dann wäre dieser Druck angezeigt worden.
Er befindet sich noch im Toleranzbereich.
Ausgehend vom Vorliegen eines Reifendruckes und Temperaturen gemäß
Punkt G, vgl. Fig. 1, würden sich Druck und Temperatur während des Fahrbetriebes
entsprechend Kurve S 20° einstellen.
Im Falle einer Reifenundichtigkeit ändern sich Druck und Temperatur und
es wird ein Punkt G′ auf der gestrichelt dargestellten Kurve erreicht.
Der Punkt G′ liegt außerhalb des Toleranzbereichs S 20tol . Nach der Auswertung
des Informationssignals wird Fehldruck (Minderdruck) angezeigt.
Der Reifendruck ist hiernach entsprechend Kurve S 20° zu korrigieren.
Aufgrund der vorliegenden Sollkurven kann präzise und zuverlässig im
Jahreszeitraum und regional bedingt ein aktueller Druckzustand nach
Auswertung angezeigt werden.
Claims (6)
1. Verfahren zum Ermitteln eines veränderlichen Luftdruckwertes eines
Fahrzeugluftreifens, bei dem ein von einem Meßwertgeber abhängiges
Informationssignal auf einen Meßwertempfänger übertragen, dieses in
einer Auswerteschaltung oder Auswerte-Elektronik mit vorliegenden
Sollwerten mindestens für den Luftdruck verglichen und eine Wertabweichung
ermittelt sowie ein dem Meßwert entsprechender Luftdruckzustand
angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Informationssignal
mit mehreren bestimmten, wählbaren, je von einem für ein
wählbares Zeitintervall vorliegenden Reifenaußentemperatur-Mittelwert
( a ) abhängigen Sollwertkurven (S) mit jeweilig zugeordnetem
Toleranzbereich (S tol ) verglichen und entsprechend mindestens
eine Abweichung des Reifenluftdruckes ermittelt und diese abhängig
von den Sollwertkurventoleranzbereichen einem bestimmten Reifenluftdruckzustand
zugeordnet und mindestens der aktuelle Luftdruckzustand
des Fahrzeugluftreifens angezeigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Informationssignal
zusätzlich mit mindestens einem nach Richtlinie
empfohlenen oder durch eine Norm vorgeschriebenen, einer Höchstgeschwindigkeit
zugeordneten Reifenluftdrucksollwert verglichen,
in einer Auswerteschaltung ausgewertet und eine daraus resultierende
Höchstgeschwindigkeit angezeigt wird.
3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Auswertung des Informationssignals anstelle von mehreren
Sollwertkurven eine einzige bestimmte, wählbare Sollwertkurve vorliegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Informationssignal zusätzlich mit einem bestimmten,
wählbaren, einer Notlauffahrgeschwindigkeit zugeordneten Reifenluftdrucksollwert
verglichen, in einer Auswerteschaltung ausgewertet und
eine daraus resultierende Höchstgeschwindigkeit oder ein Druck- und/
oder Temperaturwert bei Notlauf bzw. eine daraus erzeugte Information
angezeigt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß abhängig von der Einfederung des Fahrzeugs der Solldruckwert
p′ o aufgrund eines entsprechend vorliegenden Informationssignals
nach der Auswertung geändert oder daß aus Einfederungsinformationssignal
und Luftdruckwertinformationssignal ein neues Informationssignal
gebildet und zum Bestimmen der Druckabweichung mit
ausgewertet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sollluftdruckwerte
ermittelt und in die Auswerteschaltung eingegeben
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Solldruckwerte nach der
Formel
ermittelt werden, wobei
p′Reifendruckmedium Überdruckwert p′ s Soll-Reifenüberdruckwert p′ o einmalig festgesetzter Reifenüberdruckwert T i Reifen-Innentemperatur T io einmalig festgestzte Reifen-Inentemperatur T a Reifen-Außentemperatur bedeuten.
p′Reifendruckmedium Überdruckwert p′ s Soll-Reifenüberdruckwert p′ o einmalig festgesetzter Reifenüberdruckwert T i Reifen-Innentemperatur T io einmalig festgestzte Reifen-Inentemperatur T a Reifen-Außentemperatur bedeuten.
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