DE4029311C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und zum Verändern des Reifendruckes in den Fahrzeugreifen eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine regelmäßige Kontrolle und Korrektur des Reifendruckes ist eine notwendige Aufgabe, die jeder Autofahrer in Zeit­ abständen oder bei einer unterschiedlichen Beladung des Fahrzeuges vornehmen sollte, weil z. B. durch zu niedrigen Innendruck die Reifen mehr Walkarbeit verrichten müssen und der Rollwiderstand und damit der Kraftstoffverbrauch vergrößert wird. Des weiteren wird die Fahrstabilität durch zu niedrigen Reifenluftdruck verringert und kann eventuell zu einem Totaldefekt des Reifens durch Überhitzung und Devulkanisierung führen. Reifendefekte führen häufig zu folgenschweren Straßenverkehrsunfällen. Ferner lassen sich die Reifenabrollgeräusche durch eine Veränderung der Luftdruckwerte in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit reduzieren. Eine automatische Reifendruckregelung an allen Rädern bewirkt damit einen erheblichen Sicherheitsgewinn und verbessert den Fahrzeugbedienungskomfort.

Systeme zur Reifendruckregelung sind bekannt, wobei es sich in der Regel um sehr aufwendige und kostspielige Lösungen handelt, die teilweise nur eine optische oder akustische Warnfunktion bei zu niedrigem Reifendruck aus­ lösen.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 33 08 080 A1 bekannt. Dort werden sowohl zum Druckerhöhen als auch zum Druckabsenken jeweils über externe Steuerleitungen beaufschlagte Achsventile geöffnet. Zur Entlastung der Drehdurchführungen sind zusätzlich jedem Rad weitere Schaltventile zugeordnet. Bei rein pneumatischer Ausgestaltung der Achsventile ist eine pneumatische Steuerleitung zur Betätigung der Achsventile vorgesehen, während die eigentliche Druckzuführung über gesonderte Druckleitungen erfolgt. Diese Art der Ansteuerung der Achsventile bedingt eine entsprechend aufwendige Ausführung der Leitungsführungen.

Aus der DE-OS 19 07 082 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der zu jedem Fahrzeugreifen zwei Druckleitungen führen, die von einem Betätigungsventil wahlweise beaufschlagt werden können. Weiterhin ist dort ein Rückschlagventil vorgesehen, das bei Druckbeaufschlagung der ersten Druckleitung zur Druckerhöhung im Reifen öffnet und bei Entlüftung der ersten Druckleitung selbsttätig schließt. Daneben ist ein Steuerschieber vorgesehen, der bei Druckbeaufschlagung der zweiten Druckleitung öffnet und dabei eine Zwangsbetätigung des Rückschlagventils bewirkt, so daß Luft über die entlüftete Druckzuführleitung entweichen kann. Die zweite Druckleitung stellt damit eine Steuerleitung zur Betätigung des ansteuerbaren Rückschlagventils dar. In den Druckleitungen findet keine Variation des Luftdrucks zur Steuerung eines einzelnen Ventils statt, vielmehr wird über ein handbetätigtes Steuerventil eine ungeregelte Druckluftaufgabe oder Entlüftung jeweils einer der Druckleitungen bewirkt. Auch hier sind in nachteiliger Weise aufwendige parallele Leitungsführungen zu den ansteuerbaren Ventilen notwendigen.

Aus der DE 26 04 318 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die für jeden Fahrzeugreifen zwei getrennte Ventile aufweist, von denen eines als Einlaßventil zum Druckerhöhen und das andere als Auslaßventil zum Druckabsenken wirkt. Die Ventile sind hierbei elektrisch gesteuert, so daß neben den Druckluftleitungen zusätzliche elektrische Steuerleitungen erforderlich werden. Der Inhalt dieser Veröffentlichung bleibt hinter den zuvor diskutierten jedoch vor allem insoweit zurück, als die Drehdurchführungen an den Fahrzeugreifen nicht druckentlastet werden können, so daß eine Undichtigkeit dieser Drehdurchführungen zu einem Druckabfall im Fahrzeugreifen führt.

Schließlich ist aus der EP 00 71 278 A2 eine Reifendruckregelung bekannt, die eine Einrichtung zum Druckerhöhen und Druckabsenken in den Reifen umfaßt. Diese Einrichtung sieht Luftführungskanäle von einer Steuereinrichtung im Fahrzeug zu den einzelnen Reifen vor, welche über eine Nabenanordnung in den Rädern geführt sind und eine konstante Füllverbindung von den Reifen zu der Steuereinrichtung aufrechterhalten. Über Regelventile und ein Komparatorelement wird der Luftdruck automatisch verstellt und auf den eingestellten Luftdruck gehalten, wobei in der Fülleitung zwischen Druckluftquelle und Regelventil ein Prioritätsventil angeordnet ist, welches bei Druckabfall in der Fülleitung automatisch schließt. Von Nachteil bei dieser Einrichtung ist aber, daß die Luftführungskanäle durch die Nabenverbindung ständig unter dem vorgegebenen Reifendruck stehen und bei einer Undichtigkeit, insbesondere in der Nabenverbindung, einen Druckabfall im Reifen verursachen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß der DE 33 08 080 A1 so weiterzubilden, daß die Luftzuführungskanäle und Drehdurchführungen nicht unter einem ständigen Druck stehen und die Steuerung vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale in Anspruch 1 gelöst.

Das Verfahren basiert auf einer Steuereinheit, welche im Fahrzeug angeordnet ist, und Schaltventilen, welche den drehenden Teilen der Fahrzeugreifen zugeordnet sind. Die Schaltventile werden hierbei jeweils über einen Luftzu­ führungskanal mit den Druckleitungen der Steuereinheit verbunden und über eine Druckbeaufschlagung geschaltet.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Steuereinheit kontrolliert und regelt den über einen Kompressor zugeführten Luftdruck im Vorratsbehälter und steuert die Druckbeaufschlagung der Schaltventile über Regel- und Zuschaltventile. Zur Sperrung der Schaltven­ tile erfolgt eine schnelle Drucksenkung im Luftzuführungs­ kanal unter einen vom Schaltventil vorgegebenen Grenzwert, so daß das Schaltventil schließt und die Luftzuführungs­ kanäle während des Fahrbetriebes nicht ständig unter einem den Reifendruck entsprechenden Druck verbleiben. Hierdurch ist es möglich, auf eine aufwendige druckdichte Verbindung in der Radlagereinheit zu verzichten, weil die Druckbe­ lastung nur kurzzeitig erfolgt.

Eine Sperrung der Schaltventile wird dadurch ausgelöst, daß die Verbindung zwischen Vorratsbehälter und Luftzu­ führungskanal durch ein Regelventil unterbrochen wird. Durch ein schlagartiges Öffnen des Luftzuführungskanals mittels des Regelventils, der Zuschaltventile oder eines Kontrollventils zur Umgebung erfolgt eine schnelle Druck­ senkung, so daß das Schaltventil gesperrt wird. Des weite­ ren sieht das Verfahren vor, daß eine Überprüfung und Korrektur des Reifendruckes über die Regelventile bei allen Fahrzeugreifen gleichzeitig oder aber sequentiell durchgeführt wird. Ferner besteht über die Steuereinrich­ tung die Möglichkeit, die Dichtigkeit der Luftzuführungs­ kanäle der einzelnen Reifen in Zeitabständen zu überprü­ fen. Bei einer erfolgt eine Druckbe­ aufschlagung unterhalb des Grenzwertes der Schaltventile, und der Druckabfall wird in einer vorgegebenen Zeit gemessen.

Ferner sieht das Verfahren vor, daß der für die Fahrzeug­ reifen jeweils vorbestimmte Reifendruck durch eine Steuer­ einheit und eine Einstellvorrichtung vorgegeben und über einen Drucksensor kontrolliert wird, wobei der Reifen­ druck des Vorratsbehälters über ein Regelventil modi­ fiziert wird.

In der Zeichnung wird die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Reifendruckregelan­ lage,

Fig. 2 eine Radlagereinheit mit Luftzuführungska­ nälen und Schaltventil.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Reifendruckregelan­ lage mit Steuereinheit 1, eine Radlagereinheit 2 und einem Schaltventil 3 für jeden Fahrzeugreifen 4. Die Steuerein­ heit 1 umfaßt einen Kompressor 5 und einen Vorratsbehälter 6. Der Kompressor 5 beaufschlagt den Vorratsbehälter 6 mit Druckluft, wobei über einen Druckluftsensor 7 der aktuelle Systemdruck hinter einem Regelventil 11 ermittelt werden kann. Der Kompressor 5 kann hierbei bereits Bestandteil des Fahrzeuges sein und erzeugt einen Systemdruck, der ständig an dem Regelventil 11 anliegt. Der Druckluftsensor 7 befindet sich im Ausführungsbeispiel am Ausgang des Regel­ ventils 11. Die durch den Druckluftsensor 7 ermittelten Druck­ werte werden einem Mikroprozessor 8 zugeführt, der die gemessenen Werte mit vorgegebenen Werten einer Einstell­ vorrichtung 9 vergleicht und in zyklischen Abständen eine Kontrolle und Korrektur der Reifenluftdruckwerte vornimmt. Zu diesem Zweck wird der Vorratsbehälter 6 über eine Ver­ bindungsleitung 10 und das Regelventil 11 sowie einer weiteren Verbindungsleitung 13 mit den Eingängen 14 der Zuschaltventile 15 verbunden. Die Ausgänge 16 der Zu­ schaltventile 15 sind jeweils über eine Verbindungsleitung 17 mit einem Einlaßanschluß 18 (Fig. 2) der Radlagereinheit 2 ver­ bunden. Der Mikroprozessor 8 schaltet die Zuschaltventile 15 so, daß der durch das Regelventil 11 modifizierte Systemdruck im Vorratsbehälter 6 wahlweise gleichzeitig oder sequentiell über die Zuschaltventile 15 auf jeden Fahr­ zeugreifen 4 zum Druckausgleich geschaltet wird.

Solange der Druck am Ausgang 16 der Zuschaltventile 15 kleiner als der Grenzdruck des Schaltventiles 3 des Fahr­ zeugreifens 4 ist, sperrt das Schaltventil 3. Mit Über­ schreiten des Grenzdruckes öffnet das Schaltventil 3 und gibt die Verbindung zwischen der Reifendruckregelanlage und dem Reifeninnenraum 12 frei, so daß ein Druckausgleich statt­ finden kann. Anschließend herrscht im ganzen Drucksystem zwischen den Reifen 4 und den Vorratsbehälter 6 der gleiche Druck. Durch Messung des Druckes mit dem Druckluftsensor 7 sind der Systemdruck und damit der Reifendruck bekannt. Durch Zufluß von Druckluft aus dem Vorratsbehälter 6 oder Abfluß von Druckluft aus den Verbindungsleitungen 13, 17, 19, 20 und dem Reifeninnenraum 12 in die Umgebung kann der Reifendruck auf den gewünschten Wert erhöht oder erniedrigt werden. Nach Abschluß eines Regelvorganges wird der Druck z. B. am Ausgang des Regelventils 11 schnell durch Luftablaß in die Umgebung abgebaut. Dadurch sinkt der Druck auf Werte unter den Grenzwert des Schaltventils 3, wodurch dieses schließt und damit den eingestellten Druck im Reifen 4 speichert. In Zeitabständen kann der Zustand der Drehdichtungen in der Radlagereinheit 2 geprüft werden, indem die zu über­ prüfenden Verbindungsleitungen 13, 17, 19 mit Druck beaufschlagt werden, der unter der Ansprechschwelle des Schaltventils 3 liegt. Der Druckabfall pro Zeit ist ein Maß für die Dich­ tigkeit der Verbindungsleitungen 13, 17, 19, 20 zwischen Regelventil 11 und dem jeweiligen Schaltventil 3 des Fahrzeugreifens 4. Diese Information kann von dem Mikroprozessor 8 ge­ speichert werden und zur späteren Unterscheidung eines Druckverlustes aufgrund einer defekten Drehdichtung von einer Reifenleckage herangezogen werden. Der Reifenfüll­ druck der Vorderachse und Hinterachse kann hierbei indi­ viduell und unterschiedlich eingestellt werden.

Fig. 2 zeigt eine Radlagereinheit 2 mit Luftzuführungska­ nälen (Verbindungsleitungen) 19, 20, einem abgedichteten Ringraum 21 und dem Schalt­ ventil 3. Die Radlagereinheit 2 umfaßt ein Gelenk 22 mit Außengelenkteil 23, Innengelenkteil 24 und Drehmomentüber­ tragungsmitteln. Das Gelenkinnenteil 24 ist über eine Verzahnung mit der Antriebswelle 25 verbunden, wobei das Gelenk 22 durch einen Faltenbalg 26 gegen Staub und Schmutz abgedichtet ist. Das Gelenkaußenteil 23 ist mit der Radnabe 27 verbunden, welche beispielsweise über ein Radlager 28 im Radträger 30 abgestützt ist. Der Lager­ außenring 29 ist mit dem Radträger 30 über Bolzen 31 ver­ schraubt, und der Lagerinnenring 32 ist mit einem Rad­ flansch 33 zur Aufnahme des Rades 34 verschweißt, wobei das Rad 34 mittels Befestigungsbolzen 35 angeschraubt ist. Der Radflansch 33 ist im weiteren mit einer Bremsscheibe 36 über Schrauben 37 verschraubt.

Zur Aufnahme des Schaltventils 3 weist die Radnabe 27 mit Radflansch 33 eine Ausnehmung 38 auf, wobei der Ausgang 39 des Schaltven­ tils 3 über eine Verbindungsleitung 40 mit dem nicht dargestellten Reifenventil oder einem wei­ teren Felgenventil verbunden ist. Der Eingang 41 des Schaltventils 3 ist mit dem weiteren Luftzuführungskanal 20 ver­ bunden, der als teilweise axial verlaufende Bohrung in der Radnabe 27 ausgebildet ist, welche in eine zur Drehachse der Radnabe 27 schräg verlaufende Bohrung mündet. Diese Bohrungen bilden den weiteren Luftzuführungskanal 20 zum Ringraum 21, welcher über Dichtringe 42, 43, 44 gegenüber den übri­ gen Teilen der Radlagereinheit 2 abgedichtet ist. Der Ringraum 21 ist ferner durch den Luftzuführungskanal 19 mit dem Einlaßanschluß 18 verbunden, wobei der Luftzufüh­ rungskanal 19 als radial verlaufende Bohrung im Radträger 30 ausgebildet ist. Die Steuerung des Schaltventils 3 erfolgt hierbei in der bereits beschriebenen Weise durch Luftdruckerhöhung oder Erniedrigung. Der Vorteil dieser Steuerungsart liegt in den nicht ständig unter Druck stehenden Luftzuführungskanälen 13, 17, 19, 20, so daß keine hohen Anforderungen an den abgedichteten Ringraum 21 gestellt zu werden brauchen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Überwachung und zum Verändern des Reifendruckes in den Fahrzeugreifen (4) eines Fahrzeuges, mit einer im Fahrzeug befindlichen Steuereinheit (1) und jeweils einem den drehenden Teilen der Fahrzeugreifen (4) zugeordneten Schaltventil (3),
- wobei die Steuereinheit (1) und die einzelnen Schaltventile (3) jeweils über eine Luftzuführungsleitung (17) miteinander verbunden sind, und
- wobei die einzelnen Schaltventile (3) jeweils zur Druckerhöhung und zur Druckminderung im Reifeninnenraum geöffnet und geschlossen werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltventile (3) ausschließlich über die jeweilige Luftzuführungsleitung (17) mit Druckmittel beaufschlagt und ausschließlich durch Druckänderung in der Luftzuführungsleitung (17) mittels der Steuereinheit (1) geschaltet werden,
- wobei die Schaltventile (3) durch Druckerhöhung in der Luftzuführungsleitung (17) über einen ersten höheren Grenzwert geöffnet werden, und daraufhin der Druck im Reifeninnenraum (12) durch langsame Druckerhöhung oder Drucksenkung in der Luftzuführungsleitung (17) verändert wird und
- wobei die Schaltventile (3) durch plötzliche Druckabsenkung in der Luftzuführungsleitung (17) unter einen zweiten niedrigen Grenzwert geschlossen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) die Reifendruckwerte einzelner oder mehrerer Fahrzeugreifen (4) über die Zuschaltventile (15) die den jeweiligen Fahrzeugreifen (4) zugewidmet sind, in wählbaren Zeitabständen überprüft und korrigiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plötzliche Druckabsenkung durch ein schlagartiges Öffnen der Luftzuführungsleitungen (17) zur Umgebung über ein Regelventil (11), die Zuschaltventile (15) oder ein weiteres Kontrollventil vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführungsleitungen (17) zu den Schaltventilen (3) aller Fahrzeugreifen (4) über die Zuschaltventile (15) gleichzeitig oder sequentiell mit der Druckänderung beaufschlagt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführungsleitungen (17) zu den Schaltventilen (3) der Fahrzeugreifen (4) einer Fahrzeugachse über die Zuschaltventile (15) gemeinsam mit der Druckänderung beaufschlagt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtigkeit der Luftzuführungsleitungen (17) in Zeitabständen durch Druckbeaufschlagung der Luftzuführungsleitungen (17) dunterhalb des ersten höheren Grenzwertes der Schaltventile (3) sequentiell überprüft wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuereinheit (1) eine Druckluftquelle (5) und/oder ein Vorratsbehälter (6) und Regelmittel (7, 8, 9, 11, 15) zugeordnet werden und jede Luftzuführungsleitung (17) von der Steuereinheit (1) über eine Drehdurchführung (2) zum Eingang (41) des Schaltventils (3) geführt wird, wobei das Schaltventil (3) an seinem Ausgang (39) mit dem Reifeninnenraum (12) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet,
- daß der für die Fahrzeugreifen (4) jeweils zutreffende Reifendruck durch die Steuereinheit (1) und eine Einstellvorrichtung (9) vorgegeben und über einen Drucksensor (7) kontrolliert werden, und
- daß der Reifendruck der Druckluftquelle (5) und/oder Vorratsbehälters (6) über ein Regelventil (11) modifiziert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventile (3) jeweils in einer Ausnehmung (38) der Radnabe (27) und eines Radflansches (33) axial eingebaut werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Drehdurchführung (2) in einer Radlagereinheit angeordnet wird,
- daß eine Luftzuführungsbohrung (19) im Radträger (30) von einem Einlaßanschluß (18) der Radlagereinheit mit der Drehdurchführung (2) bis zu einem Ringraum (21) im wesentlichen radial verlaufend gebildet wird, und
- daß eine weitere Luftzuführungsbohrung (20) in der Radnabe (27) vom Ringraum (21) bis zum jeweiligen Schaltventil (3) zumindest teilweise axial verlaufend gebildet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (21) durch Dichtringe (42, 43, 44) gegenüber den Bestandteilen der Radlagereinheit abgedichtet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (16) der Zuschaltventile (15) mit dem jeweiligen Einlaßanschluß (18) der Radlagereinheit verbunden werden.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der weiteren Radlagereinheit (2) mit dem Eingang (41) des Schaltventils (3) verbunden wird.

13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen dem Reifeninnenraum (12) und dem Ausgang (39) des Schaltventils (3) eine Verbindungsleitung (40) zu dem Reifenventil oder zu einem zusätzlichen Felgenventil vorgesehen wird.