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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft Kraftfahrzeugreifendruck-Managementsysteme und
insbesondere ein System und ein Verfahren zum Anpassen von Steueralgorithmen
in Kraftfahrzeugreifendruck-Managementsystemen.
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2. Diskussion des zugehörigen Standes
der Technik
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Herkömmliche
Reifendruck-Managementsysteme, die auch als zentrale Reifenauffüllsysteme (CTIS-Systeme),
Auffüllsysteme
an Bord und Traktionssysteme bekannt sind, sind im Stand der Technik
wohlbekannt. Allgemein verwenden diese Systeme ein pneumatisch gesteuertes
Radventil, das an jeder Kraftfahrzeugradanordnung angebracht ist,
um einen Reifendruck in Reaktion auf Drucksignale von einer Luft-Steuerschaltung
zu steuern. Die Luft-Steuerschaltung
ist mit jedem Radventil über
eine Dreh-Dichtungsanordnung verbunden, die zu jedem Radventil gehört. Der
Reifendruck wird mittels eines Sensors überwacht, der in einer Rohrleitungsanordnung
in der Luft-Steuerschaltung
positioniert ist. Wenn das Radventil und bestimmte Steuerventile
geöffnet
sind, ist der Druck in der Rohrleitung gleich einem Reifendruck,
der dann durch den Sensor erfasst werden kann. Eine elektronische
Steuereinheit liest elektrische Drucksignale, die durch den Sensor
erzeugt sind, und steuert die Luft-Steuerschaltung in Reaktion darauf
geeignet zum Auffüllen
oder Entleeren eines ausgewählten
Reifens.
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Obwohl
Reifendruck-Managementsysteme nach dem Stand der Technik für ihren
beabsichtigten Zweck gut funktioniert haben, haben die Systeme einen
signifikanten Nachteil. Die elektronische Steuereinheit des Systems
führt eine
Anzahl von Steueralgorithmen in der Form von Softwareprogrammen
aus, die zum Bestimmen einer Vielfalt von Parametern (z.B. Reifendruck,
Leitungsleckrate und Ventilposition) verwendet werden, die durch
das System verwendet werden. Diese Parameter werden jedoch durch
das Volumen in der Rohrleitung der Luft-Steuerschaltung signifikant
beeinflusst – einem
Volumen, das von Kraftfahrzeug zu Kraftfahrzeug in Abhängigkeit
von solchen Faktoren, wie der Länge
des Kraftfahrzeugs und der Anzahl von Achsen und Rädern am
Kraftfahrzeug, variiert. Um genaue Bestimmungen der Parameter zu
ermöglichen,
ist daher für
herkömmliche
Reifendruck-Managementsysteme eine manuelle Kalibrierung von Steuervariablen
erforderlich gewesen, die durch die elektronische Steuereinheit
verwendet werden, und zwar in Reaktion auf ein Variieren von Luftvolumen
für unterschiedliche
Kraftfahrzeuge.
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US 5,891,277 , welches Dokument
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, offenbart ein Beispiel eines
computergesteuerten Systems zum Auffüllen von Reifen zur Verwendung
bei einer Servicestation.
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Die
Erfinder haben hierin eine Notwendigkeit für ein Reifendruck-Managementsystem
und ein Verfahren zum Steuern eines solchen Systems erkannt, die
einen oder mehrere der oben identifizierten Defizite minimieren
und/oder eliminieren werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Reifendruck-Managementsystem für ein Kraftfahrzeug
und ein Verfahren zum Steuern des Systems zur Verfügung.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Reifendruck-Managementsystem für ein Kraftfahrzeug
zur Verfügung
gestellt, welches System Folgendes aufweist:
eine Luftquelle;
eine
Luft-Steuerschaltung mit einer Rohrleitung, die zwischen der Luftquelle
und einem Kraftfahrzeugreifen des Kraftfahrzeugs angeordnet ist;
und
einen Drucksensor, der in der Rohrleitung angeordnet ist,
wobei der Drucksensor ein Signal liefert, das einen Druck in der
Rohrleitung anzeigt,
dadurch gekennzeichnet, dass das System
weiterhin folgendes enthält:
eine
elektronische Steuereinheit, die zum Empfangen des Signals konfiguriert
ist, um ein Volumen der Rohrleitung zu bestimmen, um einen Wert
einer Steuervariablen in Reaktion auf das Volumen einzustellen und
um einen Wert eines Parameters des Reifendruck-Managementsystems
in Reaktion auf den Wert der Steuervariablen zu bestimmen.
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Bevorzugte
Merkmale sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein
Verfahren zum Steuern eines Reifendruck-Managementsystems eines
Kraftfahrzeugs gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält
den Schritt zum Bestimmen eines Volumens einer Rohrleitung, die
zwischen einer Luftquelle und einem Kraftfahrzeugreifen des Kraftfahrzeugs
angeordnet ist. Das Verfahren enthält weiterhin die Schritte zum
Einstellen eines Werts einer Steuervariablen in Reaktion auf das
Volumen und zum Bestimmen eines Werts eines Parameters des Reifendruck-Managementsystems
in Reaktion auf den Wert der Steuervariablen.
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Ein
Reifendruck-Managementsystem und ein Verfahren zur Steuerung eines
Reifendruck-Managementsystems der vorliegenden Erfindung sind von
Vorteil. Insbesondere ermöglichen
das erfinderische System und das erfinderische Verfahren eine aktive
oder dynamische Anpassung von Steuervariablen, die in Reifendruck-Managementsystemen
verwendet werden, um Parameterwerte in Reaktion auf Variationen
bezüglich eines
Luftleitungsvolumens zu bestimmen. Als Ergebnis kann das System
bei einer breiten Vielfalt von Kraftfahrzeugen verwendet werden,
ohne eine teure und zeitaufwendige manuelle Kalibrierung der Steueralgorithmen
zu erfordern.
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Diese
und andere Vorteile dieser Erfindung werden einem Fachmann auf dem
Gebiet aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den begleitenden
Zeichnungen, die Merkmale dieser Erfindung anhand eines Beispiels
darstellen, klar werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine diagrammmäßige Ansicht,
die ein Reifendruck-Managementsystem
für ein
Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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2 ist
eine Schnittansicht einer herkömmlichen
Kraftfahrzeugradanordnung.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das mehrere der Komponenten des Systems der 1 darstellt.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Reifendruck-Managementsystems gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
VON EINEM ODER VON MEHREREN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER
ERFINDUNG
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Nimmt
man nun Bezug auf die Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen zum
Identifizieren identischer Komponenten in den verschiedenen Ansichten
verwendet werden, stellt die 1 ein Reifendruck-Managementsystem 10 für ein Kraftfahrzeug 12 (das
diagrammmäßig durch
eine gestrichelte Linie gezeigt ist) gemäß der vorliegenden Erfindung
dar. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weist das Kraftfahrzeug 12 einen Traktor- bzw. Zugmaschinenanhänger auf.
Es sollte jedoch verstanden werden, dass das erfinderische Sys tem
in Verbindung mit einer breiten Vielfalt von Kraftfahrzeugen, einschließlich Automobilen,
verwendet werden kann.
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Das
Kraftfahrzeug 12 kann eine Vielzahl von Achsen enthalten,
einschließlich
einer durch eine gestrichelte Linie 14 dargestellten Lenkachse,
einer durch gestrichelte Linien 16, 18 dargestellten
Tandemachsenanordnung mit Antriebsachsen und einer weiteren durch
gestrichelte Linien 20, 22 dargestellten Tandemachsenanordnung
mit Anhängerachsen.
Nimmt man Bezug auf 2, kann jeder Achse des Kraftfahrzeugs 12, wie
beispielsweise die Antriebsachse 16, Räder 24 enthalten,
die an Radnaben 26 befestigt sind, die an jedem äußeren Ende
der Achse angeordnet sind und sich drehend an der Achse gelagert
sind. Jedes Rad 24 des Kraftfahrzeugs 12 kann
einen oder mehrere auffüllbare
bzw. aufblasbare Reifen 28 daran angebracht enthalten.
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Nimmt
man wieder Bezug auf 1, wird ein System 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben werden. Das System 10 ist vorgesehen,
um einen Druck innerhalb jedes Reifens 28 des Kraftfahrzeugs 12 zu überwachen
und zu steuern. Das System 10 kann Radventilanordnungen 30,
eine Luftquelle 32, eine Vakuumquelle 34, eine
Luft-Steuerschaltung 36, einen oder mehrere Lastsensoren 38,
einen Geschwindigkeitssensor 40, einen Drucksensor 42,
eine Bediener-Steuervorrichtung 44 und eine elektronische
Steuereinheit (ECU) 46 enthalten.
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Die
Radventilanordnungen
30 sind vorgesehen, um den Fluss von
unter Druck gesetzter Luft in die und aus den Reifen
28 zu
steuern. Eine Ventilanordnung
30 ist an jedem Ende jeder
Achse
14,
16,
18,
20,
22 angebracht
und ist mit dem Rest des Systems
10 über eine Drehdichtungsverbindung
48 verbunden.
Die Radventilanordnung
30 ist im Stand der Technik herkömmlich und
kann die Radventilanordnung aufweisen, die in entweder dem
US-Patent Nr. 5,253,687 oder
dem
US-Patent Nr. 6,250,327 beschrieben
und dargestellt ist, von welchen die gesamten Offenbarungen hierin
durch Bezugnahme enthalten sind. Die Drehdichtungsanordnung
48 ist
auch im Stand der Technik herkömmlich
und kann die Drehdichtungsanordnung aufweisen, die in dem
US-Patent Nr. 5,174,839 beschrieben
und dargestellt ist, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme
enthalten ist. Nimmt man wieder Bezug auf
2, kann
die Radventilanordnung
30 einen Einlassanschluss
30a enthalten,
der mit einem Drehteil
48b der Drehdichtungsanordnung
48 gekoppelt
ist, einen Auslassanschluss
30b in Fluidkommunikation mit
dem Inneren des Reifens
28 und einen Abgasanschluss
30c (der am
besten in
1 gezeigt ist). Die Drehdichtungsanordnung
48 kann
weiterhin einen nicht drehbaren Anschluss
48a enthalten,
der mit einer Rohrleitung
50 der Luft-Steuerschaltung
36 verbunden
ist. Die Ventilanordnung
30 kann eine geschlossene Position
annehmen (die in
1 dargestellt ist), wenn der
Luftdruck am Einlassanschluss
30a im Wesentlichen atmosphärisch ist,
eine offene Position, die den Einlassanschluss
30a und
den Auslassanschluss
30b verbindet, wenn der Luftdruck
am Einlassanschluss
30a ein positiver Druck ist, und eine
Abgas- bzw. Auslassposition, die den Auslassanschluss
30b und
den Abgasanschluss
30c verbindet, wenn der Luftdruck am
Einlassanschluss
30a ein negativer Druck ist.
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Die
Luftquelle 32 liefert unter positiven Druck versetzte Luft
zu dem System 10 und den Reifen 28. Die Luftquelle 32 ist
im Stand der Technik herkömmlich
und kann eine Kraftfahrzeugluftbremsendruckquelle aufweisen, die
eine Pumpe 52, einen Lufttrockner 54 und einen
ersten Lufttank 56, der über eine Rohrleitung 58 mit
dem Bremssystem Lufttanks 60, 62 und mit der Luft-Steuerschaltung 36 über eine
Verzweigungsrohrleitung 58a verbunden ist, enthält. Absperrventile
bzw. Rückschlagventile 64 verhindern
einen plötzlichen
Verlust an Luftdruck in Bremstanks 60, 62 in dem
Fall eines stromaufwärtigen
Druckverlustes. Ein Drucksensor 66 wird zum Überwachen
von Druck innerhalb des Tanks 56 verwendet und liefert
ein Druckanzeigesignal zu der ECU 46.
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Die
Vakuumquelle 34 liefert einen negativen Druck in das System 10,
um einen Luftdruck innerhalb der Reifen 28 des Kraftfahrzeugs 12 zu
erniedrigen. Die Vakuumquelle 34 ist auch im Stand der
Technik herkömmlich
und kann einen Vakuumgenerator 68 enthalten, der durch
ein Solenoid- bzw. Magnetventil 70 gesteuert wird. Eine
Niederdruckzone wird durch Führen
von Luft durch einen venturiartigen Pfeil des Vakuumgenerators 68 erzeugt.
Auf eine Erregung des Solenoidventils 70 zu einer offenen
Position über
ein Steuersignal von der ECU 46 hin wird ein Vakuum oder
ein negativer Luftdruck relativ zum Atmosphärendruck in einer Rohrleitung 72 erzeugt,
die eine kleine Öffnung 74 hat,
die nahe der durch den Generator 68 erzeugten Niederdruckzone
angeordnet ist. Die Rohrleitung 72 ist auch mit einem Einwege-Lüftungsventil 76 verbunden,
um ein schnelles Entlüften
eines positiven Luftdrucks in der Rohrleitung 72 zu be wirken.
Das Lüftungsventil 76 enthält ein Ventilelement 78,
das in Reaktion auf einen negativen Luftdruck in der Rohrleitung 72 zu
einer geschlossenen Position gezogen wird und in Reaktion auf einen
positiven Luftdruck in der Rohrleitung 72 zu einer offenen
Position bewegt wird.
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Die
Luft-Steuerschaltung 36 ist vorgesehen, um den Fluss von
unter Druck gesetzter Luft innerhalb des Systems 10 zur
Verwendung beim Steuern des Drucks innerhalb der Reifen 28 des
Kraftfahrzeugs 12 zu führen.
Die Steuerschaltung 36 kann ein Paar von Drucksteuerventilen 80, 82 und
eine Vielzahl von Achsenverteilungsventilen 84, 86, 88 enthalten.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird eine einzige Luft-Steuerschaltung 36 zum Steuern eines
Drucks in allen Reifen 28 des Kraftfahrzeugs 12 verwendet.
Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Steuerschaltung 36 – zusammen
mit anderen Teilen des Systems 10 – doppelt vorgesehen sein kann,
so dass beispielsweise eine Steuerschaltung 36 zum Steuern
von Reifendrücken
in dem Traktorteil des Kraftfahrzeugs 12 verwendet wird
und eine weitere Steuerschaltung 36 zum Steuern eines Reifendrucks
im Anhängerteil
des Kraftfahrzeugs 12 verwendet wird.
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Das
Drucksteuerventil 80 führt
unter positiven Druck gesetzte Luft von der Luftquelle 32 zu
den Reifen 28 des Kraftfahrzeugs 12. Das Ventil 80 kann
ein herkömmliches
solenoidgesteuertes und pilotluftbetriebenes Ventil mit zwei Positionen
und zwei Wegen aufweisen. Das Ventil 80 enthält ein Ventilelement 90,
das durch eine Feder zu einer geschlossenen Position vorgespannt
ist, wie es in 1 dargestellt ist. Das Ventilelement 90 wird
in Reaktion auf eine Erregung seines Solenoids über Steuersignale von der ECU 46 zu
einer offenen Position bewegt. Das Ventil 80 enthält einen
ersten Anschluss 80a, der mit einer Rohrleitung 92 gekoppelt
ist, die zu der Luftquelle 32 führt. Das Ventil 80 enthält einen
zweiten Anschluss 80b, der mit einer weiteren Rohrleitung 94 gekoppelt
ist, die zu Achsenverteilungsventilen 84, 86, 88 führt.
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Das
Drucksteuerventil 82 lüftet
die Steuerschaltung 36. Das Ventil 82 ist im Stand
der Technik herkömmlich
und kann auch ein solenoidgesteuertes und pilotluftbetriebenes Ventil
mit zwei Positionen und zwei Wegen aufweisen. Das Ventil 82 enthält ein Ventilelement 92,
das über
eine Feder zu einer offenen Position vorgespannt ist, wie es in 1 dargestellt
ist. Das Ventilelement 96 wird in Reaktion auf eine Erregung
seines Solenoids über
Steuersignale von der ECU 46 bewegt. Das Ventil 82 enthält einen
ersten Anschluss 82a, der mit einer Rohrleitung 72 gekoppelt
ist, die zu der Öffnung 74 führt. Das
Ventil 82 enthält
einen zweiten Anschluss 82b, der mit einer Rohrleitung 94 gekoppelt
ist, die zu Achsenverteilungsventilen 84, 86, 88 führt.
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Die
Achsenverteilungsventile 84, 86, 88 sind
vorgesehen, um die Zufuhr von unter positivem Druck versetzte Luft
zu den Reifen 28 von einer oder mehreren Achsen 14, 16, 18, 20, 22 des
Kraftfahrzeugs 12 oder das Freigeben von Luft davon zu
begrenzen. Die Ventile 84, 86, 88 sind
im Stand der Technik herkömmlich und
können
solenoidgesteuerte und pilotluftbetriebene Ventile mit zwei Positionen
und zwei Wegen aufweisen. Die Ventile 84, 86, 88 führen den
Strom von Luft jeweils zu und von den Reifen 28 der Achsen 14, 16 und 18 und 20 und 22.
Jedes der Ventile 84, 86, 88 enthält jeweils
ein Ventilelement 98, 100, 102, das durch
eine Feder zu einer offenen Position vorgespannt ist, wie es in 1 dargestellt
ist, und das in Reaktion auf eine Erregung des zugehörigen Solenoids über elektrische
Signale von der ECU 46 zu einer geschlossenen Position bewegt
wird. Jedes der Ventile 84, 86, 88 enthält weiterhin
einen ersten Anschluss 84a, 86a, 88a,
die jeweils mit der Rohrleitung 94 gekoppelt sind. Schließlich enthält jedes
der Ventile 84, 86, 88 jeweils einen
zweiten Anschluss 84b, 86b, 88b, der
zu einer entsprechenden Rohrleitung 50, 104, 106 für jede Achse
oder eine Tandemachse des Kraftfahrzeugs 12 führt. Obwohl
die Achsenverteilungsventile 84, 86, 88 bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
verwendet sind, sollte es verstanden werden, dass einzelne Reifenverteilungsventile
in Verbindung mit den Achsenverteilungsventilen 84, 86, 88 verwendet
werden könnten,
oder als eine Alternative zu den Achsenverteilungsventilen 84, 86, 88,
um den Strom von Luft zu und von einzelnen Reifen 28 des
Kraftfahrzeugs 12 weiter zu steuern. Weiterhin sollte,
obwohl bei dem offenbarten Ausführungsbeispiel
nur drei Achsenverteilungsventile 84, 86, 88 dargestellt
sind, es verstanden werden, dass die Anzahl von Achsenverteilungsventilen
in Abhängigkeit
von der Anzahl von Achsen des Kraftfahrzeugs 12 und zum
Zulassen einer größeren individuellen
Steuerung der Reifen 28 des Kraftfahrzeugs 12 variiert
werden kann.
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Die
Lastsensoren 38 liefern eine Anzeige bezüglich der
Last am Kraftfahrzeug 12 (und folglich den Reifen 28 des
Kraftfahrzeugs 12) oder der Last an irgen deinem Teil des
Kraftfahrzeugs 12 (und folglich an ausgewählten Reifen 28 des
Kraftfahrzeugs 12). Die Lastsensoren 38 sind im
Stand der Technik herkömmlich
und eine Lasterfassung kann auf eine Vielfalt von bekannten Arten
zur Verfügung
gestellt werden, einschließlich durch
eine Analyse von pneumatischen Drücken in der Aufhängung des
Kraftfahrzeugs 12, einer Analyse von Leistungszugparametern,
der Verwendung von Versatzwandlern oder der Implementierung von
Laststrahlen und Spannungsmessgeräten. Jeder Lastsensor 38 kann
eines oder mehrere Lastanzeigesignale zu der ECU 46 liefern,
die die Last anzeigen, die an dem Kraftfahrzeug 12 oder
einem Teil davon getragen wird.
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Der
Geschwindigkeitssensor 40 ist vorgesehen, um die Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs 12 zu messen, um Biegeausmaße für die Reifen 28 zu
steuern. Der Sensor 20 ist im Stand der Technik herkömmlich und
liefert ein Geschwindigkeitsanzeigesignal zu der ECU 46.
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Der
Drucksensor 46 ist vorgesehen, um einen Druck in der Rohrleitung 94 zu
erfassen. Der Sensor 42 ist im Stand der Technik herkömmlich.
Obwohl der Sensor 42 innerhalb der Rohrleitung 94 bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
angeordnet ist, sollte es verstanden werden, dass die Stelle des
Sensors innerhalb der Luft-Steuerschaltung 36 variiert
werden kann, ohne von dem Sinngehalt der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Der Sensor 42 erzeugt ein Signal, das den
Druck innerhalb der Rohrleitung 94 anzeigt und liefert
das Signal zu der ECU 46 für einen Zweck, der hierin nachfolgend
detaillierter beschrieben wird.
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Die
Bediener-Steuervorrichtung 44 kann vorgesehen sein, um
zuzulassen, dass der Bediener des Kraftfahrzeugs 12 wenigstens
ein gewisses Ausmaß an
Steuerung über
das System 10 ausübt.
Die Vorrichtung 44 ist im Stand der Technik herkömmlich und
kann eine Vielzahl von Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen wie beispielsweise
ein Tastenfeld, einen Berührungsbildschirm,
Schalter oder ähnliche
Eingabevorrichtungen und einen Anzeigeschirm, einen Klanggenerator,
Lichter oder ähnliche
Ausgabevorrichtungen, enthalten. Somit enthält die Vorrichtung 44 eine
Einrichtung für
einen Bediener des Kraftfahrzeugs 12, um Steuersignal zu
der ECU 46 zu senden, um Druckpegel innerhalb von Reifen
des Kraftfahrzeugs 12 einzustellen.
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Nimmt
man Bezug auf 3, ist die ECU 46 vorgesehen,
um die Luft-Steuerschaltung 36 zu
steuern. Die ECU 46 kann einen programmierbaren Mikroprozessor
oder eine programmierbare Mikrosteuerung aufweisen oder kann eine
anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) aufweisen. Die
ECU 46 kann eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 108,
einen Speicher 110 und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 112 aufweisen.
Durch die Schnittstelle 112 kann die ECU 46 eine
Vielzahl von Eingangssignalen empfangen, einschließlich von
Signalen, die durch die Sensoren 38, 40, 42, 66 und
die Bediener-Steuervorrichtung 48 erzeugt sind.
Ebenso kann die ECU 46 durch die Schnittstelle 112 eine
Vielzahl von Ausgangssignalen erzeugen, einschließlich von
einem oder mehreren Signalen, die zum Steuern der Vorrichtung 48 und
der Ventile 80, 82, 84, 86, 88 verwendet
werden.
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Nimmt
man Bezug auf 4, ist ein Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens zum Steuern des Reifendruck-Managementsystems 12 gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Das Verfahren oder der Algorithmus kann durch
das System 12 implementiert sein, wobei die ECU 46 konfiguriert
ist, um mehrere Schritte des Verfahrens durchzuführen, indem Anweisungen oder
ein Code (d.h. Software) programmiert ist. Die Anweisungen können auf
einem Computerspeichermedium, wie beispielsweise einer herkömmlichen
Diskette oder einer CD-ROM, codiert sein und können in den Speicher 110 der
ECU 46 unter Verwendung von herkömmlichen Computervorrichtungen
und -verfahren gruppiert werden. Es sollte verstanden werden, dass
die 4 nur ein Ausführungsbeispiel
des erfinderischen Verfahrens darstellt. Demgemäß sollen die bestimmten Schritte
und Unterschritte, die dargestellt sind, bezüglich der Art nicht beschränkend sein.
Das Verfahren kann unter Verwendung von Schritten und Unterschritten
implementiert werden, die bezüglich
der Substanz und der Anzahl gegenüber denjenigen unterschiedlich
sind, die in 4 dargestellt sind.
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Das
erfinderische Verfahren kann mit dem Schritt 114 zum Verifizieren
von mehreren Vorbedingungen zum Ausführen der übrigen Schritte des Verfahrens
beginnen. Insbesondere kann der Schritt 114 zuerst den Unterschritt 116 enthalten,
um zu bestimmen, ob der Druck in einem oder mehreren der Reifen 28 einen
vorbestimmten Solldruck übersteigt.
Nimmt man Bezug auf 1, kann die ECU 46 Steuersignale
erzeugen, um ein Zufuhrventil 80 und eines der Achsenverteilungsventile 84, 86 zu öffnen. Ein
Luftdruck innerhalb der Rohrleitung 94 und einer der Rohrleitungen 50, 104, 106 wird
sich auf den Druck in den Reifen 28 stabilisieren. Der Sensor 42 liefert
ein Signal, das den Druck in der Rohrleitung 94 anzeigt,
zu der ECU 46, und die ECU 46 kann dann den erfassten
Druck mit dem Soll-Reifendruck vergleichen. Wenn der erfasste Druck
kleiner als der Soll-Reifendruck ist, endet das Programm. Wenn der
erfasste Druck größer als
der Soll-Reifendruck ist, fährt das
Programm fort.
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Nimmt
man wieder Bezug auf 4, kann der Schritt 114 mit
dem Unterschritt 118 fortfahren, um zu bestimmen, ob das
System 10 bei einem Unterdrucksetzen des Reifens beteiligt
ist, oder ob das System 10 bei einer routinemäßigen Reifendrucküberwachung
beteiligt ist. Wenn das System 10 bei einem Unterdrucksetzen
des Reifens beteiligt ist, endet das Programm. Wenn das System 10 bei
einem Überwachen
des Reifendrucks beteiligt ist, fährt das Programm fort.
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Der
Schritt 114 kann mit dem Unterschritt 120 fortfahren,
bei welchem bestimmt wird, ob ein Leitungsleck in der Luft-Steuerschaltung 36 existiert.
Nimmt man Bezug auf 1, liefert der Sensor 42 Signale,
die den Druck in der Rohrleitung 94 anzeigen, zu der ECU 46 über eine
Zeitperiode, die es ermöglicht,
dass die ECU 46 Abfälle
bezüglich
des Drucks überwacht.
Die ECU 46 kann dann gemäß vorbestimmter Bedingungen bestimmen,
ob ein Leitungsleck in der Steuerschaltung 36 existiert.
Wenn ein Leitungsleck existiert, endet das Programm. Wenn kein Leitungsleck
existiert, fährt
das Programm fort.
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Nimmt
man wieder Bezug auf 4, kann der Schritt 114 schließlich den
Unterschritt 122 enthalten, um zu bestimmen, ob der Zufuhrdruck
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist. Nimmt man Bezug auf 1,
können
die Sensoren 66 und/oder 42 dazu verwendet werden,
den verfügbaren
Zufuhrdruck anzuzeigen. Die Sensoren 66 und 42 liefern
Signale zu der ECU 46, die jeweils den Druck innerhalb
des Tanks 56 und der Rohrleitung 94 anzeigen.
Wenn der Zufuhrdruck außerhalb
des vorbestimmten Bereichs ist, endet das Programm. Wenn der Zufuhrdruck
innerhalb des vorbestimmten Bereichs ist, fährt das Programm fort.
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Nimmt
man wieder Bezug auf 4, kann das erfinderische Verfahren
mit dem Schritt 124 fortfahren, um ein Volumen einer Rohrleitung,
wie beispielsweise der Rohrleitung 94, zu bestimmen, die
zwischen der Luftquelle 32 und dem Reifen 28 des
Kraftfahrzeugs 12 angeordnet ist. Der Schritt 124 kann
mehrere Unterschritte 126, 128 enthalten. Im Unterschritt 126 wird
Luft zu der Rohrleitung 94 von der Luftquelle 32 geliefert. Nimmt
man Bezug auf 1, erzeugt die ECU 46 ein
Steuersignal, um ein Zufuhrventil 80 zu öffnen, um
dadurch Luft in die Rohrleitung 94 von der Rohrleitung 58 zu
lassen. Im Schritt 128 bestimmt die ECU 46 eine Zeitperiode
für den
Druck in der Rohrleitung 94, um einen vorbestimmten Luftdruck
zu erreichen. Der Schritt 128 kann selbst mehrere Unterschritte 130, 132 enthalten.
Im Unterschritt 130 erfasst der Drucksensor 42 den Druck
in der Rohrleitung 94. Dann vergleicht die ECU 46 im
Unterschritt 132 den Druck mit einem vorbestimmten Druck
durch die ECU. Die Unterschritte 130, 132 können eine
Vielzahl von Malen wiederholt werden, bis der Druck in der Rohrleitung 94 gleich
dem vorbestimmten Druck ist.
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Das
erfinderische Verfahren kann mit dem Schritt
134 zum Einstellen
eines Werts einer Steuervariablen in Reaktion auf das Volumen der
Rohrleitung
94 fortfahren. Eine Vielzahl von Steuervariablen,
die beim Bestimmen von Parameterwerten verwendet werden, die zu
dem System
10 gehören,
kann durch Änderungen bezüglich eines
Luftleitungsvolumens beeinflusst werden. Eine Steuervariable kann "Haltezeit" genannt werden und
weist eine geschätzte
Zeitperiode für
den Druck in der Rohrleitung
94 auf, um gleich dem Druck
in einem Reifen
28 zu werden. Die Haltezeit wird beim Bestimmen
des Drucks im Reifen
28 verwendet. Wenn sich ein Luftleitungsvolumen
erhöht,
erhöht
sich auch die Haltezeit. Die ECU
46 kann die Haltezeit
gemäß der folgenden
Formel berechnen:
wobei
sply_press der Druck der von dem Zufuhrventil
32 zugeführten Luft
ist, vol_DetectTime die Zeit zum Füllen des zuvor bestimmten Volumens
auf einen gegebenen Druck ist, Cfg_splyMinPress ein vorbestimmter
minimaler Zufuhrdruckwert ist und Cfg_tireHoldTimeSlope und Cfg_tireHoldTimeShift
vorbestimmte Konstanten sind.
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Eine
weitere Steuervariable, die beim Bestimmen von Parametern verwendet
wird, die zu dem System
10 gehören, die durch ein Luftleitungsvolumen
beeinflusst wird, kann "Leitungsleckzeit" genannt werden.
Die Leitungsleckzeit ist eine Zeitperiode nach der Haltezeit, wobei
ein Druckabfall in der Rohrleitung
94 überwacht wird. Die Leitungsleckzeit
wird zum Bestimmen der Leckrate innerhalb der Rohrleitung
94 verwendet.
Wenn das Luftleitungsvolumen variiert, Variieren die Druckabfallwerte,
die verschiedene Leckgrößen anzeigen.
Die ECU
46 kann die Leitungsleckzeit gemäß der folgenden
Formel berechnen:
wobei
sply_press der Druck der von dem Zufuhrventil
32 zugeführten Luft
ist, vol_DetectTime die Zeit zum Füllen des zuvor bestimmten Volumens
auf einen gegebenen Druck ist, Cfg_splyMinPress ein vorbestimmter
minimaler Zufuhrdruckwert ist und Cfg_tireLineLeakTimSlope und Cfg_tireLineLeakTimeShift
vorbestimmte Konstanten sind.
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Eine
weitere Steuervariable, die beim Bestimmen von Parameterwerten verwendet
wird, die zu dem System
10 gehören, die durch das Luftleitungsvolumen
beeinflusst wird, ist der Druck in den Rohrleitungen der Luft-Steuerschaltung
36,
wie beispielsweise der Rohrleitung
94. Der Druck in der
Rohrleitung
94 kann beispielsweise zum Bestimmen der Position
von einer der Radventilanordnungen
30 verwendet werden,
so dass bestimmt werden kann, ob eines der Ventile Luft aus den
Reifen
28 austreten lässt.
Typischerweise wird eine geringe Zufuhr von Entnahmeluft zu der
Rohrleitung
94 geliefert, um geringe Luftleitungsleckagen
zu berücksichtigen.
Ein Anstieg bezüglich
des Drucks in der Rohrleitung
94 auf größer als den Anstieg, der durch
die Entnahmeluft verursacht ist, zeigt eine offene Radventilanordnung
30 an.
Wenn jedoch das Luftleitungsvolumen variiert, variiert die Rate
eines Druckanstiegs in der Rohrleitung resultierend aus der Hinzufügung von
Entnahmeluft. Die ECU
46 kann den richtigen Druckwert zum
Anzeigen eines Lecks in der Radventilanordnung
30 gemäß der folgenden
Formel berechnen:
wobei
Cfg_splyMinPress ein vorbestimmter minimaler Zufuhrdruckwert ist,
sply_press der Druck der von dem Zufuhrventil
32 zugeführten Luft
ist, vol_DetectTime die Zeit zum Füllen des zuvor bestimmten Volumens
auf einen gegebenen Druck ist, und Cf_ckvlvLimitSlope und Cfg_ckvlvLimitShift
vorbestimmte Konstanten sind.
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Der
Schritt 134 kann mehrere Unterschritte 136, 138 enthalten.
Im Unterschritt 136 kann die ECU 46 den Wert einer
Steuervariablen in Reaktion auf das Volumen der Rohrleitung 94 bestimmen,
wie es hierin oben für
mehrere beispielhafte Steuervariablen beschrieben ist. Im Unterschritt 138 kann
die ECU 46 den Wert für die
Steuervariable mit wenigstens einem vorbestimmten Schwellenwert
für die
Steuervariable vergleichen. Vorzugsweise vergleicht die ECU 46 den
Steuervariablenwert mit einem oberen und einem unteren Schwellenwert.
Steuervariablenwerte außerhalb
des Bereichs, der durch die Schwellenwerte definiert ist, können einen
Fehler in einer Komponente des Systems 10 anzeigen oder
können
das System 10 unerwünschten
Aktionen aussetzen. Wenn demgemäß der Steuervariablenwert
außerhalb
des Bereichs ist, der durch die Schwellenwerte definiert ist, kann
der Steuervariablenwert gleich dem nächsten Schwellenwert eingestellt
werden.
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Das
erfinderische Verfahren kann schließlich den Schritt 140 zum
Bestimmen eines Werts eines Parameters für das System 10 in
Reaktion auf den eingestellten Wert einer Steuervariablen enthalten.
Wie es hierin oben angegeben ist, können beispielhafte Systemparameter
einen Druck in dem Reifen 28 enthalten (welcher nach der
Haltezeit gemessen werden kann), eine Leitungsleckrate (welche nach
der Leitungsleckzeit bestimmt werden kann) und die Position einer
Radventilanordnung 30 (die in Reaktion auf den Druck in
der Rohrleitung 94 bestimmt werden kann).
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Ein
Reifendruck-Managementsystem und ein Verfahren zum Steuern eines
solchen Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung stellen signifikante Vorteile zur Verfügung. Das erfinderische System
und das erfinderische Verfahren lassen eine aktive, oder dynamische,
Anpassung von Steuervariablen zu, die in dem System verwendet werden,
welche durch Variationen bezüglich
eines Luftleitungsvolumens beeinflusst sind. Auf diese Weise lassen
das erfinderische System und das erfinderische Verfahren genaue
Bestimmungen in Bezug auf Systemparameter zu, ohne eine teure und
zeitaufwendige manuelle Kalibrierung des Systems in Reaktion auf Änderungen
bezüglich
des Luftleitungsvolumens zu erfordern. Das erfinderische System
und das erfinderische Verfahren können daher bei einer breiten
Vielfalt von Kraftfahrzeugen ohne eine solche manuelle Kalibrierung
verwendet werden.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf ein oder mehrere bestimmte Ausführungsbeispiele
davon gezeigt und beschrieben worden ist, wird es von Fachleuten
auf dem Gebiet verstanden werden, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen durchgeführt
werden können,
ohne von dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.
