DE68913809T2

DE68913809T2 - Fehler-Entdeckungsverfahren für ein Zentral-Reifenaufpumpsystem.

Info

Publication number: DE68913809T2
Application number: DE68913809T
Authority: DE
Inventors: James Alden Beverly; Brian Ralph Blust; Bradford Wallace Hicks; Gary Richard Schultz
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1988-05-25
Filing date: 1989-05-25
Publication date: 1994-06-30
Anticipated expiration: 2009-05-26
Also published as: IL90176A; CA1337080C; JPH0220408A; ES2050231T3; ATE102874T1; BR8902835A; DE68913809D1; IL90176A0; EP0344004A3; US5121774A; EP0344004B1; EP0344004A2; ZA893939B; KR900017816A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Detektieren von Systemfehlern in einem an Bord befindlichen zentralen Reifenaufblassystem der Bauart mit einer Vielzahl von aufblasbaren Reifen, die je strömungsmittelmäßig individuell oder als eine Gruppe oder als Gruppen durch Zweigleitungsmittel mit einer gemeinsamen Zentralleitung verbindbar sind, die ansonsten strömungsmittelmäßig isoliert sein kann oder mit einer Quelle von Druckströmungsmittel oder einem Auslaß zur Atmosphäre verbindbar sein kann und mit Druckmessungsmitteln zum Messen eines Druckwerts, der den Aufblasdruck der Zentralleitung anzeigt. Vorzugsweise besitzt jeder der Reifen ein Radendventil zum selektiven Herstellen oder Blockieren einer Strömungsmittelverbindung zwischen dem Reifen und der geeinsamen Zentralleitung.
Die europäischen Patentanmeldungen EP-A-O 344 002 und EP- A-0 344 003 beziehen sich auf ein ähnliches Gebiet. Diese beiden Anmeldungen wurden am 25. Mai 1989 angemeldet und bilden daher für diese Erfindung keinen Stand der Technik.
Zentrale Reifenaufblassysteme ("CTIS"), die auch als Reifentraktionssysteme bekannt sind, sind in der Technik bekannt, wie unter Bezugnahme auf die US-Patente Nr. 2 634 782; 2 976 906; 2 989 999; 3 099 309; 3 102 573, 3 276 502, 3 276 503; 4 313 483; 4 418 737; 4 421 151; 4 434 833; 4 640 331 und 4 678 017 zu sehen ist, deren Offenbarungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind.
CTIS ermöglichen dem Bediener, ferngesteuert manuell und/oder automatisch den Aufblasdruck von einem oder mehreren der Fahrzeugreifen von dem Fahrzeugluftsystem (normalerweise bei einem LKW) zu variieren und/oder beizubehalten, und zwar normalerweise während sich das Fahrzeug bewegt sowie wenn es ruht oder steht.
Es ist bekannt, daß die Traktion von Fahrzeugen auf relativ weichem Untergrund (d. h. auf Matsch, Sand oder Schnee) stark verbessert werden kann durch Verringern des Aufblasdruckes innerhalb der Reifen. Durch Verringern des Aufblasdruckes erhöht sich die Reifentragoberfläche (normalerweise als "Fußabdruck" bezeichnet), wodurch die Kontaktfläche zwischen den Reifen und dem Untergrund vergrößert wird. Zusätzlich ist es auch wünschenswert, den Reifendruck von Straßen- oder Autobahnaufblasdruck zu verringern, um den Fahrkomfort auf rauhen oder unebenen Straßen zu erhöhen. Andererseits verringert ein höherer Reifendruck den Rollwiderstand und die Reifenmanteltemperaturen auf ebenen Straßen, wodurch die Wirtschaftlichkeit und Sicherheit erhöht wird. Demgemäß ist es bei Geländefahrzeugen wünschenswert, den Aufblasdruck in den pneumatischen Reifen passend zum Untergrund zu verändern und es ist auch wünschenswert, daß ein System vorgesehen ist zum Verändern des Aufblasdruckes der Reifen von einer an Bord befindlichen Quelle, während sich das Fahrzeug bewegt oder während es ruht oder steht und, daß das System von dem Fahrzeugbedienerraum aus gesteuert wird.
Bei einer bestimmten Art des CTIS, wie es in dem oben genannten US-A-4 640 331 gezeigt und beschrieben ist, sind eine Vielzahl von Radenden (die je einen oder mehrere Reifen aufweisen) je individuell oder als eine Gruppe oder Gruppen strömungsmittelmäßig verbindbar durch eine separate Zweigleitung mit einer gemeinsamen Zentralleitung, die verbunden sein kann mit einer Quelle von Druckluft zum Aufblasen der Reifen, einer Quelle regulierter Druckluft zum Ablassen der Reifen und/oder mit der Atmosphäre zum Entlüften der Leitungen und zum Ablassen von Druck über die Drehdichtungen. Die gemeinsame Leitung kann auch unter Druck gesetzt werden mittels eines Schnellöseventils oder ähnlichem, und zwar auf einem Durchschnittsdruck ausgewählter der unterschiedlichen Zweigleitungen. Ein einziger Druckwandler ist in Strömungsmittelverbindung mit der gemeinsamen Zentralleitung verbunden zum Messen eines Wertes, das den Druck oder den Durchschnittsdruck in ausgewählten oder Gruppen von aufblasbaren Reifen anzeigt.
Die CTIS-Quelle von Druckströmungsmittel ist vorzugsweise das an Bord befindliche Luftsystem, das einen Bremsnaßtank aufweist, der durch einen motorgetriebenen Kompressor versorgt wird. Der Naßtank ist mit einem zwei Positionen aufweisenden Druckschalter versehen, der sich automatisch öffnet, zum Blockieren der Strömungsmittelverbindung zwischen dem Naßtank und dem CTIS, wenn der Naßtankdruck unter einen Minimaldruck fällt (d. h. fast 550 kPa oder 80 psia), der notwendig ist für einen sicheren Bremssystembetrieb und der sich automatisch schließt, wenn der Tankdruck einen sicheren Wert erreicht (d. h. ungefähr 790 kPa oder 115 psia) zum Weglenken von Druckluft aus dem Bremssystem zu dem CTIS. Der Schalter ist vorzugsweise mit Mitteln versehen zum Vorsehen eines Ausgangssignals, das den geöffneten oder geschlossenen Zustand des Naßtankdruckschalters anzeigt.
Während das oben beschriebene an Bord befindliche CTIS sehr vorteilhaft ist, da das Druckentlüften entfernt von den Radenden liegt, wobei die Leitungen und Dichtungen zur Atmosphäre entlüftet werden, während des inaktiven Systemzustands (Gleichgewichtszustand) und wobei ein einzelner Druckwandler, der in einer relativ gut geschützten Stelle entfernt von den Radenden und/oder dem Fahrzeugunterbau angeordnet ist, verwendet werden kann zum Abfühlen des Reifenaufblaszustands der Fahrzeugreifen oder Gruppen von Reifen, war das CTIS nicht vollständig befriedigend, da keine Verfahren auf einer Selbstdiagnosebasis zum Detektieren von Zuständen vorgesehen wurden, die bestimmte Systemfehler und/oder Fahrzeugzustände anzeigen, die das Abschalten des CTIS's notwendig machen.
US-A-4 782 878 beschreibt ein Reifenaufblas- und Ablaßsystem, in dem pneumatisch betätigte Reifenisolierventile vorgesehen sind, wobei elektronisch betätigte Ventile zum Erreichen des Öffnens der Reifenisolierventile zum Aufblasen gesteuert werden gemäß der Ausgangssignale, die durch einen Vergleich des gemessenen Reifendrucks mit dem Soll-Reifendruck erzeugt werden.
Die Erfindung zielt auf das Vorsehen eines CTIS-Steuerselbstdiagnoseverfahrens zum Detektieren von Zuständen, die Systemfehler und/oder Fahrzeugzustände anzeigen, die das Abschalten des CTIS notwendig machen (d. h. das Verhindern des weiteren CTIS-Betriebs, bis ein korrigierender Eingriff durchgeführt wurde).
Das Obige kann erreicht werden durch die Durchführung unterschiedlicher Selbstdiagnosetests, wie zum Beispiel das Ablesen des Druckwandlers, wenn die Hauptleitung zur Atmosphäre entlüftet ist, um festzustellen, ob der Wandler unmögliche Ausgangssignale erzeugt, einen Anfangsreifendruck für eine Ablesung abfühlt, die so niedrig ist, daß sie einen fehlerhaften Druckwandler oder einen katastrophalen Ausfall der Reifen, Dichtungen und/oder Leitungen anzeigt, einen Fehler des Schließens des Naßtankschalters abfühlt bei Zuständen, die ausreichen den Naßtank aufzuladen, was einen Kompressor-, Tank- oder Schalterfehler anzeigt und/oder einen Trend des Verringerns des Reifendrucks während eines Aufblasvorgangs abfühlt, was anzeigt, daß die Leckraten die Aufblasraten übersteigen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Diagnoseverfahren zum Abfühlen von Systemfehlern in einem an Bord befindlichen CTIS zum Messen und Steuern des Aufblasdrucks eines aufblasbaren Reifens vorgesehen, wobei das CTIS den Aufblasdruck des Reifens mißt durch strömungsmittelmäßiges Verbinden der inneren Druckkammer des Reifens mit Mitteln, die mit einer Leitung assoziiert sind, um zu bewirken, daß die Leitung einen Druck einnimmt, der gleich dem Reifendruck ist und dann durch Abfühlen des Drucks in der Leitung, wobei das CTIS einen Gleichgewichtszustand (steady state condition) besitzt, während dem die Leitung von der inneren Druckkammer des Reifens isoliert und auf atmosphärischem Druck entlüftet ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:
Bewirken, daß das CTIS seinen Gleichgewichtszustand einnimmt;
Abfühlen des Drucks in der Leitung während des Gleichgewichtszustands;
Vergleichen des abgefühlten Drucks in der Leitung mit einem vorbetimmten Bezugsbereich von Drücken; und
wenn der abgefühlte Druck nicht innerhalb des Bezugsbereichs liegt, Verhindern einer weiteren Steuerung oder Messungen des Unterdrucksetzens des Reifens.
Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Diagnoseverfahren vorgesehen zum Abfühlen unakzeptabler Betriebszustände in einem an Bord befindlichen CTIS zum Messen und Steuern des Aufblasdrucks eines aufblasbaren Fahrzeugreifens, wobei das CTIS den Aufblasdruck des Reifens mißt durch strömungsmittelmäßiges Verbinden der inneren Druckkammer des Reifens mit Mitteln, die mit einer Leitung assoziiert sind, um dem Druck in der Leitung zu ermöglichen, sich auf einen Druck zu stabilisieren, der gleich dem Druck in der inneren Druckkammer ist und dann durch Abfühlen des Drucks in der Leitung; wobei das Verfahren folgendes aufweist: strömungsmittelmäßiges Isolieren der Leitung von einer Quelle von unter Druck stehender Luft und einer Entlüftung zur Atmosphäre und dann strömungsmittelmäßiges Verbinden der Innenkammer des Reifens mit Mitteln, die es ermöglichen, daß die Leitung einen wesentlichen Gleichgewichtszustand einnimmt, während sie den Druck in der Leitung abfühlen, der dem Druck in dem Reifen entspricht; gekennzeichnet durch: Vergleichen des abgefühlten Drucks mit einem gespeicherten Bezugswert, der den Druck bei Zuständen eines minimal akzeptablen Reifenaufblaszustands darstellt und Signalisieren des Vorhandenseins eines unakzeptablen Zustands ansprechend darauf, daß ein abgefühlter Druck geringer ist als der Bezugswert und Verhindern einer weiteren CTIS-Steuerung des Aufblasdrucks des Reifens.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sieht die Erfindung ein Diagnoseverfahren zum Abfühlen unakzeptabler Betriebszustände in einem an Bord befindlichen CTIS der Bauart vor, die folgendes aufweist: eine Steuerventilanordnung zum selektiven Unterdrucksetzen und Entlüften einer gesteuerten Strömungsmittelleitung, einen Tank zum Sammeln von Druckluft, Mittel zum selektiven strömungsmittelmäßigen Verbinden und Isolieren der Steuerventilanordnung und des Tanks, zwei Positionen aufweisenden Druckschaltmittel, die mit dem unter Druck stehenden Inneren des Tanks in Verbindung stehen und aus einer ersten Position (offen) zu einer zweiten Position (geschlossen) bewegbar sind, wenn der Druck in dem Tank einen ersten Bezugswert übersteigt und aus der zweiten Position zu der ersten Position bewegbar sind, wenn der Druck in dem Tank geringer ist als ein zweiter Bezugswert, wobei der erste Bezugswert größer ist als der zweite Bezugswert, wobei die Druckschaltmittel ein Signal erzeugen, das deren Position anzeigt, Mittel zum Abfühlen der Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Erzeugen eines Signals, das diese anzeigt, und Steuermittel zum Empfangen von Eingangssignalen und Verarbeiten der Eingangssignale zum Erzeugen von Befehlsausgangssignalen, wobei die Steuermittel das Erzeugen von Befehlsausgangssignalen bewirken, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Tank und der Steuerventilanordnung verhindern, und zwar auf den Empfang eines Eingangssignales, das anzeigt, daß der Druckschalter in dessen ersten Position ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:
Abfühlen der Position des zwei Positionen aufweisenden Druckschalters;
Abfühlen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
Verhindern des weiteren Betriebs des CTIS, wenn der zwei Positionen aufweisende Druckschalter in dessen erster Position für mindestens eine vorgewählte Zeitperiode verbleibt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Bezugsgeschwindigkeit übersteigt.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Diagnoseverfahren zum Abfühlen unakzeptabler Betriebszustände in einem an Bord befindlichen CTIS zum Messen und Steuern des Aufblasdrucks der aufblasbaren Reifen des Fahrzeugs vor, wobei das CTIS von der Bauart ist, die folgendes aufweist:
eine Steuerventilanordnung zum selektiven Unterdrucksetzen und Entlüften einer gesteuerten Strömungsmittelleitung, Mittel zum Messen des Drucks in der Leitung, Mittel zum selektiven strömungsmittelmäßigen Verbinden der aufblasbaren Reifen mit der Strömungsmittelleitung, Mittel, die bewirken, daß die Leitung den Druck in den aufblasbaren Reifen während Druckmeßvorgängen einnimmt, einen Tank zum Sammeln von Druckluft, Mittel zum Liefern von Druckluft an den Tank,
Mittel zum selektiven strömungsmittelmäßigen Verbinden und Isolieren der Steuerventilanordnung und des Tanks, zwei Positionen aufweisende Druckschaltermittel, die mit dem unter Druck stehenden Inneren des Tanks in Verbindung stehen und aus einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegbar sind, wenn der Druck in dem Tank einen ersten Bezugswert übersteigt und aus der zweiten Position zu der ersten Position bewegbar sind, wenn der Druck in dem Tank geringer ist als ein zweiter Bezugswert, wobei der erste Bezugswert größer ist als der zweite Bezugswert, wobei die Druckschaltmittel ein Signal erzeugen, das deren Position anzeigt, Mittel zum Abfühlen der Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Erzeugen eines Signals, das diese anzeigt, und
Steuermittel zum Empfangen von Eingangssignalen und Verarbeiten der Eingangssignale zum Erzeugen von Befehlsausgangssignalen, wobei die Steuereinheit das Erzeugen von Befehlsausgangssignalen bewirkt, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Tank und dem Steuerventil verhindern, beim Empfangen eines Eingangssignals, das anzeigt, daß der Druckschalter in dessen erster Position ist, wobei das CTIS das Erhöhen des Aufblasdrucks durch wiederholte Zyklen bewirkt, was das Verbinden der Reifen und des Tanks mit der Leitung aufweist, wenn der Druckschalter in der zweiten Position ist und das Isolieren des Tanks von der Leitung bewirkt, wenn der Druckschalter in dessen erster Position ist;
wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:
Abfühlen und Merken der Reifendrücke während der Abschnitte jedes Aufblaszyklus, wenn der Tank von der Leitung isoliert ist, und zwar während des Reifenaufblasbetriebs;
Feststellen, ob der Reifendruck sich mit der Zeit erhöht oder verringert; und
falls sich der Reifendruck mit der Zeit verringert, Verhindern einer weiteren Steuerung des Aufblasdrucks der Reifen.
Beim Detektieren eines Systemfehlers oder Fahrzeugzu-Standes signalisiert die CTIS-Steuerung, die vorzugsweise auf Mikroprozessoren basiert, dem Fahrzeugbediener diesen Zustand und sie schaltet das CTIS-System ab (d. h. sie schließt die Radendventile und unterbricht den weiteren Druckabfühl/Einstellbetrieb). Vorzugsweise wird dem Fahrzeugbediener nicht ermöglicht, das Abschalten des CTIS- Systems zu überstimmen.
Die vorliegende Erfindung ist verständlich durch das Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung:

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der pneumatischen und elektronischen Bauteile der vorliegenden Erfindung, wie sie verwendet wird zum Steuern des Aufblasdrucks von Gruppen von Reifen;
Fig. 2 eine Schnittansicht des in Fig. 1 schematisch dargestellten Schnellöseventils;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Bedienersteuertafel.
In der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden bestimmte Begriffe nur zum Zwecke der Bezugnahme verwendet und sie sollen nicht einschränkend sein. Die Begriffe "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links" beziehen sich auf die Richtung in der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. Die Begriffe "nach innen" bzw. "nach außen" beziehen sich auf Richtungen in Richtung bzw. weg von der geometrischen Mitte der beschriebenen Vorrichtung. Die Begriffe "Aufblasen" bzw. "Ablassen" beziehen sich auf erhöhten bzw. verringerten Druck eines Reifens oder ähnliches. Die Terminologie umfaßt die speziell oben genannten Worte, deren Ableitungen und Worte ähnlicher Herkunft.
Die Vorteile des Variierens des Aufblasdrucks pneumatischer Reifen (insbesondere der Antriebsreifen) eines Fahrzeugs, insbesondere eines relativen Schwerlastfahrzeugs gemäß dem Untergrund, über den das Fahrzeug fährt, sind in der Technik bekannt und kann durch Bezugnahme auf die oben genannte US-A-4 640 331 gewürdigt werden. Nimmt man zum Beispiel an, daß die hinteren Antriebsachsreifen des Fahrzeugs normalerweise auf ungefähr 517 kPa (75 psi) (Pfund pro Quadratzoll) für Autobahnbetrieb aufgeblasen sind, würde ein Verringern des Reifenaufblasdrucks auf ungefähr 241 kPa (35 psi) für Geländefahrt oder unebene Straßen oder auf ungefähr 137 bis 172 kPa (ungefähr 20-25 psi) zum Betrieb in Sand, Matsch oder Schneezuständen oder auf ungefähr 69 bis 83 kPa (10-12 psi) für extreme Notfallzustände zur Folge haben, daß der Reifen eine größere Kontaktfläche (d. h. Fußabdruck) und eine verbesserte Traktion besitzt. Zusätzlich zur verbesserten Traktion bei einem geringeren Reifenaufblasdruck ist das Fahrzeug in der Lage, eine höhere Geschwindigkeit über einem schlechten Boden beizubehalten und die Abnutzung an dem Fahrzeug zu reduzieren infolge der sanfteren Fahrt über "waschbrettartigen" Boden oder Untergrund. Um in umgekehrter Weise die Betriebstemperatur und die Abnützung der Reifen bei Autobahngeschwindigkeiten zu reduzieren, wird ein höherer Reifenaufblasdruck gewünscht. Natürlich ist es, um die Mobilität zu erhöhen, wünschenswert, daß der Reifenaufblasdruck von der Fahrzeugkabine aus, steuerbar ist, und zwar von einer an Bord befindlichen Quelle von Druckluft und variabel und beibehaltbar ist, während sich das Fahrzeug bewegt sowie wenn das Fahrzeug ruht oder steht.
Bei einem an Bord befindlichen CTIS, bei dem der Druck der Fahrzeugreifen verändert wird gemäß der Auswahl des Fahrzeugbedieners und automatisch auf dem ausgewählten Druck gehalten wird, ist es wichtig, daß es ein Selbstdiagnosefehlerdetektierverfahren besitzt, um sicherzustellen, daß bestimmte Fehler/Fahrzeugzustände, die das Abschalten des Systems notwendig machen, überprüft werden und wenn sie abgefühlt werden, daß der Bediener über solche Fehler/Zustände benachrichtigt wird und das CTIS abgeschaltet wird.
Dies stellt sicher, daß die Reifenaufblaszustände nicht verschlechtert werden durch die Versuche des Bedieners, den Druck zu modifizieren oder durch einen automatischen periodischen Systemdruck-Überprüf/Korrekturvorgang.
Das CTIS-Selbtdiagnosesteuerverfahren der vorliegenden Erfindung ist insbesondere geeignet für die in Fig. 1 schematisch dargestellte und in dem oben genannten US-A-4 640 331 gezeigten Bauart des CTIS 10. Das CTIS 10 mißt und steuert den Aufblasdruck der inneren Druckkammern 12 bzw. 14 einer Gruppe von Reifen 16 bzw. 18 durch selektives Bewirken, daß die Kammern strömungsmittelmäßig mit einer gemeinsamen Leitung 20 in Verbindung stehen, wobei der Druck der Leitung selektiv erhöht, verringert, zur Atmosphäre entlüftet und/oder gemessen werden kann. Die Reifen 16 und 18 sind für diesen Zweck typischerweise so gruppiert, daß sie durch eine Achse oder einen Satz von Achsen getragen werden und denselben idealen Aufblasdruck für unterschiedliche Betriebszustände besitzen.
Jede der aufblasbaren Kammern 12 und 14 der Reifen 16 und 18 ist strömungsmittelmäßig verbunden mit einem gemeinsamen Schnellöseventil 22 mittels eines Zweigströmungsmitteldurchlasses 24 bzw. 26. Die Strömungsmitteldurchlässe umfassen je eine Drehdichtungsanordnung 28 und 30 und eine Radendventilanordnung 32 und 34. Die Drehdichtanordnungen können irgendeinen Aufbau besitzen, wie in US-A-4 434 833 zu sehen ist, dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Die Radendventile 32 und 34 sind normalerweise geschlossen, um eine Strömungsmittelverbindung zwischen den Reifenkammern und dem Schnellöseventil 22 zu blockieren und sie können selektiv geöffnet werden zum strömungsmittelmäßigen Verbinden der Reifenkammern und der Anschlüsse 42 und 44 des Ventils 22. Die Radendventile 32 und 34 sind vorzugsweise gesteuert durch Unterdrucksetzen/Evakuieren oder Entlüften der Leitungen 24 und 26 und sie werden als eine Gruppe geöffnet oder geschlossen. Die Radendventile 32 und 34 können irgendeine der in den oben genannten US-A-4 640 331 und US-A-4 678 017 dargestellten Strukturen besitzen.
Die Struktur bzw. der Aufbau und die Betriebsfunktion des Schnellöseventils 22 kann in großerem Detail unter Bezugnahme auf Fig. 2 gesehen werden. Das Ventil 22 umfaßt einen Ventilkörper 38, der einen ersten Anschluß 40 verbunden mit der gemeinsamen Leitung 20 definiert, einen zweiten Anschluß 42 verbunden mit dem Durchlaß 24 definiert, einen dritten Anschluß 44, verbunden mit dem Durchlaß 26 definiert und einen vierten Anschluß 46, verbunden mit einem Entlüftungsdurchlaß 48 zur Atmosphäre definiert. Der Ventilkörper 38 definiert einen Mittelhohlraum 50, in dem eine Membran 52 aufgenommen ist.
Der Außenumfang 54 der Membran 52 wirkt mit einem ringförmigen Ventilsitz 56 zusammen, um die Strömung von Strömungsmittel zwischen dem Anschluß 40 und den strömungsmittelmäßig verbundenen Anschlüssen 42 und 44 zu steuern. Eine Feder 58 und ein Federhalter 60 können verwendet werden, um den Außenumfang 54 in abdichtendem Kontakt mit dem Ventilsitz 56 vorzuspannen. Der Membranteil 62 wirkt mit einem ringförmigen Ventilsitz 64 am Anschluß 46 zusammen, um die Strömung von Strömungsmittel zwischen den Anschlüssen 46 und den strömungsmittelmäßig verbundenen Anschlüssen 42 und 44 zu steuern. Der Membranteil 62 ist in abdichtendem Eingriff mit dem Ventilsitz 64 vorgespannt mittels des Strömungsmitteldrucks in der Leitung 20, der auf die Oberseite 66 wirkt. Der Durchschnittsdruck in den Durchlässen 24 und 26 wirkt auf die Unterseite 68 der Membran.
Die Betriebscharakteristiken des Schnellöseventils 22 sind, daß eine Strömungsmittelströmung (d. h. eine Strömung von einem unter früherem Druck stehenden Strömungsmittel zu einer Leitung oder Kammer mit einem niedrigeren Druck) vom Anschluß 40 zu den Anschlüssen 42 und 44 beibehalten werden kann. Eine Strömungsmittelströmung kann jedoch nicht von den Anschlüssen 42 und 44 zum Anschluß 40 beibehalten werden, da sich die Membran 52 abhebt, um die Anschlüsse 42 und 44 zu dem Ablaßanschluß 46 zu öffnen. Weiterhin bewirkt das Ventil 22 durch das Herstellen einer Strömungsmittelverbindung vom Anschluß 40 zu den Anschlüssen 42 und 44 und von dem Druck der Leitungen 20, 24 und 26 den Anschlüssen 42 und 44 (Leitungen 24 und 26) zu dem Auslaßanschluß 46 das Ausgleichen auf einem Druck, der niedriger unter Druck gesetzten Leitung 20 oder den Durchschnittsdruck der Leitungen 24 und 26.
Es sei bemerkt, daß das Schnellöseventil 22, durch das die unterschiedlichen Ventile an den Radendanordnungen entlüftet werden, entfernt von der Radendanordnung angeordnet ist und auch entfernt von dem Steuerventil und dem Druckwandler, die unten beschrieben werden, angeordnet ist.
Wenn ein Druckdifferential zwischen den Reifen 16 und 18 besteht, wenn die Radendventile geöffnet sind und die Leitung 20 abgedichtet ist, ist der Druck in der Leitung 20 anfänglich höher als die Reifendrücke und verringert sich auf einen Durchschnitt der Reifendrücke, wenn sich die Reifen überkreuz belüften.
Eine Steuerventilanordnung 70 ist mit einer Quelle von unter Druck stehendem Strömungsmittel, wie zum Beispiel einem an Bord befindlichen Kompressors 72 verbunden. Typischerweise steht der Kompressor 72 in Verbindung mit einem Fahrzeugluftbremsnaßtank 74, der das Luftbremssystem 76 mit einer höheren Priorität als die CTIS-Steuerventilanordnung 70 versorgt. Die Steuerventilanordnung ist auch mit einem Entlüftungsdurchlaß 78 zur Atmosphäre und zu der Mittelleitung 20 verbunden.
Die Steuerventilanordnung bewirkt das selektive Entlüften der Leitung 20 zur Atmosphäre und infolgedessen das Entlüften der Durchlässe 24 und 26 durch den Anschluß 46 des Schnellöseventils 22, das Unterdrucksetzen der Leitung 20 auf einen relativ hohen Druck zum Aufblasen der Reifen, das Unterdrucksetzen der Leitung 20 auf einen relativ niedrigen Druck zum Ablassen der Reifen oder zum Pulsieren der Leitung 20 mit einem hohen Druck, um der Leitung 20 zu ermöglichen, sich auf dem Durchschnittsdruck in den Reifenkammern zu stabilisieren. Wenn Radendventile ähnlich zu den in den oben genannten US-A-4 640 331 oder US-A-4 678 017 beschriebenen verwendet werden, bewirkt das Unterdrucksetzen und Entlüften der Leitung 20 vorzugsweise auch das Öffnen bzw. Schließen der Radendventile.
Ein Druckwandler 80 ist vorgesehen zum Abfühlen des Drucks der Leitung 20 und zum Vorsehen eines Ausgangssignals, das diesen anzeigt. Zum Erhalten einer genauen Messung des durchschnittlichen Reifendrucks müssen die Radendventile 32 und 34 geöffnet werden und die Leitung 20 muß an der Steuerventilanordnung 70 abgedichtet werden, um zu ermöglichen, daß der Druck in der Leitung 20 versucht, sich auf dem Durchschnittsreifendruck zu stabilisieren.
Ein zweiter Zentralleitungszweig 82 und ein Paar von Zwei-Wege/Zwei-Stellungsventilen 84 und 86 können vorgesehen sein, um zu ermöglichen, daß die Steuerventilanordnung 70 und der Wandler 80 zum Messen und Steuern eines unterschiedlichen Satzes von Reifen verwendet werden können.
Eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 88, die vorzugsweise auf Mikroprozessoren basiert, kann vorgesehen sein, zum Steuern des Systems 10. Die CPU 88 umfaßt Konditionierschaltungen 90 zum Empfangen von Eingangssignalen, wie zum Beispiel Signalen von dem Druckwandler 80, Konditionierschaltungen 92 zum Ausgeben von Befehlsausgangssignalen und Logikmittel (Hardware oder Software) zum Definieren logischer Regeln, durch die die Eingangssignale verarbeitet werden zum Erzeugen von Befehlsausgangssignalen. CPU's der auf Mikroprozessoren basierenden Bauart sind in der Technik bekannt, wie unter Bezugnahme auf US-A-4 595 986 zu sehen ist, dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Der Naßtank 74 ist vorzugsweise mit einem zwei Positionen aufweisenden Druckschalter 74A mit einer ersten (geöffneten) und einer zweiten (geschlossenen) Position versehen und mit Mitteln zum Vorsehen eines Ausgangssignals an die CPU, das dessen derzeitige Position anzeigt. Der Schalter 74A ist mit einem großen Hystereseband versehen und öffnet sich, wenn er geschlossen ist, wenn der Druck in dem Naßtank 74 unterhalb von ungefähr 550 kPa (80 psi) fällt und schließt sich, wenn er offen ist, wenn der Druck in dem Naßtank größer als ungefähr 790 kPa (115 psi) ist. Wenn der Schalter 74A ein "Offen"-Signal an die CPU 88 liefert, ermöglicht es die CPU 88 den Naßtank 74 nicht mit der CTIS-Steuerventilanordnung 70 in Verbindung zu treten. Zwei Positionen aufweisende Druckschalter dieser Bauart sind im Handel erhältlich von mehreren Quellen, wie zum Beispiel die ZOPS (Warenzeichen) Serien von Klixon Control Products Division Texas Instruments.
Vorzugsweise empfängt die CPU 88 Eingangssignale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 89 und ist mit einem Timer oder Zeitnehmer 88A versehen.
Beim Starten des Systems oder vor und/oder in Verbindung mit dem Systembetrieb ist es wünschenswert, eine Systemdiagnoseroutine oder -verfahren zum Testen für Systemfehler und/oder Fahrzeugzustände zu besitzen, die das Sperren des Systems notwendig machen, bis der Zustand behoben ist. Um dies zu erreichen, umfaßt das CTIS-Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung Selbstdiagnoseroutinen.
Während des Gleichgewichtszustands des Systems werden die Leitungen 20, 24 und 26 zur Atmosphäre entlüftet, um die Dichtungen zu schützen. In diesem Zustand vor einem Reifendruckmeßvorgang wird die Druckablesung vom Wandler 80 mit einem akzeptablen Band verglichen, zum Beispiel 55 bis 114 kPa (8,0 psia bis 16,5 psia), was den niedrigsten und höchsten erwarteten atmosphärischen Drücken an den höchsten bzw. niedrigsten Höhenpunkten entspricht, an denen das CTIS arbeitet.
Wenn die Ausgangssignale von dem Druckwandler nicht innerhalb des erwarteten akzeptablen Bereichs von Werten fallen, wird ein fehlerhafter Druckwandler angezeigt und das CTIS wird gesperrt oder abgeschaltet.
Beim Starten des Systems und bevor irgendeine Druckeinstellung durchgeführt wird, wird der anfängliche Reifendruck gemessen und mit einem vorbestimmten minimalen Bezugswert (34,5 kPa oder 5 psia) verglichen und wenn er geringer ist als der Bezugswert, wird ein Systemfehler (fehlerhafter Druckwandler) und/oder ein katastrophaler Fahrzeugzustand (beschädigte Reifen, Dichtungen und/oder Leitungen) angezeigt und das CTIS wird abgeschaltet.
Während normaler Züstände, nachdem sich der Druckschalter 74A öffnet, sollte, wenn das Fahrzeug bei mindestens einer gegebenen Geschwindigkeit (ungefähr 20 mph) für eine gegebene Zeitperiode (4 Minuten) fährt, der Kompressor den Naßtank 74 ausreichend aufladen, um zu be- wirken, daß sich der Schalter 74A schließt. Demgemäß nimmt ein Zeitnehmer 88A beim Öffnen des Schalters 74A die Zeitperiode des Fahrzeugbetriebs über eine Bezugsgeschwindigkeit. Wenn der Schalter 74A sich nicht innerhalb der vorgewählten Zeitperiode öffnet, wird ein Systemfehler (fehlerhafter Druckschalter 74A) und/oder ein unakzeptabler Fahrzeugzustand (fehlerhafter Kompressor 72 usw.) angezeigt, und das System wird abgeschaltet.
Während eines Aufblasvorgangs wird der Naßtank zyklisch betätigt zwischen einer Druckaufbauphase auf ungefähr 790 kPa (115 psia) zum Schließen des Druckschalters 74A und einer Aufblasphase, wenn der Naßtank geöffnet ist, bis sein Druck unter ungefähr 550 kPa (80 psia) fällt, was das Öffnen des Druckschalters 74A bewirkt. Während dieser Druckaufbauphasen wird der Druck in den Reifen gemessen und gemerkt oder gespeichert. Wenn der Reifendruck über eine Vielzahl von Zyklen einen Trend nach unten zeigt, wird ein Leckzustand mit einer Leckrate, die die Aufblasrate des CTIS übersteigt, angezeigt und das CTIS wird abgeschaltet.
In einem Ausführungsbeispiel des CTIS 10 ist der Fahrzeugbediener mit einer Steuertafel 102 versehen, siehe Fig. 3, mit fünf beleuchteten Knöpfen 104, 106, 108, 110 und 112, durch die ein gewünschter Reifendruck ausgewählt werden kann. Wenn das Selbstdiagnoseverfahren Zustände abfühlt, die einen Systemfehler oder Fahrzeugzustände anzeigen, die es notwendig machen, daß das CTIS abgeschaltet oder gesperrt wird, werden die Knöpfe 104, 106, 108, 110 und 112 beleuchtet, und/oder geblinkt, um den Bediener von dem unakzeptablen Zustand zu informieren und das CTIS wird abgeschaltet.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 zu sehen ist, umfaßt das CTIS 10 einen an der Achse befindlichen Teil oder Teile 114 und einen entfernt gelegenen Teil 116, der irgendwo an dem Fahrzeug angeordnet sein kann, und zwar vorzugsweise an einer relativ geschützten Stelle. Ferner weisen die an der Achse befindlichen Teile 114 des Systems 10 einen stationären Teil 118 und sich drehende Teile 120 auf.

Claims

1. Ein Diagnoseverfahren zum Abfühlen von Systemfehlern in einem an Bord befindlichen CTIS (10) zum Messen und Steuern des Aufblasdrucks eines aufblasbaren Reifens (12, 14), wobei das CTIS den Aufblasdruck des Reifens mißt durch strömungsmittelmäßiges Verbinden der inneren Druckkammer des Reifens mit Mitteln (22), die mit einer Leitung (20) assoziiert sind, um zu bewirken, daß die Leitung auf einen Druck gebracht wird, der gleich dem Reifendruck ist und dann durch Abfühlen des Drucks in der Leitung (20);

wobei das CTIS einen Gleichgewichtszustand besitzt, während dem die Leitung (20) von der inneren Druckkammer des Reifens (12, 14) isoliert oder getrennt und auf atmosphärischen Druck entlüftet ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:

Bewirken, daß das CTIS (10) dessen Gleichgewichtszustand einnimmt;

Abfühlen des Drucks in der Leitung (20) während des Gleichgewichtszustands,

Vergleichen des abgefühlten Drucks in der Leitung (20) mit einem vorbestimmten Bezugsbereich von Drücken und wenn der abgefühlte Druck nicht in den Bezugsbereich fällt, Verhindern, daß eine weitere Steuerung oder Messungen des Drucks in dem Reifen auftreten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bezugsbereich definiert wird durch einen niedrigen Bezugsdruck entsprechend dem niedrigsten zu erwartenden atmosphärischen Druck an der höchsten zu erwartenden Betriebshöhe und einen hohen Bezugsdruck entsprechend dem höchsten zu erwartenden atmosphärischen Druck an einer Höhe, die nicht höher liegt, als die niedrigste zu erwartende Betriebshöhe.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Bereich bei ungefähr 114 bis 55 kPa (16,5 bis 8,0 psia) liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das CTIS Mittel umfaßt zum Abfühlen der Betriebshöhe und zum Einstellen des Bereichs gemäß der abgefühlten Höhe.

5. Verfahren nach Anspruch 2, daß das Signalisieren des Auftretens eines Systemfehlerzustands umfaßt.

6. Diagnoseverfahren zum Abfühlen unakzeptabler Betriebszustände in einem an Bord befindlichen CTIS (10) zum Messen und Steuern des Aufblasdrucks eines aufblasbaren Fahrzeugreifens (12, 14), wobei das CTIS den Aufblasdruck des Reifens (12, 14) mißt durch strömungsmittelmäßiges Verbinden der inneren Druckkammer des Reifens (12, 14) mit Mitteln (22), die mit einer Leitung (20) assoziiert sind, um zu gestatten, daß sich der Druck in der Leitung auf einen Druck, der gleich dem Druck der inneren Druckkammer (12, 14) ist, stabilisiert und dann durch Abfühlen (80) des Drucks in der Leitung (20);

wobei das Verfahren folgendes aufweist:

strömungsmittelmäßiges Isolieren der Leitung (20) von einer Druckluftquelle und einer Entlüftung zur Atmosphäre und dann strömungsmittelmäßiges Verbinden der inneren Kammer des Reifens mit Mitteln (22), die es der Leitung ermöglichen, einen im wesentlichen Gleichgewichtszustand einzunehmen während eine Messung (80) des Drucks in der Leitung genommen wird, der dem Druck des Reifens (12, 14) entspricht;

gekennzeichnet durch:

Vergleichen des abgefühlten Drucks mit einem gespeicherten Bezugswert, der den Druck bei Zuständen des minimalen akzeptablen Reifenaufblaszustands entspricht, und

Signalisieren des Auftretens eines unakzeptablen Zustands ansprechend auf einen abgefühlten Druck, der geringer ist als der Bezugwert und Verhindern einer weiteren CTIS-Steuerung des Aufblasdrucks des Reifens.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Bezugswert ungefähr 138 kPa (20 psia) ist.

8. Diagnoseverfahren zum Abfühlen unakzeptabler Betriebszustände in einem an Bord befindlichen CTIS (10) der Bauart, die folgendes aufweist: eine Steuerventilanordnung (70) zum selektiven Unterdrucksetzen und Entlüften einer gesteuerten Strömungsmittelleitung (20), einen Tank (74) zum Sammeln von Druckluftmittel zum selektiven strömungsmittelmäßigen Verbinden und Isolieren der Steuerventilanordnung und des Tanks, zwei Positionen aufweisende Druckschaltermittel (74A), die mit dem unter Druck stehenden Inneren des Tanks in Verbindung stehen und die bewegbar sind aus einer ersten Position (geöffnet) zu einer zweiten Position (geschlossen), wenn der Druck in dem Tank (74) einen ersten Bezugswert übersteigt und die aus der zweiten Position zu einer ersten Position bewegbar sind, wenn der Druck in dem Tank (74) geringer ist als ein zweiter Bezugswert, wobei der erste Bezugswert größer ist als der zweite Bezugswert, wobei die Druckschaltmittel (74A) ein Signal erzeugen, das deren Position anzeigt, Mittel (89) zum Abfühlen der Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Erzeugen eines Signals, das diese anzeigt, und Steuermittel (88) zum Empfangen von Eingangssignalen und zum Verarbeiten der Eingangssignale, um Befehlsausgangssignale zu erzeugen, wobei die Steuermittel (88) das Erzeugen von Befehlsausgangssignalen bewirken, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Tank (74) und der Steuerventilanordnung (70) beim Empfangen eines Eingangssignals verhindern, das anzeigt, daß der Druckschalter (74A) sich in seiner ersten Position befindet, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:

Abfühlen der Position des zwei Positionen aufweisenden Druckschalters (74A);

Abfühlen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs;

Verhindern eines weitergehenden Betriebs des CTIS (10), wenn der zwei Positionen aufweisende Druckschalter (74A) für mindestens eine vorgewählte Zeitperiode in seiner ersten Position verbleibt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Bezugsgeschwindigkeit übersteigt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Tank ein Luftbremsnaßtank ist, der strömungsmittelmäßig mit einem Fahrzeugluftbremssystem verbunden ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Tank strömungsmittelmäßig mit einem an Bord befindlichen Luftkompressor (72) verbunden ist, wobei die Abgabe des Kompressors direkt in Beziehung steht mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.

11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der zweite Bezugsdruck der minimal akzeptable Druck zum Betrieb des Luftbremssystems ist.

12. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Steuermittel (88) einen digitalen Mikroprozessor umfassen.

13. Diagnoseverfahren zum Abfühlen unakzeptabler Betriebszustände in einem an Bord befindlichen CTIS (10) zum Messen und Steuern des Aufblasdrucks der aufblasbaren Fahrzeugreifen (12, 14), wobei das CTIS der Bauart ist, die folgendes aufweist: eine Steuerventilanordnung (70) zum selektiven Unterdrucksetzen und Entlüften einer gesteuerten Strömungsmittelleitung (20), Mittel (80) zum Messen des Drucks in der Leitung, Mittel zum selektiven strömungsmittelmäßigen Verbinden der aufblasbaren Reifen (12, 14) mit der Strömungsmittelleitung (20), Mittel (22), die bewirken, daß die Leitung den Druck in dem aufblasbaren Reifen während des Druckmeßvorgangs einnimmt, ein Tank (74) zu Sammeln von Druckluft, Mittel (72) zum Liefern von Druckluft an den Tank, Mittel zum selektiven strömungsmittelmäßigen Verbinden und Isolieren der Steuerventilanordnung (70) und des Tanks (74), Zwei-Positionsdruckschaltmittel (74A), die in Verbindung stehen mit dem unter Druck stehendem Inneren des Tanks (74) und die aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar sind, wenn der Druck in dem Tank einen ersten Bezugswert übersteigt und die aus der zweiten Position in die erste Position bewegbar sind, wenn der Druck in dem Tank geringer ist als ein zweiter Bezugswert, wobei der erste Bezugswert größer ist als der zweite Bezugswert, wobei die Druckschaltmittel (74A) ein Signal erzeugen, das deren Position anzeigt, Mittel (89) zum Abfühlen der Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Erzeugen eines Signals, das diese anzeigt, und Steuermittel (88) zum Empfangen von Eingangssignalen und zum Verarbeiten der Eingangssignale zum Erzeugen von Befehlsausgangssignalen, wobei die Steuereinheit (88) das Erzeugen von Befehlsausgangssignalen bewirkt, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Tank (74) und dem Steuerventil (70) verhindern beim Empfangen eines Eingangssignals, das anzeigt, daß sich der Druckschalter in seiner ersten Position befindet, wobei das CTIS (10) das Erhöhen des Aufblasdrucks durch wiederholte Zyklen bewirkt, was das Verbinden der Reifen (12, 14) und des Tanks (74) mit der Leitung (20) umfaßt, wenn der Druckschalter (74A) in der zweiten Position ist und das Isolieren des Tanks (74) von der Leitung (20) umfaßt, wenn der Druckschalter (74A) in dessen erster Position ist;

wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:

Abfühlen und Merken der Reifendrücke während der Teile jedes Aufblaszyklus, wenn der Tank (74) von der Leitung (20) isoliert ist, und zwar während det Reifenaufblasvorgänge;

Bestimmen, ob sich der Reifendruck mit der Zeit erhöht oder verringert; und Verhindern einer weiteren Steuerung des Aufblasdrucks der Reifen (12, 14), wenn sich der Druck mit der Zeit verringert.

14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Tank (74) ein Luftbremsnaßtank ist, der strömungsmittelmäßig mit dem Fahrzeugluftbremssystem verbunden ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Tank (74) strömungsmittelmäßig mit einem an Bord befindlichen Luftkompressor (72) verbunden ist, und wobei der zweite Bezugsdruck der minimal akzeptable Druck zum Betrieb des Luftbremssystems ist.