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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um einen
Fahrer wegen Reifendruckverlust zu alarmieren.
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Sicheres und bequemes Reisen kann dadurch sichergestellt
werden, daß die Reifendrücke auf einem Fahrzeug bei den
spezifizierten Werten gehalten werden. Ein Druckverlust eines
Reifens tritt jedoch gelegentlich aufgrund äußerer Beschädigung
oder mangelhafter Instandhaltung auf, was sowohl die
Sicherheit als auch den Fahrkomfort ernsthaft beeinflussen kann.
Verschiedene Arten von Vorrichtungen sind ersonnen und
vermarktet worden, um Reifendruckverlust zu erkennen und einen
Fahrer zu warnen, aber solche Vorrichtungen sind aufgrund der
Schwierigkeit bei der Vereinbarkeit von Kosten und
Zuverlässigkeit noch nicht weit verbreitet.
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Beispielsweise offenbart EP-A-0 239 545 ein System, um die
Betriebsbedingungen eines Kraftfahrzeugs einschließlich des
Drucks der Fahrzeugreifen zu überwachen und akustisch
anzuzeigen.
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Im besonderen gibt es bezüglich des Zeitpunkts eines Alarms
und dessen Zuverlässigkeit ein Problem, daß es sehr schwierig
ist zu entscheiden, wie weit ein Druckverlust fortschreiten
sollte, bevor ein Alarm gegeben wird, da der Druckverlustgrad
für Gefahr von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt. Mit
anderen Worten gibt es einen großen Vorzug hinsichtlich der
Zuverlässigkeit der Sicherheit, wenn der Alarm so geplant ist,
daß er einen kleinen Druckverlust wahrnimmt. Ein geringer
Druckverlust ist jedoch schwierig zu erkennen und ein
falsches Alarmereignis verursacht einem Fahrer Unbehagen und
wiederholte falsche Ereignisse schaffen eine Möglichkeit, daß
ein Fahrer in einem wirklich gefährlichen Fall den Alarm dann
ignoriert. Wenn der Alarm andererseits so geplant ist, daß er
nicht gegeben wird, bis der Druckverlust zu einem großen
Betrag fortschreitet, besteht das Problem darin, daß der Alarm
in dem Fall von Hochgeschwindigkeitsfahren zu spät sein kann,
während die Zuverlässigkeit des Alarms groß wird.
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In Anbetracht des Vorstehenden ist es ein Ziel der
vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, um vor
Reifendruckverlust zu warnen, bei der die Zuverlässigkeit des
Alarms ohne diese Probleme erhöht ist.
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Zusätzlich ist es auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
eine zuverlässige Vorrichtung zu schaffen, um
Reifendruckverlust zu erkennen, bei der ein Gleichgewicht zwischen dem
Alarmlautstärkepegel und der Gefahr gut gehalten ist und das
Gleichgewicht zwischen der Genauigkeit des Alarms, dem
Dringlichkeitsgrad für den Alarm und einem dem Fahrer durch den
Alarm vermittelten Unbehagen gut festgesetzt ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine
Reifendruckverlustalarmvorrichtung geschaffen, die einen
Druckverlusterkennungsmechanismus, um Reifendruckverlust zu erkennen, eine
Fahrzeuggeschwindigkeitsmeßeinrichtung und einen
Alarmmechanismus umfaßt, um einen Alarmpegel in Abhängigkeit von den
Reifendruckverlustpegeln, die durch den
Druckverlusterkennungsmechanismus erkannt werden, und der Fahrzeuggeschwindig
keit zu bestimmen.
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Die Reifendruckverlustalarmvorrichtung der vorliegenden
Erfindung alarmiert nicht bedingungslos, wenn ein Reifen einen
bestimmten Druckverlust erreicht, sondern alarmiert in
Abhängigkeit von dem Druckverlustgrad gemäß der Genauigkeit des
Druckverlusterkennungsmechanismus. Die Vorrichtung alarmiert
auch bei einem Pegel gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit, da
sich die kritischen Geschwindigkeiten voneinander
unterscheiden,
bei denen ein entleerter Reifen ein Bersten erleiden
kann.
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In dem Fall einer Alarmeinrichtung, die Geräusch als das
warnende oder Alarmsignal verwendet, verwendet die Einrichtung
beispielsweise ein desto lauteres Geräusch, je höher ein
Druckverlustpegel wird, um bei der gleichen Geschwindigkeit
zu alarmieren, während die Einrichtung ein desto lauteres
Geräusch verwendet, je höher der Fahrzeuggeschwindigkeitspegel
wird, um bei einem konstanten Druckverlustpegel zu
alarmieren.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt ein
Reifendruckverlustalarmverfahren auf einem Fahrzeug Bestimmen und
Überwachen eines Druckverlustpegels, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verfahren ferner Bestimmen und Überwachen eines
Geschwindigkeitspegels des Fahrzeugs, und Alarmieren in
Abhängigkeit von Pegeln von Druckverlustpegeln und
Fahrzeuggeschwindigkeitspegeln umfaßt.
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Weitere Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden,
lediglich beispielhaften, Beschreibung einer Ausführungsform in
Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich, in der:
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Fig. 1 eine Darstellung eines Alarmpegelbeispiels für eine
Reifendruckverlustalarmvorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist, die eine Beziehung zwischen
Fahrzeuggeschwindigkeit, Druckverlustpegel und
Alarmpegel zeigt.
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In der vorliegenden Beschreibung bedeutet
"Druckverlustpegel" den Prozentsatz des entleerten Drucks zu dem gesamten,
normalen Druck des Reifens, und "Alarmpegel" bedeutet den für
eine Person merkbaren Notfallpegel, beispielsweise den
Lautstärkepegel
eines Geräuschs in dem Fall eines Alarms, der
eine Geräuschwarnung verwendet.
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Wie in Figur 1 gezeigt ist, wird der Alarmpegel bei einer
Reifendruckverlustalarmvorrichtung mit einem Anstieg des
Druckverlustpegels bei einer konstanten
Fahrzeuggeschwindigkeit höher, während der Alarmpegel mit ansteigender
Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem konstanten Druckverlustpegel höher
wird. Ein Verfahren, um einen Alarmpegel in Figur 1 zu
bestimmen, ist wie folgt.
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Die Linie von 100% eines Alarmpegels wird als eine für einen
Reifen kritische Linie festgesetzt, um ein Bersten zu
verursachen. Wenn der Alarmpegel die Linie von 100% übersteigt,
ist es nicht unerwartet, daß ein Reifen jederzeit ein Bersten
verursacht.
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Als einen Druckverlusterkennungsmechanismus, um
Reifendruckverlust zu messen, gibt es zwei Typen, die Reifendruck direkt
oder indirekt erkennen. Beispielsweise kann eine Kombination
eines Drucksensors und eines FM-Übertragers oder dergleichen
verwendet werden. Diese nimmt Druck direkt wahr. Alternativ
gibt es ein indirektes System, bei dem eine Einrichtung die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Reifens erkennt, wobei sie
einen ABS-Sensor oder dergleichen verwendet, und die Reifen auf
dem Fahrzeug vergleicht, um den Reifendruckzustand zu
bestimmen. Da der Direkterkennungstyp mechanisch kompliziert ist,
ist er leicht teuer. Andererseits kann das indirekt
erkennende System durch Verwenden der ABS-Sensoren, die schon an
einem Fahrzeug angebracht sind, ein System sehr wirtschaftlich
herstellen. Es ist deshalb bevorzugt, den letztgenannten
Indirekterkennungstyp zu verwenden.
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Die untere Erkennungsgrenze, die bei der vorliegenden
Erfindung nicht besonders begrenzt ist, wird normalerweise bei
-15% festgesetzt (Druckverlust von 0,3 kg/cm² in dem Fall
eines normalen Drucks von 2 kg/cm²). Einen Druckverlust kleiner
als 15% zu messen ist schwierig und erniedrigt die
Erkennungspräzision (Erkennungsgenauigkeit), da Druck und
Umdrehungsfrequenz eines Reifens unter dem Einfluß von
variierender Last, Kurvenfahrten und Bremsen usw. schwanken. Ferner
ist die Erkennung eines sehr kleinen Druckverlusts
bedeutungslos, wenn man bedenkt, daß solche kleinen Druckverluste
kaum ein Problem werden, soweit die Sicherheit betroffen ist.
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Wenn der Druckverlustpegel nur -15% beträgt, erzeugt ein
Reifen jedoch Hitze, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt,
und der Reifen befindet sich dann in Gefahr eines Berstens,
insbesondere wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 240 km/h
übersteigt. Deshalb wird ein Punkt auf einem Segment, das einem
Alarmpegel von 100% entspricht, zuerst gegen eine kritische
Geschwindigkeit von 240 km/h bei einer Erkennungsuntergrenze
für Druckverlust aufgetragen, d.h. -15%. Dies wird als ein
Punkt A angesehen. Zweitens, wenn der Druckverlustpegel -75%
beträgt (Druckverlust von 1,5 kg/cm² in dem Fall eines
normalen Drucks von 2 kg/cm²), befindet sich der Reifen in Gefahr,
ein Bersten zu verursachen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
80 km/h übersteigt. Dies wird als ein Punkt B angesehen.
Drittens, wenn der Druckverlustpegel -80% übersteigt, wird
der Alarmpegel bei 100% bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von
0 km/h festgesetzt, da sich der Reifen in sehr großer Gefahr
befindet, ein Bersten und Ablösen von einer Felge zu
verursachen, dann ist erforderlich, daß ein Alarm so früh wie
möglich vermittelt wird. Der Punkt eines Alarmpegels von -80%
bei der Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 km/h wird als ein Punkt
c angesehen. Dann wird dieser Punkt C mit dem Punkt B
verbunden und ferner mit dem Punkt A verbunden. Dies steckt dann
ein Segment ab, das den Alarmpegel von 100% anzeigt. Dies ist
die minimale Linie, um Sicherheit aufrechtzuerhalten.
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Als nächstes werden Linien, die jeweils um 10% beim
Alarmpegel abnehmen, auf der Basis des Segments AB gezogen, das dem
Alarmpegel von 100% entspricht. Gleichzeitig wird der Punkt
D, der einem Druckverlustpegel von -15% und einer
Fahrzeuggeschwindigkeit von 40 km/h entspricht, als der Punkt eines
Alarmpegels von 0% angesehen, und das Segment von dem Punkt A
zu dem Punkt D wird in 10 Teile geteilt, und dann werden
Segmente von jedem teilenden Punkt parallel zu dem Segment AB
gezogen. Da sich ein Reifen unter einer
Fahrzeuggeschwindigkeit von nicht mehr als 40 km/h in dem Fall eines
Druckverlustpegels von -15% nicht in Gefahr befindet, ein Bersten zu
verursachen, und deshalb wird der Alarmpegel 0%. Alarmpegel
der Segmente werden bei 90%, 80%, ..., der Reihe nach
von dem zu dem Segment AB nächsten festgesetzt.
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Die Betriebsweise einer Reifendruckverlustalarmvorrichtung
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend erklärt.
Beispielsweise sei angenommen, daß der Luftdruck aufgrund
irgendeines Unfalls abzunehmen begann, wenn man das Fahrzeug
bei einer konstanten Geschwindigkeit von 80 km/h auf einer
Schnellstraße fährt. Zuerst, wenn der Druckverlustpegel
zwischen 0 und -15% liegt, wird ein Alarm nicht gegeben, da das
Risiko, ein Bersten zu verursachen, bei einem solchen
Druckverlust nicht besteht, solange die Fahrzeuggeschwindigkeit
nicht so hoch ist, und da es einige Fälle gibt, wo
Druckverlust nicht wirklich auftritt, da die Erkennungsgenauigkeit
des Druckverlusterkennungsmechanismus bis zu einem solchen
Druckverlustgrad niedrig ist.
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Wenn der Druckverlustpegel -15% erreicht, wird der Alarmpegel
aufgrund des Fahrens bei einer hohen Geschwindigkeit von 80
km/h plötzlich 20%. Der Alarm beginnt jedoch leise zu
klingen, da die Erkennungsgenauigkeit noch nicht so hoch ist.
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Wenn der Druckverlustpegel allmählich höher wird und die
Erkennungsgenauigkeit auch höher wird, wird auch der
Alarmgeräuschpegel höher. Die Lautstärke des Alarms steigt derart
an, daß der Alarmpegel 40% und 80% wird, bzw. wenn der
Druckverlustpegel -30% -75% wird (Luftdruck von nur 0,5 kg/cm²
verbleibend in dem Fall von normalem Luftdruck von 2 kg/cm²),
wird der Alarmpegel 100% und die Lautstärke ist die größte
und die an einen Fahrer vermittelte Dringlichkeit erreicht
die höchste. Deshalb kann der Fahrer sofort die
Fahrzeuggeschwindigkeit verlangsamen oder kann handeln, um eine Gefahr
zu vermeiden, beispielsweise das Fahren einstellen, um auf
einen Wartungskundendienst zu warten.
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Wenn der Druckverlustpegel -30% beträgt (Luftdruck von 1,4
kg/cm² in dem Fall von normalem Luftdruck von 2 kg/cm²),
beträgt der Alarmpegel 0% bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von
0 km/h, aber nimmt allmählich gemäß dem Anstieg bei der
Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Dann wird der Alarmpegel 20%, bzw.
40%, 60% und 100%, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 40 km/h,
80 km/h, 120 km/h und 200 km/h wird. So kann der Fahrer eine
Gefahr im voraus vermeiden, da der Fahrer eine
Fahrzeuggeschwindigkeit von ungefähr 40 km/h herum mit einer geringeren
Lautstärke des Alarms hören und dieser folgen und eine
Tankstelle oder dergleichen finden kann, um eine
Luftdrucküberprüfung zu veranlassen.
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Obwohl in der obigen Erklärung der Alarmpegel durch die Höbe
der Lautstärke (Lautheit) dargestellt ist, ist die
Alarmierungsart bei der vorliegenden Erfindung nicht besonders
begrenzt, da der Alarmpegel eine Größe der auf den Fahrer
ausgeübten Einwirkung ist. Dementsprechend kann der Alarmpegel
zusätzlich oder anstelle der Lautstärke durch ein Intervall
von Stimmen oder Geräuschen dargestellt werden, wenn der
Alarm durch eine Stimme vermittelt wird, und durch eine
Variation von Helligkeit oder Farbe einer Lampe und durch die
An-Aus-Frequenz, wenn eine An-Aus-Lampe verwendet wird, und
deren Kombinationen sind auch möglich.
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Was die Fahrzeuggeschwindigkeitsmeßeinrichtung betrifft, sind
ein Geschwindigkeitsanzeiger eines Fahrzeugs, ein
Radgeschwindigkeitssensor, angebracht an ABS, oder ein
Nichtberührungslasertachometer auch verwendbar.
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Wie beschrieben worden ist, kann ein Fahrer einwandfrei
Gefahr vermeiden, ohne sich unnötig unbehaglich zu fühlen, da
der Alarmpegel in Abhängigkeit von der Erkennungsgenauigkeit
des Druckverlusterkennungsmechanismus in der
Reifendruckverlustalarmvorrichtung der vorliegenden Erfindung festgesetzt
ist.
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Da sich die kritischen Berstverursachungsgeschwindigkeiten
voneinander in Abhängigkeit von den Druckverlustpegeln
unterscheiden, ist der Alarmpegel, durch Messen sowohl des
Druckverlustpegels als auch der Fahrzeuggeschwindigkeit, mit einem
Anstieg bei dem Druckverlustpegel in dem Fall einer
konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit, oder mit einem Anstieg bei der
Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Fall eines konstanten
Druckverlustpegels höher festgesetzt. Da der Alarm auf einen Grad
einer Gefahr bei echtem Fahren gut eingestellt ist, kann der
Fahrer einwandfrei entscheiden, abzubremsen oder sofort
anzuhalten. Dementsprechend kann die Vorrichtung mit hoher
Zuverlässigkeit alarmieren, ohne dem Fahrenden unnötige Sorge zu
vermitteln.