Verfahren und System zur Erkennung und/oder Überwachung von Rädern eines Kraftfahrzeuges
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und/oder Überwachung von jeweils wenigstens einen Reifen umfassenden Rädern eines Kraftfahrzeuges gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 und ein System zur Erkennung und/oder Überwachung von jeweils wenigstens einen Reifen umfassenden Rädern eines Kraftfahrzeuges gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 5.
Ein derartiges System ist beispielsweise aus der WO 95/22467 bekannt und unter anderem zur Druck- und Temperaturüberwachung eines bei einem Kraf fahrzeug montierten Reifens ausgelegt. Bei diesem System ist in oder auf dem Material des Reifens ein Transponder angeordnet, der mit einer Stromversorgung und einer Antenne verbunden ist, so dass auf ein Abfragesignal einer Abfrageeinrichtung hin aktuelle Druck- und Temperaturwerte des Reifens drahtlos übertragen werden können. Neben dem Druck und der Temperatur werden Reifenkenndaten an die Abfrageeinrichtung übergeben.
Des Weiteren ist aus der WO 99/29522 ein Reifen eines Kraftfahrzeuges bekannt, der einen Transponder umfasst, der mit einer den Reifen in Umfangsrichtung umschließenden Antenne versehen ist. Die Antenne wirkt mit einer Empfangseinrichtung
zusammen, so dass Daten bezüglich des Reifendrucks und der Reifentemperatur sowie Reifenkenndaten an die Empfangseinrichtung übertragen werden können.
Aus der DE 199 40 086 AI ist ein Reifen für ein Kraftfahrzeug oder ein Flugzeug bekannt, der einen lesbaren und beschreibbaren Transponder umfasst, auf dem Daten zur stückgenauen Identifikation des Reifens gespeichert sind, wobei die Daten mittels eines Lesegeräts auslesbar sind. Auf dem Transponder können auch Betriebsdaten des Reifens, beispielsweise Druck- und/oder Temperaturwerte, gespeichert und mittels des Lesegeräts abgerufen werden.
Aus der WO 99/52724 ist ein System zur Messung eines Drucks eines Reifens eines Kraftfahrzeuges bekannt . Dieses System umfasst einen Transponder, der mit einer externen Lese-/Ab- frageeinheit zusammenwirkt, so dass ein in dem Reifen herrschender Druck ständig überwacht werden kann. Die Abfrageeinheit, die drahtlos mit dem Transponder zusammenwirkt, verfügt über ein Display, das einem Benutzer des betreffenden Kraftfahrzeuges den aktuellen Druckwert des betreffenden drucküberwachten Reifens anzeigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur optimierten Nutzung reifenspezifischer Daten zu schaffen.
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruches 5 gelöst .
Bei Einsatz des Verfahrens bzw. des Systems nach der Erfindung können die reifenspezifischen Daten also durch Nutzung der Weiterverarbeitungsfunktionalität anderen Systemen des
Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt werden. So kann das die reifenspezifischen Daten umfassende, elektronische Datenblatt beispielsweise einer elektronischen Fahrwerksteuerung und/oder einem elektronischen Fahrdynamiksystem des Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt werden, das in Kenntnis dieser Daten in optimierter Weise arbeiten kann, da die reifenspezifischen Daten Informationen bezüglich des Straßenkontakts der Räder liefern. Alternativ kann das Datenblatt auch einer Logistikfunktionalität eines Fahrzeugherstellers oder einer Servicewerkstatt insbesondere zur Montageüberwachung zur Verfügung gestellt werden.
Die reifenspezifischen Daten können beispielsweise ein Mess- und/oder Qualitätsprotokoll, eine Angabe einer Position des betreffenden Reifens am Kraftfahrzeug, einer Identifikationsmarke des betreffenden Reifens, einer Reifenart, einer Reifendimension, einer Bauart, eines Herstellers, einer Geschwindigkeitsklasse, einer Tragfähigkeitsklasse, eines Reifenprofils, von Materialeigenschaften, eines Produktionswerks, einer Länderkennung, eines Herstellungsdatums und/oder eines Haltbarkeitsdatums umfassen. Des Weiteren können die reifenspezifischen Daten auch aktuelle Druck- und/oder Temperaturwerte des jeweiligen Reifens umfassen.
Eine direkte Messung von Druck und Temperatur im Reifeninneren ermöglicht eine volle Funktionalität eines Reifendruck- kontrollSystems . Durch gleichzeitiges Messen von Druck und Temperatur wird durch eine sogenannte Isochoren-Bewertung eine Ermittlung der Luftmasse in dem betreffenden Reifen möglich. Bei Unterschreiten eines Mindestreifendrucks erfolgt mittels der Weiterverarbeitungsfunktionalität vorzugsweise ein Eingriff in ein Fahrsteuerungssystem und/oder eine Warnung des Fahrers .
Die Speicher- und Übertragungseinrichtungen, die vorzugsweise an allen Rädern des betreffenden Kraftfahrzeuges angeordnet sind, können entweder direkt bei der Herstellung des Reifens in oder an dem Reifen beispielsweise durch Einvulkanisation integriert werden oder an der Felge des jeweiligen Rades angeordnet sein. In letzterem Fall sind die Speicher- und Übertragungseinrichtungen beispielsweise in einem Ventileinsatz integrier .
Bei Benutzung einer bei der Reifenherstellung in das Reifenmaterial einvulkanisierten Speicher- und Übertragungseinrichtung werden die laufzeitunabhängigen, d. h. die während der Benutzung des Reifens unveränderlichen reifenspezifischen Daten der Speicher- und Übertragungseinrichtung vorzugsweise bei der Reifenherstellung aufgeprägt. Dies hat bei der Produktion und Montage des Reifens den Vorteil, dass die von der Speicher- und Übertragungseinrichtung beispielsweise mittels eines Transponders auslesbaren Reifeninformationen sowohl beim Reifenhersteller als auch beim jeweiligen Fahrzeughersteller im Logistikprozess genutzt werden können. Beispielsweise kann beim Reifenherstellungsprozess eine automatische Identifikation erfolgen. Auch können zur späteren Nutzung Qualitäts-, Mess- und Prüfdaten direkt im Reifen abgelegt werden.
Mit dem er indungsgemäßen System bzw. Verfahren kann bei dem Fahrzeughersteller eine definierte automatische Zusteuerung eines Reifens von einem bestimmten Reifenhersteller, eines bestimmten Typs und einer bestimmten Reifendimension zu einem bestimmten Fahrzeug erfolgen. Es kann auch eine automatische Kontrolle und Dokumentation einer Fahrzeugbereifung erfolgen. Damit entfällt eine manuelle Kontrolle. Ferner kann ein automatisches Dispositionskonzept für ein Reifenmaterial ausgeführt werden.
Bei Einsatz einer Transpondertechnologie ist keine separate Energieversorgung der Speicher- und Übertragungseinrichtung erforderlich. Die reifenspezifischen Daten können von einer fahrzeugseitigen und auch von einer externen Empfangseinrichtung bzw. Leseeinrichtung jederzeit abgefragt und verwertet werden.
Die während der Benutzung des Reifens unveränderlichen reifenspezifischen Daten können bei Anordnung der Speicher- und Übertragungseinrichtung an einer Felge vorzugsweise bei der Montage des Reifens von dem Reifenmonteur auf die Datenspeichereinrichtung aufgespielt werden. Die Speicher- und Übertragungseinrichtung umfasst in diesem Fall vorteilhafterweise einen wiederbeschreibbaren Speicher, so dass die jeweilige Datenspeichereinrichtung bei Montage eines neuen Reifens auf der gleichen Felge in gleicher Weise erneut genutzt werden kann.
Die Weiterverarbeitungsfunktionalität des Systems bzw. des Verfahrens nach der Erfindung ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass sie das Fahrverhalten des betreffenden Kraftfahrzeuges beeinflusst. Beispielsweise ist die Weiterverarbeitungsfunktionalität Bestandteil einer Fahrstabilitätsfunktio- nalität bzw. einer Fahrdynamikfunktionalität oder auch einer Geschwindigkeitsabregelungsfunktionalität . Auf diese Weise kann in Abhängigkeit beispielsweise vom Reifentyp und/oder vom Reifendruck Einfluss auf das Fahrverhalten des betreffenden Kraftfahrzeuges genommen werden.
Bei einer speziellen Ausführungsform des Systems bzw. des Verfahrens nach der Erfindung wird zur Erhöhung der Sicherheit bei Erkennung eines schleichenden Druckverlusts in einem Reifen eine Geschwindigkeitsbegrenzung gesetzt. Zusätzlich
oder alternativ erfolgt natürlich eine Information des Fahrers mittels eines optischen und/oder akustischen Warnsignals .
Durch Einsatz des Systems bzw. des Verfahrens nach der Erfindung ist es also möglich, eine bauteilspezifische Gesamtinformation der eingesetzten Reifen und des augenblicklichen Zustandes der Reifen auf ein Informationssystem des betreffenden Fahrzeugs zu übertragen und so die Gefahr reifenbedingter, kritischer Fahrsituationen zu minimieren und das Fahrverhalten des Kraftfahrzeuges zu optimieren. Dadurch erhöht sich die Sicherheit der Fahrzeuginsassen. Auch kann stets eine Information bzw. Warnung des Fahrzeugführers bei Bedingungen erfolgen, welche zu einer Schädigung oder Zerstörung eines Reifens führen können.
Auch ist es denkbar, die Weiterverarbeitungsfunktionalität so zu nutzen, dass durch geeignete Langzeitbeobachtungen bzw. Langzeitaufzeichnungen, die über die Laufzeit des bzw. der Reifen durchgeführt werden, Druck- und Temperaturwerte und die Laufleistung der einzelnen, jeweils durch eine Kodierung erkennbaren Reifen erfasst werden, so dass die gewählten Fahrgeschwindigkeiten entsprechend den Temperaturbelastungen individuell gestaltet werden können, was zum Beispiel bei einer gemäßigten Fahrweise zu einer Erhöhung der Gesamtlauf- leistung des bzw. der Reifen führen kann.
Des Weiteren können mittels der Weiterverarbeitungsfunktionalität auf Basis von auf der Speicher- und Übertragungseinrichtung des Reifens oder auf der Speicher- und Auswerteeinheit des Kraftfahrzeugs abgelegten Daten, die reifenspezifische Daten und Fahrdaten darstellen können, Gesamtlaufzeit- und Haltbarkeitsabschätzungen für die einzelnen Reifen des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.
Die Weiterverarbeitungsfunktionalität kann des Weiteren so ausgelegt sein, dass die montierte und/oder die zulässige Reifendimension an einem Kombiinstrument bzw. Fahrzeugdisplay angezeigt wird. Bei Erkennen einer für das betreffende Kraftfahrzeug unzulässigen Reifendimension kann eine optische und/oder akustische Warnung erfolgen.
Auch kann die Weiterverarbeitungsfunktionalität bei Erkennen eines bestimmten Reifentyps, beispielsweise eines Sommerreifens, eines Winterreifens, eines sogenannten All-Season- Reifens oder eines sogenannten Runflat-Reifens eine gegebenenfalls erforderliche Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktiona- lität aktivieren oder deaktivieren. Diese Informationen können auch bei einem Fahrdynamiksystem genutzt werden, so dass hier Charakteristika bestimmter Reifentypen Berücksichtigung finden. Grundsätzlich kann ein sogenannter, auf der Speicherund Übertragungseinrichtung abgelegter Speedindex von der Weiterverarbeitungsfunktionalität in eine automatische Limi- terfunktion und/oder eine Information des Fahrers hinsichtlich einer reifenspezifischen zulässigen Höchstgeschwindigkeit umgesetzt werden.
Ebenfalls kann die Weiterverarbeitungsfunktionalität so ausgestaltet sein, dass ein sogenannter Loadindex, der auf der Speicher- und Übertragungseinrichtung abgelegt ist, in eine Warnfunktion umgesetzt wird, wenn zulässige Radlasten überschritten sind bzw. damit zulässige Radlasten nicht überschritten werden. Stets kann dem Fahrzeugführer auch eine Information hinsichtlich angepasster Reifendrücke übermittelt werden.
Des Weiteren kann mittels der Weiterverarbeitungsfunktionalität eine Warnung ausgegeben werden, die den Fahrzeugführer
über eine Überschreitung festgelegter Laufstrecken des bzw. der Reifen beispielsweise aufgrund übermäßiger Stressung informiert. Dies kann unter Berücksichtigung der Historie des bzw. der Reifen, beispielsweise von Zeiten hoher thermischer und/oder mechanischer Belastungen, einer Laufstrecke, einer Druckhistorie oder dergleichen erfolgen. Auch kann auf diese Weise eine Restlaufstrecke errechnet und in einem Kombiinstrument bzw. einem Fahrzeugdisplay angezeigt werden.
Des Weiteren ist es durch Einsatz des Systems bzw. des Verfahrens nach der Erfindung möglich, weitere bauartbedingte Eigenschaften des an dem betreffenden Kraftf hrzeug eingesetzten Reifensystems abzufragen und zu kontrollieren, und zwar insbesondere hinsichtlich einer Erkennung einer Mischbereifung, eines Einsatzes verschiedener Bauarten, beispielsweise von Sommerreifen und Winterreifen, eines gleichzeitigen Einsatzes verschiedener Reifenfabrikate sowie hinsichtlich einer korrekten Laufrichtung, wodurch eine Überprüfung spezifischer Herstelleranforderungen an die Montage des betreffenden Reifens erfolgt .
Die Speicher- und Übertragungseinrichtung, die zur Speicherung der unveränderlichen reifenspezifischen Daten dient, die beispielsweise den Reifentyp und das Reifenherstellungsdatum umfassen, kann als passives System, das beispielsweise in Transpondertechnologie oder Chiptechnologie gefertigt ist, oder auch als aktives System ausgelegt sein, das auch den Reifenzustand während des Betriebs prüft und die Daten in regelmäßigen Abständen an die Empfangseinrichtung übergibt .
Bei Einsatz eines passiven Systems werden die unveränderlichen reifenspezifischen Daten vorzugsweise bei der Herstellung des jeweiligen Reifens dem entsprechenden Datenspeicher aufgespielt. Auf diesen Speicher können bei einer vorteilhaf-
ten Ausführung nach der Montage des Reifens an einem Kraftfahrzeug weitere Daten, beispielsweise in Form kundenspezifischer Startdaten, aufgeprägt werden, so dass beispielsweise bei einer entsprechenden Hardwarevoraussetzung eine eindeutige Zuordnung der Positionen der Reifen am Kraftfahrzeug möglich ist. Auch zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt ist es möglich, einem passiven System aktuelle Reifenzustandsdaten aufzuprägen, wobei die hierzu erforderliche Energie mittels eines Transponders oder dergleichen über eine geeignete Schnittstelle von dem betreffenden Kraftfahrzeug auf den bzw. die Reifen übertragen werden kann.
Wenn ein aktives System eingesetzt wird, erfolgt vorzugsweise in regelmäßigen Abständen eine aktive Übermittlung der reifenspezifischen Daten, die auch den Druck und die Temperatur des jeweiligen Reifens umfassen, an die die Empfangseinrichtung bzw. die Speicher- und Auswerteeinheit des Kraftfahrzeuges. Bei Einsatz einer Transpondertechnologie, d. h. bei Einsatz eines passiven Systems, werden die reifenspezifischen Daten mittels einer entsprechenden Abfrageeinrichtung aus der Speicher- und Übertragungseinrichtung ausgelesen.
Den verschiedenen Rädern des Kraftfahrzeuges ist vorzugsweise jeweils eine Kodierung zur Übertragung der reifenspezifischen Daten zugeordnet, so dass die fahrzeugseitige Speicher- und Steuereinheit die jeweiligen Daten den einzelnen Rädern in korrekter Weise zuordnen kann. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn das System eine zentrale Empfangseinrichtung umfasst, mittels der die reifenspezifischen Daten aller Reifen des Kraftfahrzeuges erfassbar sind. Bei Einsatz eines passiven Systems besteht die Kodierung beispielsweise aus einem Zahlenstring oder dergleichen. Bei Einsatz eines aktiven Systems besteht die Kodierung beispielsweise aus bestimmten, eindeutigen Sendefrequenzen oder auch PWM-Signalen.
Die Speicher- und Auswerteeinheit kann eine zentrale elektronische Steuereinheit des jeweiligen Kraftfahrzeuges sein, welche beispielsweise in Form eines Kombiinstruments oder einer zentralen Rechnereinheit unabhängig von dem System nach der Erfindung bei dem Kraftfahrzeug vorhanden ist. Die reifenspezifischen Daten können in der Speicher- und Auswerteeinheit abgelegt und verarbeitet werden und anschließend beispielsweise über eine Vollvernetzung, welche bei Kraftfahrzeugen häufig vorhanden ist, der Weiterverarbeitungsfunktionalität, die Bestandteil eines Fahrdynamiksystems sein kann, zur Verfügung gestellt werden. Dadurch kann eine optimale, reifenspezifische Anpassung der Fahrdynamiksysteme erzielt werden. Hierzu ist es natürlich erforderlich, dass in Steuergeräten des Fahrdynamiksystems entsprechende Kennfelder abgelegt sind.
Die Speicher- und Übertragungseinrichtungen der einzelnen Räder eines Kraft ahrzeugs können entweder mit einer gemeinsamen fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung oder jeweils mit einer separaten, vorzugsweise im jeweils zugeordneten Radhaus angeordneten Empfangseinrichtung zusammenwirken.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel des Systems nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .
Die einzige Figur zeigt in stark schematisierter Weise ein erfindungsgemäßes System bei einem Kraftfahrzeug.
In der Figur ist prinziphaft ein als Personenkraftwagen ausgebildetes Kraftfahrzeug 10 dargestellt, das mit einem System zur Erkennung und/oder Überwachung seiner Räder, insbesondere seiner Reifen 11, 12, 13 und 14, ausgestattet ist. Dieses System umfasst für jeden der Reifen 11 bis 14 eine Speicherund Übertragungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18, die in den jeweiligen Reifen einvulkanisiert ist und auf der Kenndaten des jeweiligen Reifens 11, 12, 13 bzw. 14 abgelegt sind, die die Reifenart, die Reifendimension, die Bauart des Reifens, den Reifenhersteller, die Geschwindigkeitsklasse des Reifens, die Tragfähigkeitsklasse des Reifens, die Profilart des Reifens, die Eigenschaften des Reifenmaterials, das Herstellungsdatum des Reifens sowie das Haltbarkeitsdatum des Reifens umfassen. Die Speicher- und Übertragungseinrichtung ist in Transpondertechnologie ausgelegt. Die über die Laufzeit des Reifens 11, 12, 13 bzw. 14 unveränderbaren Kenndaten sind der jeweiligen Speicher- und Übertragungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 bei der Reifenherstellung mittels einer entsprechenden Übertragungseinrichtung aufgeprägt .
Die Speicher- und Übertragungseinrichtungen 15 bis 18 der Reifen 11 bis 14 wirken jeweils mit einer hier nicht näher dargestellten Druck- und Temperaturmesseeinrichtung für den jeweiligen Reifen zusammen.
Die Druck- und die Temperaturwerte eines Reifens 11, 12, 13 bzw. 14 sowie die Kenndaten dieses Reifens bilden jeweils zusammen einen Satz reifenspezifischer Daten.
Zur Nutzung der reifenspezifischen Daten wirken die Speicherund Übertragungseinrichtungen 15 bis 18 mit einer Empfangseinrichtung 19 zusammen, mittels der die reifenspezifischen Daten der einzelnen Reifen 11 bis 14 gemeinsam eingelesen werden können.
Die Empfangseinrichtung 19 ist mit einer Speicher- und Aus- werteeinheit 20 verbunden, in welcher die von den einzelnen Rädern 11 bis 14 empfangenen reifenspezifischen Daten ablegbar sind. Zur Weiterverarbeitung stellt die Speicher- und Auswerteeinheit 20 die reifenspezifischen Daten einer mit einer Weiterverarbeitungsfunktionalität versehenen Weiterverarbeitungseinrichtung 21 zur Verfügung. Die Weiterverarbeitungseinrichtung 21 umfasst eine Fahrstabilitätsfunktionali- tät 22 , die mit einem Display 24 verbunden ist, das Bestandteil eines Kombiinstruments ist, das in ein Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges 10 integriert ist.