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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reifendruckregelung bei einem
Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Abhängig von
der Fahrsituation und den Fahrbedingungen sind bei einem Kraftfahrzeug
mit einem gasbefüllten
Reifen unterschiedliche Reifendrücke
erforderlich. Insbesondere hängt
der optimale Reifendruck ab von der Fahrzeugbeladung, von der Fahrbahnbeschaffenheit,
von der Witterung, von der Außentemperatur
und von dem gewünschten
Fahrverhalten des Fahrzeugs.
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Für Kraftfahrzeuge
mit sehr unterschiedlichen Einsatzbereichen, wie beispielsweise
für landwirtschaftliche
Kraftfahrzeuge oder Baufahrzeuge, sind Reifendruckregeleinrichtungen
bekannt.
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Aus
der
DE 10 2004
051 197 A1 ist für
ein Fahrzeug mit wechselndem Einsatzprofil eine einsatzbedingungsabhängige Anpassung
des Reifendrucks mittels einer Reifendruckregelanlage bekannt. Zur
permanenten Überwachung
und Regelung des Reifendrucks wird mittels einer Reifendruckregeleinrichtung,
welche einen Drucksensor umfasst, der Reifendruck erfasst und mit
einem Soll- oder Referenzwert verglichen. Hierbei entspricht der
Sollwert dem optimalen gewünschten
Reifendruck für
den verwendeten Reifen bei einem bestimmten Anwendungsprofil, wie
beispielsweise einem Einsatz auf der Straße oder einem Einsatz Abseits
der Straße
im Gelände.
In einer Reifendrucktabelle wird für verschiedene Reifentypen
ein temperaturabhängiger
optimaler Druckwert angegeben. Unterschreitet der gemessene Reifendruck
den Sollwert, so wird der Reifen aufgepumpt bis der Reifendruck
den Sollwert erreicht. Hierbei ist es nicht erforderlich, die Regelung des
Reifendrucks besonders schnell vorzunehmen, da der Wechsel der Umgebungsbedingungen
ein langsam veränderlicher
Vorgang ist. Somit ist es ausreichend bei einem Wechsel des Untergrunds
von einer befestigten Fahrbahn auf unbefestigten Untergrund im Gelände innerhalb
eines Zeitraums von mehreren Sekunden oder eventuell sogar bis in
den Bereich von Minuten den Reifendruck an die geänderten
Bedingungen anzupassen.
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Auch
aus der
DE 299 02
733 U1 ist eine Vorrichtung zur Beeinflussung von Reifeneigenschaften bekannt.
Mittels dieser Vorrichtung wird der Luftdruck in den Reifen während der
Fahrt geändert,
um die Reifen einer sich wandelnden Anforderung anzupassen. Diese
wandelnde Anforderung ergibt sich beispielsweise aus dem Wechseleinsatz
des Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch die Änderung des Fahruntergrunds
von einer asphaltierten Straße
auf einen unbefestigten Feldwegweg oder ins freie Gelände. Die
Verwendung einer solchen Vorrichtung ist besonders vorteilhaft für die Verwendung
in landwirtschaftlichen Fahrzeugen.
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Zusätzlich zu
den genannten Reifendruckregelanlagen sind Systeme zur Reifendrucküberwachung
bekannt, bei welchen unterschiedliche ergänzende Parameter in die Bestimmung
der Sollwerte für die
Reifendrücke
eingehen.
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Beispielsweise
ist aus der
DE 40 99
540 A1 ein Verfahren und ein System zur Überwachung
des Luftdrucks in einem Kraftfahrzeugreifen bekannt, bei welchem
der Grenzwert des Luftdrucks in Abhängigkeit der Reifentemperatur,
der Beladung des Fahrzeugs, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Betriebszeit,
der Bremsbetätigung,
des Schräglaufwinkes, der
Radgeschwindigkeit des Sturzwinkels, der Reifentemperatur, der Außentemperatur
und weiterer Parameter variiert wird.
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Eine
weitere Vorrichtung zur Überwachung des
Reifendrucks ist aus der
DE
100 07 558 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird der
Reifensolldruck unter Berücksichtigung
unterschiedlicher Informationen, wie beispielsweise der Felgentemperatur, der
Walkleistung, der Gierrate oder einer Beschleunigung des Fahrzeugs
ermittelt.
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Diese
Reifendruckwarneinrichtungen haben den Zweck, eine länger andauernde
Benutzung eines Reifens mit einem unpassenden Reifenfülldruck zu
verhindern. Hierzu wird bei einer länger andauernden falschen Befüllung des
Reifens ein Warnhinweis an den Fahrer ausgegeben. Dieser Warnhinweis
informiert den Fahrer darüber,
dass er bei nächster Möglichkeit,
z.B. an der nächsten
Tankstelle den Befülldruck
des Reifens korrigiert.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein
verbessertes Verfahren zur Reifendruckregelung bei einem Kraftfahrzeug
mit einem gasbefüllten
Reifen anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zur Reifendruckregelung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1.
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Insbesondere
wird durch das erfindungsgemäße Verfahren
zur Reifendruckregelung ermöglicht, den
Kraftstoffverbrauch zu verringern, den Reifenverschleiß zu vermindern,
die Geräuschemission
zu vermindern, in kritischen Situationen den Bremsweg zu reduzieren
sowie die Traktion des Fahrzeugs zu erhöhen und die Sicherheit für die Insassen
des Fahrzeugs zu verbessern.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
und Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
dient zur Reifendruckregelung bei einem Kraftfahrzeug mit einem
gasbefüllten
Reifen, dessen Reifenlaufeigenschaften von dessen Reifenfülldruck
abhängen.
Von einer Steuereinheit wird ein Reifensolldruck vorgegeben. Von
einer Reifendruckerfassungsvorrichtung wird ein Reifenistdruck erfasst
und von einer Reifendruckänderungsvorrichtung
wird der Reifendruck in Richtung des Solldrucks verändert, falls
eine vorgebbare Abweichung des Istdrucks vom Solldruck ermittelt
wird. Von einer Fahrsituationserfassungsvorrichtung wird ein Fahrsituationsparameter
erfasst. Der Solldruck wird von der Steuereinheit in Abhängigkeit des
erfassten Fahrsituationsparameters vorgegeben.
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In
einem Standardbetrieb des Fahrzeugs wird als Solldruck ein über dem
für einen
Betrieb eines nicht druckgeregelten Reifens üblichen mittleren Universaldruck
liegender Druck vorgegeben. Hierdurch werden die Fahreigenschaften
im Standardbetrieb des Fahrzeugs auf vorgebbare Wunschfahreigenschaften
hin optimiert, insbesondere wird das Fahrverhalten auf ein ökonomisches
Fahrverhalten hin verbessert. Der Kraftstoffverbrauch sowie der Reifenverschleiß des Fahrzeugs
wird hierdurch verringert.
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Als
Fahrsituationsparameter wird insbesondere eine Gefahrenssituation
erfasst. Bei einem Vorliegen der Gefahrenssituation wird der Solldruck
abgesenkt. Hierdurch kann auf einfache und schnelle Weise der Solldruck
von einem ökonomisch
optimierten Reifendruck auf einen zu Sicherheitszwecken optimierten
Reifendruck geändert
werden. Bei diesem auf einen entsprechenden Druckwert abgesenktem Reifendruck
weist der Reifen eine besonders hohe, insbesondere eine maximale
Haftung auf, so dass die von dem Reifen maximal übertragbaren Längs- und
Querführungskräfte besonders
hoch sind. Dies erhöht
die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs in kritischen Situationen und
erhöht
die Fahrsicherheit situationsangepasst. Eine Kombination eines unter ökonomischen
Gesichtspunkten optimierter Reifendruck kann hierdurch mit einer
Erhöhung
der Fahrsicherheit verbunden werden.
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In
einer Ausgestaltung des Verfahrens wird als Fahrsituationsparameter
eine Längs-
oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs oder ein Bremseingriff erfasst.
Bei Vorliegen einer kritischen Längs- oder
Querbeschleunigung oder eines kritischen Bremseingriffs wird der
Solldruck abgesenkt. Hierdurch wird die Traktion des Reifens und
somit die Fahrsicherheit des Fahrzeugs erhöht. Eine kritische Längs- oder
Querbeschleunigung oder ein kritischer Bremseingriff liegen insbesondere
dann vor, wenn die Längs-
oder Querbeschleunigung über
einem vorgebbaren Längs-
oder Querbeschleunigungsschwellwert liegen oder der Bremseingriff
zu einem vorgebbaren Bremsdruck führt. Der Wert des abgesenkten
Solldrucks wird insbesondere in Abhängigkeit von der Art der Gefahrensituation
ermittelt.
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Der
Fahrsituationsparameter wird insbesondere von einer im Fahrzeug
vorhandenen Vorrichtung wie einem Antiblockiersystem, einem Fahrdynamikregelsystem,
einem aktiven Fahrsicherheitssystem oder einer zu einem dieser Systeme
zugeordneten Sensorvorrichtung ermittelt.
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Zur
Ermittlung des Solldrucks durch die Steuereinheit wird zusätzlich zu
dem Fahrsituationsparameter ein Fahrwunschparameter herangezogen, um
die Reifeneigenschaften im Standardbetrieb des Fahrzeugs einem Wunschfahrverhalten
anzupassen. Beispielsweise kann bei Vorliegen eines entsprechenden
Fahrwunschparameters „Komfort" der Reifendruck
so vorgewählt
werden, dass das Reifenabrollverhalten ein besonders komfortables
und dämpfungsoptimiertes
Fahren ermöglicht.
Bei Vorliegen eines entsprechenden Fahrwunschparameters „Sport" wird der Reifendruck
so vorgegeben, dass die Traktion, die Haftung des Reifens und seine
maximal möglichen
Längs-
und Querführungskräfte bereits
im Normalfahrbetrieb erhöht
sind, wobei auch ein höherer Kraftstoffverbrauch,
ein höherer
Verschleiß oder
ein verminderter Komfort in Kauf genommen werden.
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Zur
Vorgabe des gewünschten
Reifendrucks wird der Fahrwunschparameter von einer Fahrtprofilauswerteeinheit
unter Heranziehen einer Fahrtprofilgröße ermittelt. Insbesondere
wird als Fahrtprofilgröße ein Witterungsparameter,
ein Fahrbahnparameter, ein Beladungsparameter oder eine Fahrervorgabe
erfasst und zur Ermittlung des Wunschfahrverhaltens herangezogen.
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Zur
Optimierung des Fahrverhaltens erfolgt bevorzugt an jedem zum Tragen
des Fahrzeugs aktiv in Benutzung befindlichen Rad des Kraftfahrzeugs eine
radpositionsspezifische und situationsabhängige Reifendruckregelung.
Insbesondere wird nach einer Solldruckabsenkung durch die Steuereinheit
eine Istdruckabsenkung durch die Reifendruckregelanlage innerhalb
eines Zeitraums von wenigen hundert Millisekunden durchgeführt, so
dass bei einer ermittelten Gefahrensituation beispielsweise aus
dem Komfort- oder dem Ökonomie-Modus
sehr schnell in den Sicherheitsmodus gewechselt werden kann.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben.
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Es
zeigt die
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1 Ein
Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Reifendruckregelung bei einem Kraftfahrzeug.
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Hierbei
wird in Schritt 1 der Istdruck eines Reifens erfasst. Dies
erfolgt bevorzugt mittels eines direkt messenden Reifendruckkontrollsystems,
welches den Reifendruck in jedem Reifen aktiv erfasst und an eine
zentrale Steuereinheit übermittelt.
Das Reifendruckkontrollsystem kann Bestandteil der Reifendruckregelanlage
sein.
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In
Schritt 2 wird ein Fahrsituationsparameter mittels einer
Fahrsituationserfassungseinheit erfasst. Die Fahrsituationserfassungseinheit
kann eine für
die Reifendruckregelanlage vorgesehene Einheit sein. Alternativ
kann eine im Fahrzeug zu anderen Zwecken vorhandene Sensorvorrichtung
oder eine Vorrichtung wie ein Antiblockiersystem, ein Fahrdynamikregelsystem,
ein aktives Fahrsicherheitssystem als Fahrsituationserfassungseinheit
vorgesehen sein.
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Die
Schritte 1 und 2 können sowohl seriell nacheinander
als auch parallel oder zeitlich entkoppelt und unabhängig voneinander
durchgeführt
werden.
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Unter
Heranziehen des erfassten Fahrsituationsparameters wird mittels
einer Solldruckermittlungseinheit in Schritt 3 ein dynamischer
Solldruck ermittelt. Dieser ermittelte Solldruck hängt insbesondere
von einem vorgebbaren Fahrerwunschverhalten, z.B. „Sport", „Ökonomie" oder „Komfort" ab.
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In
Schritt 4 wird unter Heranziehen des Istdrucks sowie des
dynamischen Solldrucks eine dynamische Regelung des Reifendrucks
durchgeführt. Insbesondere
erfolgt ein Sollwert-Istwert-Vergleich, wobei
bei einer über
einem vorgebbaren Schwellwert für
die Abweichung zwischen Sollwert und Istwert eine Reifendruckregelung
erfolgt, indem der Istdruck in Richtung des Solldrucks hin verändert wird.