DE102013219849A1

DE102013219849A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen

Info

Publication number: DE102013219849A1
Application number: DE102013219849.3A
Authority: DE
Inventors: Jens Graf; Milen Kourtev
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2015-04-02
Also published as: US20150091720A1; US9796220B2; US10086662B2; US20180015792A1

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen umfasst eine Eingangseinrichtung (3), die ausgebildet ist, um ein erstes Temperatursignal (5), das eine Information über eine erste Temperatur aufweist, ein zweites Temperatursignal (7), das eine Information über eine zweite Temperatur aufweist, und ein Drucksignal (9), das eine Information über einen Druck des Reifens aufweist, zu empfangen. Ferner umfasst die Vorrichtung (1) einen Prozessor (11), der ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einem Vergleich der Information über die erste Temperatur und der Information über die zweite Temperatur die Information über den Druck des Reifens auszuwerten. Der Prozessor (11) ist ebenfalls ausgebildet, um basierend auf der Auswertung der Information über den Druck des Reifens ein Auswertesignal (13) zu erzeugen, das eine Information über eine Druckveränderung in dem Reifen aufweist. Die Vorrichtung umfasst auch eine Ausgangseinrichtung (15), die ausgebildet ist, um das Auswertesignal (11) bereitzustellen.

Description

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Aus unterschiedlichen Gründen kann es wünschenswert sein, einen Druck eines Reifens zu überprüfen. Dazu kann beispielsweise eine Druckveränderung in einem Reifen detektiert werden. Druckveränderungen in einem Reifen können beispielsweise durch sogenannte langsame Leckage auftreten. Über einen relativ langen Zeitraum kann dann, evtl. für einen Fahrer unbemerkt, ein relativ geringer Anteil an Luft austreten. Diese langsame Leckage bzw. das Betreiben des Reifens bei einem nicht optimalen Druck des Reifens führt meist nicht direkt zu einem Platten oder einem Funktionsversagens des Reifens, kann jedoch unter Umständen die Betriebssicherheit, die Haltbarkeit, die Abriebsbeständigkeit, den Kraftstoffverbrauch, den Fahrkomfort und/oder eine Fahrleistung negativ beeinflussen.
Zur Überwachung des Drucks eines Reifens sind beispielsweise Systeme bekannt, die den Druck an zwei Reifen einer Achse, beispielsweise eines LKWs, messen und miteinander vergleichen. Dadurch kann beispielsweise eine an beiden Reifen gleichzeitig und gleichwertig auftretende Druckveränderung nicht festgestellt werden kann.
Es besteht daher ein Bedarf daran, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen zu verbessern.
Diesem Bedarf tragen eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen Rechnung.
Ausführungsbeispiele betreffen eine Vorrichtung zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen. Die Vorrichtung umfasst eine Eingangseinrichtung, die ausgebildet ist, um ein erstes Temperatursignal, das eine Information über eine erste Temperatur aufweist, zu empfangen. Ferner ist die Eingangseinrichtung ausgebildet, ein zweites Temperatursignal, das eine Information über eine zweite Temperatur aufweist, zu empfangen. Die Eingangseinrichtung ist ebenfalls ausgebildet, ein Drucksignal, das eine Information über einen Druck des Reifens aufweist, zu empfangen. Die Vorrichtung umfasst auch einen Prozessor. Dieser ist ausgebildet, um in Abhängigkeit von einem Vergleich der Information über die erste Temperatur und der Information über die zweite Temperatur die Information über den Druck des Reifens aufzuwerten. Basierend auf dieser Auswertung der Information über den Druck des Reifens erzeugt der Prozessor ein Auswertesignal. Das Auswertesignal weist eine Information über eine Druckveränderung in dem Reifen auf. Die Vorrichtung umfasst auch eine Ausgangseinrichtung. Die Ausgangseinrichtung ist ausgebildet, das Auswertesignal bereitzustellen oder auszugeben.
Dadurch, dass die Information über den Druck des Reifens in Abhängigkeit eines Vergleichs der Information über die erste Temperatur und die Information über die zweite Temperatur erfolgt, kann ggf. eine verbesserte Vorrichtung zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen bereitgestellt werden. Dies ist beispielsweise möglich, weil so weitere Einflüsse auf den Druck, wie beispielsweise eine Temperatur oder ein Betriebszustand des Reifens bei der Auswertung des Drucks berücksichtigt werden können. Die Temperatur eines Reifens, bzw. die Temperatur eines Mediums in einem Reifen kann beispielsweise durch systeminterne und/oder systemexterne Faktoren beeinflusst werden. Dabei können systeminterne Faktoren beispielsweise eine Wärmeentwicklung durch Bremsen oder Walken, das durch das Abrollen des Reifens auftreten kann, sein. Ein Beispiel für einen systemexternen Faktor kann beispielsweise eine Umgebungstemperatur ein.
Mit anderen Worten ausgedrückt, kann mit der Vorrichtung bzw. einem System, welches die Vorrichtung umfasst, ggf. ermöglicht werden, dass eine sogenannte langsame Leckage oder eine geringe Druckveränderung eines Reifens detektiert werden kann, weil andere Faktoren, die zu einer Druckveränderung, die nicht durch eine Leckage verursacht wird, berücksichtigt werden können. Beispielsweise kann als Folge der Detektion ein Benutzer oder ein Fahrer über den Zustand des Reifens informiert werden. Es kann also beispielsweise eine Warnung an einen Fahrer ausgegeben werden. Die Ausgabe einer solchen Warnung kann beispielsweise in einem Fahrzeug-Cockpit erfolgen.
Der Druck (Innendruck) in einem Bauteil, beispielsweise dem Reifen bzw. eines Mediums in dem Bauteil kann dabei ein Überdruck gegenüber einem Umgebungsdruck eines Mediums sein, das das Bauteil umgibt. Das Medium in dem Bauteile oder dem Reifen kann jedwedes Fluid, beispielsweise ein Gas, Luft, Autogas, Flüssigkeit, etc. sein.
Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen ist ein Prozessor ausgebildet, um das Drucksignal auszuwerten, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur kleiner ist als ein vordefinierter Grenzwert. So kann beispielsweise ermöglicht werden, dass sich der Reifen in einem sogenannten optimalen Messzustand, zur Messung eines Drucks des Reifen, befindet. Dieser optimale Messzustand kann beispielsweise ein kalter oder nahe eines kalten Zustandes des Reifens sein. Der Reifen oder das Medium kann also in einem optimalen Messzustand beispielsweise eine Umgebungstemperatur aufweisen. Die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 0°, 1°, 2°, 3°, 4° oder 5° liegen. Unter Umständen kann aus der Temperaturdifferenz geschlossen werden, dass die Reifentemperatur nahe oder ähnlich zu einer Umgebungstemperatur ist und dass sich der Reifen in einen sogenannten optimalen Messzustand befindet, weil der Reifendruck (z.B. Luftdruck) nicht durch eine erhöhte Temperatur, die der Reifen im Vergleich zur Umgebungstemperatur aufweist, erhöht ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann so beispielsweise ermöglicht werden, dass mit der Druckmessung erst begonnen wird, wenn der Reifen abgekühlt ist.
Beispielsweise kann der Prozessor ausgebildet sein, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Information über eine Aufforderung für einen Drucksensor enthält, eine Druckmessung durchzuführen, wenn der Vergleich der ersten Temperatur mit der zweiten Temperatur ergibt, dass beide innerhalb des vordefinierten Grenzwertes liegen oder im Wesentlichen gleich groß sind. Die Ausgangseinrichtung kann ausgebildet sein, um dieses Ausgangssignal mit der Information über die Aufforderung eine Druckmessung durchzuführen, auszugeben. Als Folge kann die Eingangseinrichtung ein entsprechendes Drucksignal, beispielsweise von einem Drucksensor empfangen. Ergänzend oder alternativ kann die Ausgangseinrichtung ausgebildet sein, um das Ausgangssignal mit der Aufforderung ein Drucksignal zu empfangen, an die Eingangseinrichtung bereitzustellen. Daraufhin kann die Ausgangseinrichtung beispielsweise das Drucksignal empfangen.
Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen ist die Eingangseinrichtung ausgebildet, um ein Zustandssignal, das eine Information über einen Stillstand des Reifens aufweist, zu empfangen. Der Prozessor kann ausgebildet sein, um das Drucksignal auszuwerten, wenn das Zustandssignal einen Stillstand des Reifens anzeigt. Ferner kann die Eingangseinrichtung ausgebildet sein, das Drucksignal nach einem vorbestimmten Zeitintervall, ab dem Empfangen des Zustandssignals, zu empfangen. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass mit der Druckmessung erst begonnen wird, wenn der Reifen steht und sich ggf. abgekühlt hat. Dadurch, dass die Druckmessung in einem Stillstand des Reifens stattfinden kann, kann beispielsweise ermöglicht werden, dass definierte Temperatur- und/oder Druckmessbedingungen geschaffen werden. Beispielsweise kann so ggf. ein Einfluss auf die Druck- und/oder Temperaturmessung durch Bremsen, stoßartige Belastungen, Stoßbeanspruchung, das Auftreten von unsymmetrischen Lasten, undefinierten Beladesituationen, beispielsweise durch Verrutschen von Ladungen während der Fahrt oder das ungleichmäßige Beanspruchen eines Reifens einer Achse während einer Kurvenfahrt zumindest reduziert oder sogar ausgeschlossen werden. Ferner kann so ggf. ermöglicht werden, dass eine Leckage im Stillstand detektiert werden kann und nicht erst während der Fahrt oder dem Betreib des Reifens. Eine Warnung kann ggf. deshalb bei Fahrtantritt an einen Fahrer ausgegeben werden. Beispielsweise kann eine Warnung erscheinen, wenn ein Fahrzeug gestartet wird. Dadurch, dass die Druck- und Temperaturmessung in einem Fahrzeugstillstand ausgeführt wird, kann beispielsweise eine Warnung oder eine Information über eine Druck-veränderung des Reifens generiert werden, beispielsweise in einem Instandhaltungssystem (z.B. TPMS-System). Dies kann beispielsweise auch möglich sein, wenn ggf. eine Reifenlufttemperatur in einem Fahrzustand nicht bekannt ist.
Ferner kann durch das Abwarten des Zeitintervalls bevor mit der Messung begonnen wird, beispielsweise auch ermöglicht werden, dass der Reifen eine ausreichende Zeit zum Abkühlen hat. Beispielsweise kann ein Zeitintervall, in dem ein Reifen bis auf eine Umgebungstemperatur abkühlen kann ca. eine halbe Stunde sein. Beispielsweise kann bei einer Doppelbereifung ein Zeitintervall, das einen Reifen benötigt, um auf eine Umgebungstemperatur abzukühlen, ca. eine Stunde sein. Mit anderen Worten ausgedrückt, findet die Druckmessung in einem Stillstand des Reifens bzw. eines Fahrzeuges statt. Ferner findet die Druckmessung erst nach einem Zeitintervall ab Stillstand statt, das ggf. lang genug ist, um ein Abkühlen des Reifens auf eine oder nahe an eine Umgebungstemperatur zu ermöglichen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen erfolgt die Messung des Drucks bzw. der Empfang des Drucksignals erst nach dem vorbestimmten Zeitintervall und wenn die Temperaturdifferenz zwischen der ersten und zweiten Temperatur in bestimmten Grenzen liegt. Dadurch kann beispielsweise mit erhöhter Sicherheit davon ausgegangen werden, dass der Reifen sich in einem Zustand befindet, der eine genaue Messung ermöglicht. Messfehler, die beispielsweise durch direkte Sonneneinstrahlung auf den Umgebungstemperatursensor auftreten können, können dadurch ggf. reduziert werden. Da so ggf. Messfehler und Einflussfaktoren zumindest reduziert oder sogar ausgeschlossen werden können, können so auch geringe Druckveränderungen sicher detektiert werden.
Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen kann die Messung der ersten Temperatur und die Messung der zweiten Temperatur bzw. der Empfang des ersten Temperatursignals und der Empfang des zweiten Temperatursignals erst stattfinden, wenn die Eingangseinrichtung ein Zustandssignal empfangen hat, das eine Information über einen Stillstand des Reifens aufweist. So kann beispielsweise sichergestellt werden, dass die Temperaturmessung nur im Stillstand des Reifens erfolgt und keine weitere Erwärmung des Reifens, beispielsweise durch Bremsen oder Walken, zu erwarten ist.
Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung einen Drucksensor. Der Drucksensor kann ausgebildet sein, um das Drucksignal zu erzeugen. Der Drucksensor kann beispielsweise in dem Reifen angeordnet sein. Dabei kann ein Bereich in dem Reifen ein Bereich sein, in dem der Druck gegenüber einem Umgebungsdruck erhöht ist. Beispielsweise kann der Drucksensor an einem Ventil des Reifens angeordnet sein, sodass er den Innendruck des Reifens messen kann. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann die Empfangseinrichtung ausgebildet sein, um ein Drucksignal zu empfangen, das von einem Drucksensor, der in dem Reifen angeordnet ist, erzeugt wird. Dadurch, dass der Drucksensor an einem Ventil des Reifens angeordnet sein kann, kann ggf. ermöglicht werden, dass eine Montage des Drucksensors vereinfacht werden kann. Ferner kann ggf. ermöglicht werden, dass der Drucksensor im Gegensatz zu einem Drucksensor, der in einem Bereich des Reifens angeordnet ist, geringeren Belastungen ausgesetzt ist. Dies kann ggf. zu einer längeren Haltbarkeit des Drucksensors führen.
Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen werden das erste Temperatursignal und das zweite Temperatursignal von unterschiedlichen Sensoren erzeugt bzw. bereitgestellt. So kann ggf. sichergestellt werden, dass tatsächlich eine Reifentemperatur und ein Umgebungstemperatur miteinander verglichen werden. Dabei kann eine Reifentemperatur beispielsweise auch eine Temperatur in einem Innenraum des Reifens bzw. eine Temperatur des Mediums in dem Reifen sein. Beispielsweise kann das zweite Temperatursignal von einer Fahrzeugsteuerung bereitgestellt werden. Dadurch kann beispielsweise ermöglicht werden, dass die Vorrichtung nur einen eigenen Temperatursensor aufweist.
Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung einen Temperatursensor, beispielsweise eine ersten Temperatursensor. Der erste Temperatursensor kann ausgebildet sein, um das erste Temperatursignal zu erzeugen. Der Temperatursensor kann an dem Reifen angeordnet sein. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der Temperatursensor so angeordnet, dass er die Temperatur des Mediums in dem Reifen bestimmen kann. Beispielsweise ist der Temperatursensor so angeordnet, dass er die Temperatur des Mediums bestimmten kann, das sich in einem Bereich befindet, indem ein Druck gegenüber einem Druck außerhalb des Reifens erhöht ist. Beispielsweise kann der Temperatursensor mit dem Medium thermisch verbunden sein. Beispielsweise kann das Ventil diese thermische Verbindung bewirken. Beispielsweise kann der Temperatursensor an oder außerhalb einem Ventil des Reifens angeordnet sein. Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen kann der Temperatursensor gemeinsam mit dem Drucksensor als eine Einheit ausgebildet sein. Dadurch kann ggf. eine Montage vereinfacht werden, da beispielsweise weniger Bauteile oder sogar nur ein Bauteil an dem Reifen bzw. in dem Ventil montiert werden können. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann der Temperatursensor die Temperatur an dem Ventil messen, die von der Temperatur des Mediums in dem Reifen beeinflusst ist, sodass auf eine Temperatur des Mediums in dem Reifen geschlossen werden kann. Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung einen Temperatursensor, beispielsweise einen zweiten Temperatursensor auf. Der Temperatursensor kann ausgebildet sein, um das zweite Temperatursignal zu erzeugen. Beispielsweise kann der Temperatursensor außerhalb des Reifens angeordnet sein. Dabei kann ein äußerer Bereich des Reifens ein Bereich sein in dem der Druck des Mediums niedriger ist als in dem Reifen. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der Temperatursensor so angeordnet, dass er eine Umgebungstemperatur messen bzw. bestimmen kann. Ggf. kann eine Temperaturmessung des Temperatursensors von einer Temperatur in einem Innenraum des Reifens, in dem der Druck erhöht ist, nur um einen geringen Anteil, von ca. 10% beeinflusst werden. Beispielsweise kann der Temperatursensor an einer Felge des Reifens angeordnet sein. Der Temperatursensor kann beispielsweise an der Felge mittels zumindest einer der Radmuttern befestigt sein. Ggf. kann der Temperatursensor auf ein flächiges Bauteil aufgebracht sein (Blech), das mittels der Radmuttern an der Felge befestigt bzw. verschraubt sein kann. Dadurch, dass die Vorrichtung einen eigenen Temperatursensor umfassen kann, kann ggf. ermöglicht werden, dass die Detektion einer Druckveränderung auch möglich ist, wenn das Fahrzeug bzw. eine Fahrzeugsteuerung ausgeschalten ist und kein Temperatursignal zur Verfügung stellen kann. Mit anderen Worten ausgedrückt, können an dem Rad ein erster und ein zweiter Temperatursensor angeordnet sein. Diese können an unterschiedlichen Positionen an dem Rad angeordnet sein. Dabei kann der erste Temperatursensor ggf. eine Temperatur messen oder bestimmen, die möglichst stark von der Temperatur des Mediums in dem Reifen beeinflusst ist oder sogar die Temperatur des Mediums in dem Reifen ist. Ferner kann der zweite Temperatursensor beispielsweise eine Temperatur messen, die eine Umgebungstemperatur ist und möglichst wenig von einer Temperatur des Reifens oder der Bremse beeinflusst ist. Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen weist das erste Temperatursignal eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Informationen oder Messwerten zu einer ersten Temperatur auf. Die Informationen können jeweils durch ein Zeitintervallen voneinander beabstandet bereitgestellt werden. So kann ggf. ermöglicht werden, dass eine Mehrzahl von Messungen über einen bestimmten Zeitraum durchgeführt werden können. Ggf. kann auch das zweite Temperatursignal eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Informationen oder Messwerten zu der zweiten Temperatur aufweisen. Mit anderen Worten ausgedrückt, können Messwerten der ersten und der zweiten Temperatur zu mehreren Zeitpunkten erfasst werden. Es können also eine Mehrzahl von Messungen durchgeführt werden. Beispielsweise kann auch das Drucksignal eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Informationen zu einem Druck aufweisen. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann der Druck mehrfach, zu unterschiedlichen Zeitpunkten gemessen werden. Dadurch, dass mehrere aufeinanderfolgende Messungen von Druck- und Temperatur durchgeführt werden, kann durch den Vergleich eines Drucks zu einem ersten Zeitpunkt, mit einem Vergleich eines Drucks zu einem zweiten Zeitpunkt, eine Druckveränderung in dem Reifen festgestellt werden. Beispielsweise kann der Druck, die erste Temperatur und/oder die zweite Temperatur jeweils zu einem gemeinsamen Zeitpunkt gemessen werden. Dadurch kann beispielsweise festgestellt werden, bei welcher Temperatur der Druck gemessen wird.
Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen ist der Prozessor ausgebildet, um das Auswertesignal so zu erzeugen, dass es eine Information über einen normierten Druck umfasst. Beispielsweise ist der Druck gegenüber einer Information über die Temperatur, die zumindest eines der Temperatursignale zu einem im Wesentlichen gleichen Messzeitpunkt oder in demselben Zeitintervall umfasst, normiert. Mit anderen Worten ausgedrückt misst die Vorrichtung den Reifendruck und zusätzlich eine entsprechende Temperatur. Der gemessene Druck wird im Zusammenhang mit der gemessenen Temperatur in einen Referenzdruck zu einer Referenztemperatur umgerechnet bzw. normiert oder normalisiert. Da eine Mehrzahl von Druck- und Temperaturmessungen ausgeführt werden können, kann eine Druckänderung bei einem Vergleich von zwei unterschiedlichen Messwerten festgestellt werden. Ferner kann beispielsweise eine Interpolation aufgrund einer Mehrzahl von Messwerten durchgeführt werden. Das Ergebnis der Interpolation kann mit einer Grenze, beispielsweise einem Grenzwert für einen zulässigen Druckgradient (z.B. Druck) verglichen werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann eine Steigung der interpolierten Geraden beobachtet werden, wenn diese über einem bestimmten Grenzwert liegt, kann ein auf eine Leckage geschlossen werden. Wenn die Interpolation darauf schließen lässt, dass der Druck weiter und unter einem bestimmten Grenzwert abnehmen kann, kann daraus beispielsweise auf eine Leckage geschlossen werden. Als Folge kann beispielsweise eine entsprechende Warnung für einen Fahrer ausgeben werden.
Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zum Detektieren einer Druckveränderung eines Reifens. Bei dem Verfahren wird ein erstes Temperatursignal empfangen, das eine Information über eine erste Temperatur aufweist. Ferner wird bei dem Verfahren ein zweites Temperatursignal empfangen, dass eine Information über eine zweite Temperatur aufweist. Es wird ebenfalls ein Drucksignal empfangen, dass eine Information über einen Druck des Reifens aufweist. Anschließend wird die Information über die erste Temperatur mit der Information über die zweite Temperatur verglichen. In Abhängigkeit des Vergleichs wird die Information über den Druck des Reifens ausgewertet. Anschließend wird ein Auswertesignal erzeugt, dass eine Information über eine Druckveränderung in dem Reifen aufweist. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann beispielsweise festgestellt werden, ob für einen Reifen optimale Messbedingungen vorliegen. Dazu kann beispielsweise ein Reifendruck und eine erste Temperatur nahe des Reifens und eine zweite Temperatur außerhalb des Reifens bzw. eine Umgebungstemperatur gemessen werden. Der gemessene Druck kann in Abhängigkeit zu der mit dem Druck gemessenen Temperatur auf eine Referenztemperatur normiert werden. Beispielsweise kann die Referenztemperatur 25°C betragen. Der normierte Druck bzw. ein Wert für den normierten Druck kann beispielsweise in einer Speichereinheit, ggf. mit einem Zeitstempel gespeichert werden. Der gemessene Druckwert unter optimalen Messbedingungen kann beispielsweise ebenfalls in einer Speichereinheit gespeichert werden. Wenn eine ausreichende Anzahl von Messwerten vorhanden ist, kann die Vorrichtung ggf. eine Druckveränderung für eine bestimmte Zeit bestimmen. Das Ergebnis kann beispielsweise mit einem Grenzwert verglichen werden. Wenn beispielsweise eine zu erwartende Druckveränderung größer ist, als ein vorgegebener Grenzwert, kann ggf. eine entsprechende Warnung erfolgen, bzw. ein Signal ausgegeben werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf welche Ausführungsbeispiele jedoch nicht beschränkt sind, näher beschrieben.
So zeigen die Figuren schematisch die nachfolgenden Ansichten:
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen;
2 zeigt eine schematische Darstellung von gemessenen Druckwerten zu unterschiedlichen Zeitpunkten zur Detektion einer Druckveränderung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Diagramms eines Verfahrens zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen.
Eine Vorrichtung 1 umfasst eine Eingangseinrichtung 3. Die Eingangseinrichtung 3 ist ausgebildet, um ein erstes Temperatursignal 5, das eine Information über eine erste Temperatur aufweist, zu empfangen. Ferner ist die Eingangseinrichtung 3 ausgebildet, um ein zweites Temperatursignal 7, das eine Information über eine zweite Temperatur aufweist, zu empfangen. Die Eingangseinrichtung 3 ist ebenfalls ausgebildet, ein Drucksignal 9, das eine Information über einen Druck aufweist, zu empfangen. Ferner umfasst die Vorrichtung 1 einen Prozessor 11. Der Prozessor 11 ist ausgebildet, um in Abhängigkeit zu einem Vergleich der Information über die erste Temperatur und die Information über die zweite Temperatur, die Informationen über den Druck des Reifens auszuwerten. Basierend auf der Auswertung der Information über den Druck des Reifens wird eine Auswertesignal 13 erzeugt. Das Auswertesignal 13 weist eine Information über eine Druckveränderung in dem Reifen auf. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Ausgangseinrichtung 15. Die Ausgangseinrichtung 15 ist ausgebildet, das Auswertesignal 13 bereitzustellen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Diagramms, in dem Druckmesswerte gemäß einem Ausführungsbeispiel zur Detektion einer Druckveränderung gegenüber einer Zeit eingetragen sind.
Bei dem Diagramm der 2 sind entlang einer X-Achse 18 Zeitwerte in der Einheit h eingetragen. Entlang einer Y-Achse ist der Druck aufgetragen, in der Einheit bzw. mBar. Das Diagramm der 2 zeigt Messwerte die auftreten, wenn eine langsame Leckage, also eine Druckveränderung unter einem Grenzwert, vorliegt. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 beträgt eine Leckagerate bzw. eine Druckveränderung –25 mBar/h.
In dem Diagramm der 2 sind drei unterschiedliche Kurven eingezeichnet. Eine erste Kurve 16 umfasst acht Druckmesswerte 16-a bis 16-h. Dabei sind die Druckmesswerte 16-a bis 16-h zu unterschiedlichen Messzeitpunkten ermittelt worden. Die Druckmesswerte 16-a bis 16-h stellen die gemessen Werte ohne Streuung dar. Beispiel für einen Messwert kann sein y = –23.386x + 8601. Eine zweite Kurve umfasst acht Druckmesswerte 17-a bis 17-h, die mit einer Streuung bzw. mit Berücksichtigung der Streuung gegenüber der X-Achse 18 aufgetragen sind. Die Streuung kann sich ggf. aus dem Vorliegen von nicht idealen Messwerten, beispielsweise Sonnenstrahlen, Restwärme im Rad, etc. ergeben. Die Kurve 19 ergibt sich aus der Interpolation der Messwerte 17-a bis 17-h mit der Streuung.
Um die Messwerte für das Diagramm der 2 zu ermitteln, wurde zuerst eine optimale Messphase, bzw. optimale Messbedingungen ermittelt. Dazu kann gegebenenfalls ein Stillstand des Reifens und/oder eines Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise kann ein optimaler Messzustand, ab einem bestimmten Zeitintervall nach einem Stillstand des Fahrzeugs, vorliegen. Dieses Zeitintervall kann ggf. auch als Abkühlzeit (t_cool-down) bezeichnet werden. Ergänzend oder alternativ kann eine Reifentemperatur ermittelt werden, bzw. eine Temperatur des Mediums in dem Reifen, dessen Druck gemessen werden soll. Ferner kann beispielsweise mit einem weiteren Temperatursensor an dem Fahrzeug und/oder an dem Reifen eine Umgebungstemperatur ermittelt werden.
Nach der Messung des Drucks kann der gemessene Druckwert ggf. gegenüber der mit dem Druckwert gemessenen Temperatur normiert bzw. normalisiert werden. Dadurch kann ggf. ein Einfluss der Umgebungstemperatur (z.B. Tag und Nacht) auf die Messung minimiert werden. Die Normierung kann beispielsweise auf Basis der idealen Gasgleichung durchgeführt werden: PV = nRT wobei

P: Druck des Mediums im Reifen
V: Volumen des Mediums
T: Temperatur des Mediums
N: Teilchenzahl
R: Ideale Gaskonstante

Ein Druck P_t25 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der normierte Druck bei einer Temperatur von 25°C (298 K). P_MEAF ist der gemessene Druck bei der mit dem Druck gemessenen Temperatur T_MEAS. Für die folgenden Berechnungen kann beispielsweise von einem konstanten Reifenvolumen ausgegangen werden: P_T25 / P_MEAS = T₂₅ / T_MEAS daraus folgt, dass P_T25 = P_MEAS·T₂₅ / T_MEAS
Bei einem Ausführungsbeispiel kann beispielsweise gelten: P_MEAS = 8000mBar T_MEAS = 5°C
Für diese Ausführungsbeispiel ergibt sich ein normierter Druck von: P_T25 = 8000mBar·298K / 278K = 8575mBar
Um beispielsweise das Erzeugen von falschen Warnungen oder falschen Messwerten auf ein Minimum zu reduzieren, kann beispielsweise versucht werden, möglichst viele Messpunkte in einem Zeitintervall zu ermitteln. Beispielsweise können acht Messpunkte in einem Zeitintervall, das beispielsweise zwischen 20 und 50 Stunden, beispielsweise größer als 48 Stunden ist, ermittelt werden. Beispielsweise kann sich der Reifen für 20 Stunden in einem Stillstand befinden. Ggf. kann bei einer längeren Stillstandsphase des Reifens bzw. des Fahrzeugs die Messzeitpunkte in kürzeren Messintervallen ermittelt werden. Ein Zeitintervall zwischen den Messpunkten kann, muss aber nicht zwingend, konstant sein.
Nach dem Normieren der Druckmesswerte gegenüber der mit dem Druck gemessenen Temperatur des Mediums kann die Druckmesskurve beispielsweise interpoliert werden. Dazu kann beispielsweise ein Algorithmus für die Interpolation, beispielsweise die Methode der kleinsten Fehlerrate (Least Squares Estimation), herangezogen werden. Dieses Interpolationsverfahren kann ggf. dazu geeignet sein, eine Gerade durch die Messwerte 17-a bis 17-h zu legen und eine Weiterentwicklung des Drucks in dem Reifen abzuschätzen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ergibt sich so die Kurve 19.
Beispielsweise können die Druckmesswerte folgendermaßen verarbeitet bzw. interpoliert werden:
Druckmesswerte können beispielsweise sein: (P1, t1), (P2, t2) ... (Pn, tn)
Px ist der gemessene und normierte Druck
tx ist der Zeitpunkt der Messung
Das Ergebnis der Interpolation ist: P = P₀ + P₁·t Die Werte für P₀ und P₁ können über die folgende Gleichung erhalten werden: F(P₀, P₁) = [P1 – (P₀ + t1·P₁)]² + [P2 – (P₀ + t2·P₁)]² + ... + [Pn – (P₀ + tn·P₁)]²
Berechnen der Ableitungen δF/δP₀, δF/δP₁ und gleichsetzet der beiden Ableitungen mit Null ergeben ein System mit zwei Gleichungen, das für P₀ und P₁ gelöst werden kann. P₁ ist die Steigung der Druckkurve bzw. der Geraden 10.
Diese Parameter können ggf. mit einem Grenzwert Pls verglichen werden. Wenn gilt P₁ > Pls -> kann eine langsame Leckage (slow leakage) detektiert werden.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen.
Bei dem Verfahren der 3 wird ein erstes Temperatursignal empfangen 30. Ferner wird ein zweites Temperatursignal empfangen 32, das eine Information über eine zweite Temperatur aufweist. Ebenfalls wird ein Drucksignal empfangen 34, das eine Information über einen Druck des Reifens aufweist. Die Information über die erste Temperatur und die Information über die zweite Temperatur werden verglichen 36. In Abhängigkeit des Vergleichs 36 wird die Information über den Druck des Reifens ausgewertet 37. Ferner wird ein Auswertesignal erzeugt 38, das eine Information über eine Druckveränderung in dem Reifen aufweist. Diese Auswertesignal wird bereitgestellt 39.
Die Vorrichtung 1 oder das beschriebene Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel kann beispielsweise an einem oder einer Mehrzahl von Rädern eines LKWs oder Trucks eingesetzt werden. Alternativ kann die Vorrichtung 1 oder das Verfahren auch bei den Rädern eines anderen Fahrzeugs, beispielsweise einem KFZ, einem Anhänger, einem Baustellenfahrzeugen oder landwirtschaftlichen Arbeitsgeräten verwendet werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele sowie deren einzelne Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
3: Eingangseinrichtung
5: erstes Temperatursignal
7: zweites Temperatursignal
9: Drucksignal
11: Prozessor
13: Auswertesignal
15: Ausgangseinrichtung
16: Druckmesswert mit Streuung
17: Druckmesswert ohne Streuung
18: X-Achse
19: Gerade
20: Y-Achse
30: Empfangen erstes Temperatursignal
32: Empfangen zweites Temperatursignal
34: Empfangen Drucksignal
36: Vergleichen
37: Auswerten
38: Erzeugen eines Auswertesignals.
39: Berteistellen des Auswertesignals

Claims

Vorrichtung (1) zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen, mit folgenden Merkmalen: einer Eingangseinrichtung (3), die ausgebildet ist, um ein erstes Temperatursignal (5), das eine Information über eine erste Temperatur aufweist, ein zweites Temperatursignal (7), das eine Information über eine zweite Temperatur aufweist, und ein Drucksignal (9), das eine Information über einen Druck des Reifens aufweist, zu empfangen; einem Prozessor (11), der ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einem Vergleich der Information über die erste Temperatur und der Information über die zweite Temperatur die Information über den Druck des Reifens auszuwerten und basierend auf der Auswertung der Information über den Druck des Reifens ein Auswertesignal (13) zu erzeugen, das eine Information über eine Druckveränderung in dem Reifen aufweist; und eine Ausgangseinrichtung (15), die ausgebildet ist, um das Auswertesignal (11) bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (3) ausgebildet ist, um das Drucksignal (9) auszuwerten, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur kleiner ist, als ein vordefinierter Grenzwert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingangseinrichtung (3) ausgebildet ist, um ein Zustandssignal das eine Information über einen Stillstand des Reifens aufweist, zu empfangen, wobei der Prozessor ausgebildet ist, um das Drucksignal auszuwerten, wenn das Zustandssignal einen Stillstand des Reifens anzeigt, und die Eingangseinrichtung (3) ausgebildet ist, um das Drucksignal (9) nach dem Empfangen des Zustandssignals zu empfangen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prozessor ausgebildet ist, um das Drucksignal nach einem vorbestimmten Zeitintervall nach Anzeige des Stillstands des Reifens durch das Zustandssignal auszuwerten und die Eingangseinrichtung ausgebildet ist, um nach dem vorbestimmten Zeitintervall das Drucksignal zu empfangen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Drucksensor, der ausgebildet ist, um das Drucksignal (9) zu erzeugen, wobei der Drucksensor in dem Reifen angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Temperatursignal (5) und das zweite Temperatursignal (7) von unterschiedlichen Sensoren erzeugt werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Temperatursensor, der ausgebildet ist, um das erste Temperatursignal (5) zu erzeugen, wobei der erste Temperatursensor angeordnet ist, sodass eine Temperatur des Mediums in dem Reifen bestimmbar ist und/oder mit einem Temperatursensor, der ausgebildet ist, um das zweite Temperatursignal (7) zu erzeugen, wobei der zweite Temperatursensor so angeordnet ist, sodass eine Temperatur des Mediums außerhalb des Reifens bestimmbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Temperatursignal (5), das zweite Temperatursignal (7) oder das Drucksignal (9) eine Mehrzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Informationen zu einer ersten Temperatur, einer zweiten Temperatur oder einem Druck aufweist, wobei zwischen zwei aufeinander folgenden Informationen jeweils ein vorbestimmtes Zeitintervall liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (11) ausgebildet ist, das Auswertesignal (13) so zu erzeugen, dass es eine Information über einen normierten Druck umfasst, der gegenüber einer Temperatur, die zumindest eines der Temperatursignale (5, 7) in demselben Zeitintervall umfasst, auf einen Referenztemperaturwert normiert ist.
Verfahren zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen, mit folgenden Schritten: Empfangen (30) eines ersten Temperatursignals (5), das eine Information über eine erste Temperatur aufweist; Empfangen (32) eines zweiten Temperatursignals (7), das eine Information über eine zweite Temperatur aufweist; Empfangen (34) eines Drucksignals (9), das eine Information über einen Druck des Reifens aufweist; Vergleichen (36) der Information über die erste Temperatur und der Information über die zweite Temperatur; Auswerten (37) der Information über den Druck des Reifens in Abhängigkeit des Vergleichs; Erzeugen (38) eines Auswertesignals, das eine Information über eine Druckveränderung in dem Reifen aufweist; Bereitstellen (39) des Auswertesignals.