DE10036580A1

DE10036580A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung und/oder Fahrerinformation bei Reifendruckverlust

Info

Publication number: DE10036580A1
Application number: DE10036580A
Authority: DE
Inventors: Ian Faye
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: JP2002137658A; DE10036580B4; US6510375B2; US20020032513A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung und/oder Fahrerinformation bei Reifendruckverlust vorgeschlagen. Bei erkanntem Reifendruckverlust wird eine Grenzgeschwindigkeit vorgegeben, auf welche die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt wird. Die Grenzgeschwindigkeit ist dabei unabhängig von dem seit Auftreten des Druckverlustes zurückgelegten Wegstrecke bzw. der vergangenen Betriebszeit. Ferner wird bei erkanntem Reifendruckverlust die maximale Reichweite bzw. die maximale Betriebszeit des Fahrzeugs mit einem Reifen mit verringertem Luftdruck ermittelt und diese dem Fahrer angezeigt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung und/oder Fahrerinformation bei Reifen druckverlust.

Aus der DE-A 33 08 080 ist eine Vorgehensweise bekannt, bei welcher ein Zusammenhang zwischen dem in einem Fahrzeugrei fen herrschenden Reifendruck und der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben ist. Aus diesem vorgegebenen Zusammenhang wird für den jeweiligen Wert des Reifendrucks ein zulässiger Wert für die Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewählt. Wird die zulässige Fahrgeschwindigkeit überschritten, so wird der Fahrer durch ein optisches und/oder akustisches Signal in formiert und/oder in einem Ausführungsbeispiel über eine Fahrgeschwindigkeitsregelelektronik selbständig auf einen Fahrgeschwindigkeitsregler eingegriffen, der die Fahrzeugge schwindigkeit auf den zulässigen Wert reduziert.

Bei der bekannten Lösung wird nicht berücksichtigt, dass ein Reifen mit geringerem Druck eine verringerte Lebensdauer ge genüber einen Reifen mit vorgeschriebenem Luftdruck haben kann. Dies gilt auch für sogenannte "Run Flats", die u. a. ohne Luftdruck befahren werden können.

Zur Erkennung eines Reifendruckverlustes gibt es im Stand der Technik eine Vielzahl von Lösungen. Es ist bekannt, den Reifendruck direkt zu messen. Ferner sind Lösungen bekannt, bei denen auf eine direkte Messung des Reifendrucks verzich tet wird und ein Reifendruckverlust z. B. auf der Basis von Radgeschwindigkeitssignalen ermittelt wird (siehe z. B. DE-A 196 19 393 (US-Patent 5 712 616)).

Bei der bekannten Lösung wird nicht berücksichtigt, dass ein Reifen mit geringerem Druck eine verringerte Lebensdauer ge genüber einen Reifen mit vorgeschriebenem Luftdruck hat.

Vorteile der Erfindung

Durch die Ermittlung der maximalen Reichweite, die mit einem Reifen mit verringertem Luftdruck noch zurückgelegt werden kann, wird die verringerte Lebensdauer eines platten Reifens bzw. eines Reifens mit geringem Luftdruck bei der Steuerung des Fahrzeugs berücksichtigt. Vorteilhaft ist die Bestimmung der Reichweite in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindig keit.

Besonders vorteilhaft ist, dass eine automatische Begrenzung der Reichweite in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeugge schwindigkeit stattfindet, wodurch der Fahrzeugführer ge zwungen wird, den Reifen wechseln zu lassen bzw. auszupum pen. Auf diese Weise wird die allgemeine Weiterfahrt des Fahrzeugs mit zu geringem Reifendruck oder mit Plattfuß weitgehend begrenzt, so dass eine erhöhte Sicherheit auch für andere Verkehrsteilnehmer erreicht wird.

Besonders vorteilhaft ist alternativ oder ergänzend zur Be grenzung der Reichweite die Anzeige der maximalen Reichweite oder der Restreichweite beispielsweise über den Bordcompu ter. Dadurch wird es dem Fahrer ermöglicht, die Geschwindig keit des Fahrzeugs bei verringertem Reifendruck zu optimie ren.

In besonders vorteilhafter Weise wird zur Erkennung eines Reifendruckverlustes eine aus dem Stand der Technik bekannte Funktion eingesetzt, welche eine aufwendige Sensorik, insbe sondere eine direkte Messung des Reifendrucks, vermeidet.

Vorteilhaft ist ferner, dass bei erkanntem Reifendruckver lust eine Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit stattfin det, wobei zusätzlich eine Begrenzung der Reichweite er folgt, die abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Zur Reichweitenbegrenzung wird die Geschwin digkeit des Fahrzeugs zunehmend auf kleinere Werte redu ziert, wenn der seit Auftreten des Druckverlustes eine Weg strecke zurückgelegt wurde, die einer Grenzreichweite ent spricht, bis die Geschwindigkeit bei Erreichen der maximalen Reichweite den Wert 0 oder einen sehr kleinen Wert, der das Erreichen der nächsten Werkstatt erlaubt, erreicht hat.

In besonders vorteilhafter Weise hat auf diese Weise der Fahrer auch bei einem Reifendruckverlust unterhalb der Be grenzungsgeschwindigkeit die volle Kontrolle und Verantwor tung über das Fahrzeug.

Im Rahmen der vorstehenden wie auch der nachstehenden Be schreibung wird unter Reifendruckverlust jede Betriebssitua tion verstanden, in der der Luftdruck in einem Reifen einen Mindestdruck unterschreitet, unabhängig von der Art der Ab senkung oder der Ursache, etc. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei ein Übersichtsblockschaltbild zur Fahrzeugsteue rung und/oder Fahrerinformation, während in Fig. 2 anhand eines Diagramms ein vorgegebener Zusammenhang zwischen Ge schwindigkeit und Reichweite des Fahrzeugs aufgetragen ist. In Fig. 3 schließlich ist an einem bevorzugten Ausführungs beispiel ein Fußdiagramm skizziert, welches die Umsetzung der beschriebenen Vorgehensweise in einem Rechnerprogramm darstellt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt ein Übersichtsschaltbild eines Steuersystems 10 zur Steuerung eines Fahrzeugs. Dabei ist eine Bremsen steuereinheit 12, die über Ausgangsleitungen 14 die Bremsen stelleinrichtungen 16 betätigt, und eine Motorsteuereinheit 18 dargestellt, die über Ausgangsleitungen 20 die Stellein richtungen 22 der Antriebseinheit des Fahrzeugs steuert. Über die Leitungen 24 werden sowohl Motorsteuereinheit als auch Bremsensteuereinheit Signale zugeführt, die von Mes seinrichtungen 26 erfasst werden und die die Geschwindigkei ten von Rädern des Fahrzeugs repräsentieren. Ferner ist ge gebenenfalls ein Lenkmomentensensor 28 vorgesehen, welcher über die Leitung 30 einer z. B. in der Bremsensteuereinheit implementierten Reifendruckverlusterkennung 32 zugeführt wird. Diese Reifendruckverlusterkennung 32, der ferner die Radgeschwindigkeiten zugeführt werden, ist in einem anderen Ausführungsbeispiel Teil der Motorsteuereinheit 18 oder an derer, nicht dargestellter Steuereinheiten (z. B. Fzg.- koordinator wie mit ACC). Ausgangsleitungen dieser Reifen druckverlusterkennung sind die Leitungen 34 und 36, über welche entsprechende Informationen über einen gegebenenfalls vorhandenen Reifendruckverlust an Bremsensteuereinheit 12 und Motorsteuereinheit 18 übertragen werden. Ferner wird über eine in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorhande ne Ausgangsleitung 38 eine Warnlampe 40 des Fahrzeugs ange steuert. Neben der Reifendruckverlusterkennung 32 ist ferner eine Reichweitenberechnung 42 vorgesehen, welche eine Infor mation über den Reifendruckverlust und die aktuelle Ge schwindigkeit des Fahrzeugs empfängt und daraus die maximale Reichweite im derzeitigen Betriebszustand berechnet. Die be rechnete Reichweite wird über eine Ausgangsleitung 44 bei spielsweise in einem Bordcomputersystem 46 zur Anzeige ge bracht.

Aus den ermittelten Radgeschwindigkeiten wird beispielsweise nach einer der aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannten Vorgehensweise durch Vergleiche, gegebenenfalls unter Verwendung der Information über eine Kurvenfahrt, die z. B. vom Lenkmomentensensor bereitgestellt wird, erkannt, ob und gegebenenfalls welches Rad von einem Reifendruckverlust, insbesondere von einem Plattfuß, betroffen ist. In diesem Fall werden die Geschwindigkeit und/oder die Reichweite des Fahrzeugs ab det Erkennung des Reifendruckverlustes be grenzt, um die Benutzung des Fahrzeugs im Falle eines Rei fendruckverlustes einzuschränken.

Die Begrenzung der Geschwindigkeit erfolgt durch entspre chende Beeinflussung der Motorsteuereinheit, der ferner eine aus der Radgeschwindigkeiten abgeschätzte oder eine gemesse ne Fahrgeschwindigkeit vorliegt. Das Drehmoment der Antriebseinheit des Fahrzeugs wird begrenzt oder reduziert, bis das Fahrzeug die vorgegebene Höchstgeschwindigkeit wie der unterschritten hat. Unterhalb dieser Höchstgeschwindig keit hat der Fahrer die volle Kontrolle über das Fahrzeug.

Ferner wird eine Berechnung der maximalen Reichweite bei der vorliegenden Geschwindigkeit und des seit Erkennen des Rei fendruckverlustes zurückgelegten Wegs beispielsweise eben falls auf der Basis der Radgeschwindigkeiten durchgeführt. Aus dieser Grenzreichweite und dem tatsächlich zurückgeleg ten Weg wird eine weitere Reduzierung der Geschwindigkeit abgeleitet, wenn die tatsächlich zurückgelegte Wegstrecke in den Bereich der Grenzreichweite kommt.

Durch den Reifendruckverlust verändert sich der Reifenradius des Reifens, so dass eine Erkennung des Reifendruckverlustes auf der Basis der Radgeschwindigkeiten ermöglicht wird. An stelle dieser indirekten Bestimmung des Reifendruckverlustes sind Systeme bekannt, in denen der Luftdruck im Reifen di rekt mittels Messeinrichtungen gemessen wird. Auch bei einem solchen System wird die nachfolgend beschriebene Vorgehens weise angewandt.

Wird ein Reifendruckverlust erkannt, werden Maßnahmen einge leitet, um die erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter die für das Fahrzeug bei geringem Reifendruck zugelassene Geschwindigkeit zu bringen. Dies erfolgt durch Reduzierung des Motormoments und/oder durch Bremsen. Die Grenzgeschwin digkeit ist dabei fest vorgegeben oder wird abhängig vom tatsächlichen oder abgeschätzten Reifendruck aus einem vor gegebenen Zusammenhang bestimmt. Ferner wird die maximale Reichweite ab Erkennung des Reifendruckverlustes bei der ak tuellen Geschwindigkeit berechnet. Dabei ist ein Zusammen hang zwischen Geschwindigkeit und Reichweite bei konstanter Geschwindigkeit vorgegeben. Dieser wird in der Steuereinheit in Form einer Tabelle, eines Kennfeldes oder ähnlichem abge legt. Wird ein Reifendruckverlust erkannt, wird für die ak tuell gemessene Geschwindigkeit die maximale Reichweite an hand dieses vorgegebenen Zusammenhangs ermittelt. Aus dem gemessenen Weg, der seit der Erkennung des Reifendruckverlu stes zurückgelegt wurde, wird die verbleibende Reichweite ausgerechnet. Bei der Bestimmung des seit dem Auftreten des Reifendruckverlusts zurückgelegten Wegs wird vorzugsweise der aktuelle Geschwindigkeitswert berücksichtigt. Dies er folgt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel z. B. mittels eines geschwindigkeitsabhängigen Faktors, mit dem tatsäch lich zurückgelegte Weg bewertet wird. Diese Faktor kann durch Fahrversuche festgelegt werden und berücksichtigt die Tatsache, dass bei höherer Geschwindigkeit eine geringere maximale Reichweite vorliegt. Nähert sich das Fahrzeug der maximalen Reichweite, so wird die Höchstgeschwindigkeit wei terreduziert, bis bei Erreichen der maximalen Reichweite die Geschwindigkeit 0 erreicht ist oder eine geringe Geschwin digkeit, die ein Erreichen der nächsten Werkstatt ermög licht.

Die Reichweite bzw. die Restreichweite wird dem Fahrer ange zeigt, beispielsweise über den Bordcomputer. Die Anzeige auf dem Bordcomputerdisplay erfolgt dabei mit höchster Priori tät, um den Fahrer auf die Problematik des Reifendruckverlu stes und die beschränkte Reichweite des Fahrzeugs hinzuwei sen.

Ein Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Reichweite ist in Fig. 2 anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Dabei ist senkrecht die Fahrgeschwindigkeit, waagerecht die Reichweite aufgetragen. Man sieht, dass bei höherer Ge schwindigkeit eine kürzere Reichweite vorgegeben ist, als bei niedrigerer Geschwindigkeit. Dargestellt ist auch, dass bei Annäherung der für die aktuelle Geschwindigkeit berech nete maximale Reichweite eine rampenförmige Reduzierung der Geschwindigkeit stattfindet, bis die Geschwindigkeit bei Er reichen der maximalen Reichweite 0 ist. In Fig. 2 ist ein linearer Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Reichwei te dargestellt. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird auch ein nichtlinearer Zusammenhang vorgegeben. Die Zusam menhänge werden im voraus für jeden Reifentyp ermittelt und abgelegt. Die nichtlinearen Zusammenhänge sind (wie die li nearen) in Form einer Tabelle abgespeichert. Im Falle eine Reifendruckverlusts wird die Reichweite für die aktuell ge messene Geschwindigkeit ausgelesen. Dann wird wie oben die Restreichweite berechnet. In einem bevorzugten Ausführungs beispiel ist der Zusammenhang zwischen Reichweite und Ge schwindigkeit stufenlos. Dabei wird der Zusammenhang derart ausgestaltet, dass das Fahrzeug mit minimaler Geschwindig keit (z. B. 20 km/h) fahrbar bleibt. Entsprechend wird die maximale Reichweite bestimmt.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die oben skizzierte Vorgehensweise als Rechnerprogramm realisiert. Dieses Pro gramm ist je nach Ausführungsbeispiel in einem Rechner der Bremsensteuereinheit, der Motorsteuereinheit oder in einer separaten Steuereinheit implementiert. Ein Beispiel für ein solches Rechnerprogramm ist als Flussdiagramm in Fig. 3 skizziert.

Das dargestellte Programm wird während des Betriebs des Fahrzeugs zyklisch in vorgegebenen Zeitintervallen durchlau fen. Im ersten Abfrageschritt 100 wird anhand einer bekann ten Methode ermittelt, ob in wenigstens einem Reifen ein Druckverlust aufgetreten ist. Ist dies nicht der Fall, so findet gemäß Schritt 102 der Normalbetrieb des Fahrzeugs statt, ohne dass die oben beschriebene Geschwindigkeitsbe grenzung und/oder Reichweitenberechnung und/oder -begrenzung vorgenommen wird. Hat Schritt 100 ergeben, dass in wenig stens einem Reifen ein Reifendruckverlust aufgetreten ist, so wird im darauffolgendem Schritt 103 der Fahrzustand er mittelt. Dies bedeutet, dass die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt wird und der seit Auftreten des Feh lers zurückgelegte Weg berechnet wird. Daraufhin wird im Schritt 104 nach Maßgabe des gespeicherten Zusammenhangs die Grenzgeschwindigkeit V-Grenze ermittelt, sowie auf der Basis der aktuellen Geschwindigkeit die gemäß dem aktuellen Fahr zustand mit dem Reifen mit verringertem Luftdruck noch fahr bare maximale Reichweite berechnet. Diese wird im bevorzug ten Ausführungsbeispiel mit höchster Priorität dem Fahrer im Display 109 angezeigt. Ferner wird in einem Ausführungs beispiel ein Fehlerzustand angenommen und eine entsprechende Warnlampe aktiviert. Ferner wird im Schritt 104 in einem Ausführungsbeispiel die Grenzgeschwindigkeit zusätzlich von dem Abstand zwischen maximaler Reichweite und zurückgelegtem Weg ermittelt, wobei bei Annäherung an die maximale Reich weite die Grenzgeschwindigkeit linear oder gemäß einer ande ren Funktion, stetig oder stufenweise reduziert wird. Im darauffolgenden Schritt 106 wird überprüft, ob die Ist- Geschwindigkeit V-Ist größer als die Grenzgeschwindigkeit V- Grenze ist. Ist dies der Fall, so wird gemäß Schritt 108 die Geschwindigkeit durch entsprechende Ansteuerung eines Lei stungsstellelements des Fahrzeugs reduziert, bei einer Nein- Antwort im Schritt 106 keine Einflussnahme vorgenommen.

Anstelle der Reichweite wird eine maximale Betriebszeit und eine Restbetriebszeit berechnet.

Claims

1. Verfahren zur Fahrzeugsteuerung bei Reifendruckverlust, wobei erkannt wird, ob in wenigstens einem Reifen ein Druck verlust aufgetreten ist und bei erkanntem Druckverlust die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs begrenzt wird, dadurch ge kennzeichnet, dass der Grenzwert für die Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit abhängig ist vom zurückgelegten Weg und/oder der vergangenen Betriebszeit seit Auftreten des Fehlers.

2. Verfahren zur Fahrerinformation bei Reifendruckverlust, wobei ein Reifendruckverlust erkannt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass bei erkanntem Reifendruckverlust die mit dem Reifen mit verringertem Luftdruck maximal zurücklegbare Reichweite und/oder maximale Betriebszeit berechnet wird, wobei der maximale Wert dem Fahrer angezeigt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass der Reifendruckverlust auf der Basis von Radgeschwindigkeitssignalen ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit bei ver ringertem Luftdruck nach Maßgabe eines abgespeicherten Zu sammenhangs zwischen dem Ausmaß des Druckverlustes und der Geschwindigkeit bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die maximale Reichweite des Fahr zeugs mit einem Reifen mit verringertem Luftdruck abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass abhängig von der maximalen Reich weite und dem seit Auftreten des Reifendruckverlustes zu rückgelegten Weg die Grenzgeschwindigkeit reduziert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass anstelle des zurückgelegten Weges bzw. der maximalen Reichweite eine maximale Betriebszeit bzw. die seit Auftreten des Fehlers vergangene Betriebszeit bestimmt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Reichweite abhängig von der Geschwindigkeit so bestimmt wird, dass das Fahrzeug und minimaler Geschwindigkeit fahrbar bleibt.

9. Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung bei Reifendruckverlust, mit einer Steuereinheit, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs beeinflusst, wobei ein Reifendruckverlust in wenigstens einem Reifen des Fahrzeugs ermittelt wird und ab hängig von diesem Reifendruckverlust eine Grenzgeschwindig keit zur Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit abhängig ist von der seit Auftreten des Fehlers zurückgeleg ten Wegstrecke bzw. der vergangenen Betriebszeit.

10. Vorrichtung zur Fahrerinformation bei Reifendruckver lust, mit einer Steuereinheit, welche den Reifendruckverlust ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit bei vorhandenem Reifendruckverlust an wenigstens einem Rei fen des Fahrzeugs die maximale Reichweite bzw. die maximale Betriebszeit ermittelt und diese an ein Anzeigemittel über trägt.