DE102006028411A1

DE102006028411A1 - Verfahren zur Reifenzustandserkennung

Info

Publication number: DE102006028411A1
Application number: DE102006028411A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Pannek; Franz Laermer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2007-12-27
Also published as: EP2035243A1; JP2009539667A; WO2007147662A1; US8332092B2; US20090210111A1

Abstract

Verfahren zur Zustandserkennung eines Fahrzeugreifens (2) und/oder einer Fahrbahn (8), wobei mindestens ein im Reifeninneren (10) angeordneter Sensor (3), insbesondere ein Beschleunigungssensor, ein Signal erzeugt, das physikalischen Größen des Fahrzeugreifens (2) und/oder der Fahrbahn (8) zugeordnet ist. Anhand des Signals wird ein Reifenzustand und/oder Eigenschaften der Fahrbahn (8) ermittelt.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung, ein Verfahren und ein Computerprogramm zur Zustandserkennung eines Fahrzeugreifens und/oder einer Fahrbahn, wobei mindestens ein im Reifeninneren angeordneter Sensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor, ein Signal erzeugt, das physikalischen Größen des Fahrzeugreifens und/oder der Fahrbahn zugeordnet ist.
Es ist bekannt, fahrzeuginterne Vorrichtungen zur Überwachung des Reifenzustands, insbesondere zur Luftdrucküberwachung in Reifen, einzusetzen. Diese Vorrichtungen weisen eine feststehende Einrichtung auf, die mit einer sich mit dem jeweiligen Rad des Fahrzeugs mitbewegenden Einrichtung zusammenwirkt, so dass während des Fahrzeugbetriebs eine Überwachung des Luftdrucks erfolgen kann. Die sich mitbewegende Einrichtung sensiert mit geeigneten Mitteln den Luftdruck und übermittelt die Messwerte durch ein taktloses Signal an die feststehende Einrichtung, die den Fahrer informiert, wenn der Luftdruck einen bestimmten Wert unterschreitet.
Probleme des Standes der Technik
Derzeitige Systeme zur Reifenüberwachung sind lediglich für die Überwachung des Reifendrucks bestimmt und enthalten somit häufig einen Drucksensor zur Messung des Drucks im Reifen, dessen Messwerte geeignet, insbesondere drahtlos durch Telemetrie an ein feststehendes Steuergerät im Fahrzeug übermittelt werden. Neuere Entwicklungen zielen in Richtung reifenintegrierter Systeme, bei denen die Sensorik, Telemetrie und Energieerzeugung direkt in den Reifen einvulkanisiert werden. Derartige Systeme erfordern einen Drucksensor und ein Signalübertragungsmittel. Die bekannten Systeme zur Ermittlung des Reifendrucks sind teuer und insbesondere in der aggressiven Umgebung eines Fahrzeugrads tendenziell unzuverlässig.
Somit entsteht die Notwendigkeit, ein leistungsfähigeres System zur Überwachung des Reifenzustands zu schaffen, das aussagekräftige Informationen nicht nur über den Reifendruck sondern auch über die Materialeigenschaften des Reifens und gegebenenfalls über die Fahrbahneigenschaften liefert.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren, eine Einrichtung und ein Computerprogramm zur Zustandserkennung eines Fahrzeugreifens und/oder einer Fahrbahn anzugeben, durch die ein leistungsfähiges System zur Ermittlung der Reifen- und Fahrbahneigenschaften auf einfache und kostengünstige Weise bei einer hohen Zuverlässigkeit realisiert werden kann.
Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zur Zustandserkennung eines Fahrzeugreifens und/oder einer Fahrbahn, wobei mindestens ein im Reifeninneren angeordneter Sensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor, ein Signal erzeugt, das physikalischen Größen des Fahrzeugreifens und/oder der Fahrbahn zugeordnet ist, wobei anhand des Signals ein Reifenzustand und/oder Eigenschaften der Fahrbahn, insbesondere der Fahrbahnoberfläche, ermittelt werden. Hierzu werden die Zeitspannen des Durchlaufens des „freien" Umfangs des Reifens (T-τ), und des Kontaktbereichs mit der Fahrbahn τ mit Hilfe der Beschleunigungssignale exakt erfasst und analysiert, wobei T die Periodendauer ist. Dabei kommt es nur auf den Wechsel von einem großen Beschleunigungssignal zu einem relativ kleinen Signal bzw. zu einem gestörten rasch schwankenden Signal an, das den Kontakt des Beschleunigungssensors mit der Fahrbahn charakterisiert.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird auf einfache und kostengünstige Weise der Signalanteil ermittelt und anschließend analysiert, der für den Reifenzustand sowie für den Fahrbahnzustand maßgebend ist, nämlich der Signalanteil während dem der Sensor jeweils über die Fahrbahn abrollt. Somit können durch eine über die Zeit erfolgte Analyse Informationen über kritische Reifeneigenschaften und gewisse Fahrbahneigenschaften gewonnen werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Sensor ein Signal erzeugt, das periodisch wechselnde Phasen einer Zentripetalbeschleunigung repräsentiert, wobei das Signal in den Phasen, in denen das Signal einen unteren Grenzwert unterschreitet (nahezu null ist), einer physikalischen Grö ße, die den Reifenzustand und/oder die Eigenschaften der Fahrbahn, insbesondere der Fahrbahnoberfläche, repräsentiert, zugeordnet wird. Der untere Grenzwert wird so gewählt, das die Signalstärke deutlich kleiner als in den Phasen ist, in denen sich der Beschleunigungssensor nicht im Bereich der Kontaktfläche mit der Fahrbahn befindet. Auf diese Weise wird der Zeitbereich herausgefiltert, in dem der Beschleunigungssensor an der Kontaktfläche mit der Fahrbahn ist. Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor derart im Inneren der Lauffläche des Reifens befestigt, dass periodisch wechselnde Phasen einer Zentripetalbeschleunigung mit ihm erfasst werden können. Dabei ermittelt der Beschleunigungssensor in den Phasen, in denen die Zentripetalbeschleunigung nahezu null ist, Beschleunigungssignale, die einer innerhalb des Fahrzeugreifens oder im Fahrzeuginneren vorgesehenen Auswerteeinrichtung zugeführt werden, wobei Anzeigemittel vorgesehen sind, die auf ein Signal der Auswerteeinrichtung hin den Reifen- und/oder den Fahrbahnzustand anzeigen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass aus dem Signal ein Signalspektrum gewonnen wird, wobei das ermittelte Signalspektrum zumindest teilweise Vibrationen enthält, die durch die Bewegung eines dem Beschleunigungssensor benachbarten Teils der Lauffläche des Fahrzeugreifens beim Abrollen auf der Fahrbahn erzeugt werden. Dabei ist vorteilhaft, dass das durch den Beschleunigungssensor ermittelte Signalspektrum alle Vibrationen enthält, die durch die Bewegung eines dem Beschleunigungssensor benachbarten Teils der äußeren Lauffläche des Fahrzeugreifens beim Abrollen über die Fahrbahn hinweg erzeugt werden. Das können sowohl Beschleunigungswerte in radialer Richtung oder/und solche parallel zur Fahrbahn oder zur Fahrtrichtung sein.
Vorzugsweise wird das Signalspektrum gefiltert und die dabei ermittelten Signalanteile werden nach ihrer Signalstärke analysiert um quantitative Aussagen bezüglich des Reifenzustands und/oder des Fahrbahnzustands zu erhalten. Diese Analyse kann anhand von dynamisch an die Raddrehzahl anpassbaren Filterkomponenten oder einem Fourier-Analysator durchgeführt werden. Eine Fourier-Analyse oder sonstwie geartete spektrale Filterung und Signalstärkeanalyse kann innerhalb des Reifens oder bevorzugt zentral im Steuergerät im Fahrzeug durchgeführt werden. Vor der Übermittlung an das zentrale Steuergerät ist es vorteilhaft, wenn die Daten geeignet komprimiert werden, um die Datenmenge zu reduzieren.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass einem Fahrzeugreifen bzw. einem Reifenprofil eine Soll-Signalstärke und ein Soll-Frequenzspektren des Signalspektrums zugeordnet ist und eine Ist- Signalstärke und ein Ist-Frequenzspektrum des Signalspektrums ermittelt wird und daraus durch einen Vergleich mit der Soll-Signalstärke und dem Soll-Frequenzspektren eine Profilhöhe und Materialeigenschaften des Fahrzeugreifens ermittelt werden. Die Soll-Signalstärke und das Soll-Frequenzspektren sind eine für den jeweiligen Fahrzeugreifen bzw. den Reifentyp oder die Baureihe des Reifens charakteristische Größen. Dabei werden anhand der Signalstärke und der Frequenzspektren der für das Reifenprofil charakteristischen Signale die Profilhöhe und die Materialeigenschaften des Fahrzeugreifens ermittelt, wobei anhand von durch den Beschleunigungssensor erfassten niederfrequenten Signalanteilen, die Fahrbahneigenschaften, insbesondere Unregelmäßigkeiten, ermittelbar sind. Dabei kann durch einen Verlust an entsprechender spektraler Signalstärke bis hin zum völligen Verschwinden des profilabhängigen Signalanteils die Profilhöhe abgeschätzt werden, also ungenügend tiefe Reifen-Profile können erkannt werden. Es können weiterhin die Materialeigenschaften, also z.B. die Elastizität des Gummis, abgeschätzt werden, wodurch Abnützungs- oder Versprödungserscheinungen frühzeitig erkannt werden können. Verzerrungen des Reifens lassen sich zumindest dann erkennen, wenn sie die Umgebung des Beschleunigungssensors betreffen. Das Abrollverhalten auf der Fahrbahn kann ebenfalls analysiert werden.
Es ist besonders vorteilhaft, dass anhand von durch den Beschleunigungssensor erfassten Signalanteilen, die Fahrbahneigenschaften, insbesondere Hindernisse und Unebenmäßigkeiten, ermittelbar sind. Darüber hinaus kann der Fahrbahnzustand grob abgeschätzt werden, insbesondere kann eine sehr ruhige (glatte) Fahrbahn einen frühen Hinweis auf gefährliche Wasseransammlungen oder Eisbildung auf der Strasse geben.
Vorzugsweise wird anhand des Signals ein Reifendruck in dem Fahrzeugreifen ermittelt. Der Beschleunigungssensor wird zur Messwertaufnahme verwendet, wobei er derart im Reifen orientiert ist, dass er eine Zentripetalbeschleunigung und/oder Beschleunigungswerte in Richtung parallel zur Fahrbahn oder zur Fahrtrichtung ermittelt. Absolutwerte oder ein absolut und genau messender Beschleunigungssensor sind hierfür an sich nicht erforderlich. Vielmehr kommt es, wie oben bereits erwähnt, nur auf den Wechsel von einem großen Signal zu einem kleinen Signal nahe 0 bzw. zu einem gestörten rasch schwankenden Signal an. Somit ist die eigentlich relevante Messgröße für den Reifendruck ein ermitteltes Zeitverhältnis der Dauer eines kleines zu einem großen Signal (τ/T). Eine über die Zeit erfolgende Vergrößerung dieses Verhältnisses kann in an sich bekannter Weise mit einer gewissen Rate als kritische Reifendruckabnahme interpretiert werden.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Einrichtung zur Zustandserkennung eines Fahrzeugreifens und/oder einer Fahrbahn, wobei mindestens ein im Reifeninneren angeordneter Sensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor, ein Signal erzeugt, das physikalischen Größen des Fahrzeugreifens und/oder der Fahrbahn zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Signals ein Reifenzustand und/oder Eigenschaften der Fahrbahn ermittelt werden. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das Signal einer innerhalb des Fahrzeugreifens oder im Fahrzeuginneren vorgesehenen Auswereeinrichtung zugeführt wird, wobei mindestens ein Anzeigemittel in dem Fahrzeug angeordnet ist, das auf ein Signal der Auswerteeinrichtung hin den Reifen- und/oder den Fahrbahnzustand anzeigt. Weiter ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Beschleunigungssensor als piezoelektrisches Wandlerelement ausgeführt und in den Fahrzeugreifen einvulkanisiert ist. Dabei wird der Beschleunigungssensor derart im Inneren der Lauffläche des Reifens befestigt, dass periodisch wechselnden Phasen einer Zentripetalbeschleunigung a_z mit dem Beschleunigungssensor erfasst werden, wobei in den Phasen, in denen die Zentripetalbeschleunigung nahezu 0 ist, der Beschleunigungssensor Beschleunigungssignale ermittelt, die einer innerhalb des Fahrzeugreifens oder im Fahrzeuginneren vorgesehenen Auswerteeinrichtung zugeführt werden. Es sind vorzugsweise Anzeigemittel vorgesehen, die auf ein Signal der Auswerteeinrichtung hin den Reifen und/oder den Fahrbahnzustand anzeigen.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Verfahrensansprüche, wenn das Programm in einem Computer oder Microcontroller oder -prozessor ausgeführt wird.
Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugrades, das auf der Fläche A auf der Fahrbahn aufliegt;
2 ein Diagramm, in dem der Verlauf der Zentripetalbeschleunigung in der Zeit graphisch dargestellt ist.
1 zeigt skizzenhaft eine vereinfachte Darstellung eines Fahrzeugrades 1 mit einem Fahrzeugreifen 2. Der Fahrzeugreifen 2 umfasst eine Lauffläche 9 sowie ein in der Regel mit Luft gefülltes Reifeninneres 10. Im Reifeninneren 10 des Fahrzeugreifen 2 ist ein Beschleunigungssensor 3 angeordnet, der ein elektromegnetisches Signal über einen Aufnehmer 4, der z.B. achsfest oder karosseriefest angeordnet ist, an eine Auswerteeinrichtung 5 überträgt. Die Auswerteeinrichtung 5 ist Teil eines Steuergerätes 6, das mit Anzeigeeinrichtung 7 im Blickfeld eines Fahrers in einem Kraftfahrzeug verbunden ist. Der Fahrzeugreifen 2 rollt auf einer Fahrbahn 8. Die Fahrbahn weist eine Oberflächenbeschaffenheit auf, die insbesondere durch das Material der Oberfläche sowie deren physikalische Eigenschaften charakterisiert ist. Dazu gehören auch Unebenheiten z.B. in Form von Wellen, Rillen oder Fremdkörpern. Ebenso verändern Beläge wie z.B. Wasser auf der Oberfläche den Kontakt zwischen Reifen und Fahrbahn.
Das Fahrzeuggewicht verteilt sich bekannterweise auf die Räder, wobei jedes Rad über die Fläche A der Fahrbahn-Auflage ein Teilgewicht G des Fahrzeugs zu tragen hat, wie in der Prinzipdarstellung gezeigt ist. Der Zusammenhang zwischen Reifendruck p und Teilgewicht G sowie der Auflagefläche A ist gegeben durch die Formel: G = p·A. Der Reifendruck p trägt also dieses Gewicht G vermöge einer Auflagefläche A des Reifens auf der Fahrbahn. Die Länge der Auflagefläche IA ist dabei die entscheidende Größe, durch welche entschieden wird, ob der Reifen „richtig" oder „falsch" am Fahrzeug betrieben wird. Die richtige Auflagefläche wird in an sich bekannter Weise über den Reifendruck p eingestellt. Ist der Reifendruck p zu gering, wird die Auflagefläche A zu groß und der Reifen zu stark durchgewalkt. Dies würde zu einer Überhitzung und überhöhten Verschleiß und Kraftstoffverbrauch führen. Ist jedoch der Reifendruck p zu hoch, dann ist die Auflagefläche zu klein und die Kraftübertragung ReifenStrasse dementsprechend nicht optimal, was sich z.B. beim Beschleunigen oder bei einem Bremsmanöver schädlich auswirken kann. Wird das Fahrzeug mit Zusatzlasten beladen oder davon befreit, muss in der Regel der Reifendruck erhöht oder abgesenkt werden, um wieder die richtige Auflagefläche Reifen-Strasse einzustellen.
Die Länge der Auflagefläche A in Fahrtrichtung bzw. deren relativer Anteil bezogen auf den Gesamtumfang des Reifens wird mittels Beschleunigungsmessung ermittelt. Während der Beschleunigungssensor denjenigen Teil der Bahn durchläuft, der dem Reifenumfang entspricht, ermittelt er die Zentripetalbeschleunigung, die in der Regel eine Größenordnung von 10g bis einigen 100g annimmt. Durchläuft der Beschleunigungssensor denjenigen Teil der Bahn, der der Kontaktfläche A mit der Fahrbahn entspricht, ist das Beschleunigungssignal nahezu 0, bzw. es werden Vibrationen oder Störungen des Straßenbelags ermittelt, in jedem Fall ein sehr unregelmäßiges, schnell variierendes, relativ kleines Beschleunigungssignal. Dieses Signal enthält Informationen über den Reifen- sowie den Fahrbahnzustand.
In 2 ist ein Diagramm gezeigt, in dem die Abhängigkeit einer Zentripetalbeschleunigung a_z, d.h. die Beschleunigung senkrecht zum Reifenumfang, von der Zeit t graphisch dargestellt ist. Dieser Verlauf ergibt sich für einen annähernd punktförmigen oder relativ kleinen Beschleunigungssensor, der auf der Innenseite der Reifenlauffläche montiert ist. Die Zentripetalbeschleunigung a_z auf dem Reifenumfang ergibt sich unmittelbar aus der Raddrehung und dem Reifenradius, d.h. dem Abstand: Achsmittelpunkt bis zur Reifenfläche, in der die Messung stattfindet. Der Wert der Zentripetalbeschleunigung ist: az = ω2r,wobei r der Reifenradius ist und ω – die momentane Drehgeschwindigkeit des Rades. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass sich relativ lange Phasen mit hohen Werten der Zentripetalbeschleunigung periodisch mit relativ kurzen Phasen relativ niedriger Beschleunigung, die während des Kontakts des Beschleunigungssensors mit der Fahrbahn auftreten, abwechseln. Die kurzen Phasen sind also die Phasen, in denen der Beschleunigungssensor „über die Fahrbahn rollt". Die Zeitspannen des Durchlaufens des „freien" Umfangs (T-τ) und des Kontaktbereichs mit der Fahrbahn τ werden mit Hilfe der Beschleunigungssignale exakt erfasst. Das Verhältnis der gemessenen Zeiten τ/T spiegelt dabei das Verhältnis der Längenausdehnung der Auflagefläche A zum Gesamtumfang des Reifens wieder: IA/2πr = τ/T.
Während der kurzen Phasen ermittelt der Beschleunigungssensor Signale, die teilweise für die Fahrbahnoberfläche, teilweise aber auch für den Reifen und dessen Eigenschaften charakteristisch sind. Wie aus 2 ersichtlich ist, wird während dieser Phasen ein Signalspektrum ermittelt, das alle Vibrationen enthält, die durch die Bewegung des dem Beschleunigungssensor benachbarten Teils der Lauffläche des Fahrzeugreifens beim Abrollen über die Fahrbahn hinweg erzeugt werden. Dieses Spektrum enthält eine Periodizität, die aus dem Reifenprofil, d.h. den periodisch in den Reifen eingebrachten Vertiefungen und Erhöhungen resultiert. Dieser Wechsel der Profilhöhe erzeugt ein charakteristisches Geräusch mit Frequenzen, die sich aus dem Rillen- oder Profilabstand und der Umlaufgeschwindigkeit des Reifens bzw. der Abrollgeschwindigkeit über der Fahrbahn sowie der Profilhöhe ergeben. Es ist dabei offensichtlich, dass eine größere Profilhöhe hier stärkere Signale liefert als eine geringe Profilhöhe. Des Weiteren hängen diese Vibrationen auch von den Elastizitätseigenschaften des Reifengummis ab. Veränderungen der Elastizität verändern auch das Schwingungsverhalten und damit die Signalstärken und Frequenzspektren der für das Reifenprofil charakteristischen Signale, d.h. spektral bei den Frequenzen, die das Reifenprofil als Quelle im Sinne ihrer Entstehung beim Abrollen haben.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, ist das Signal des Beschleunigungssensors aus einer Reihe spektraler Komponenten zusammengesetzt, die zueinander in Beziehung gebracht Aussagen über Reifen- und Fahrbahnzustand gestatten. Dabei enthält das Sensorsignal langsamere Signalanteile, die aus Unregelmäßigkeiten der Fahrbahn resultieren, z.B. aus einem Kopfsteinpflaster, das eine periodische Struktur erzeugt und folglich mit der Abrollgeschwindigkeit und dem Reifen zusammen charakteristische Frequenzen generiert. Diese Frequenzen sind deutlich niederfrequenter als die aus den Reifenprofilen stammenden Signalanteile, da die charakteristischen Abstände auf der Fahrbahn in aller Regel größer sind als die Profilabstände auf der Reifenlauffläche. Solche Fahrbahnperioden können sogar größer sein als die Abrollfläche des Reifens auf der Fahrbahn und dann oft gar nicht mehr wahrgenommen werden. Des Weiteren können nichtperiodische „spontane" Signalanteile enthalten sein, so z.B. von Hindernissen, Rissen, Steinen oder anderen Unebenmäßigkeiten etc. auf der Fahrbahn, die zu chaotischen oder spontanen Reifengeräuschen führen. Auf sandigem Untergrund kommt eine Rauschkomponente hinzu, d.h. das Fahren auf dem feinkörnigen Untergrund erzeugt im Reifen Beschleunigungssignale bzw. Geräusche, die einem Rauschsignal entsprechen. Diese Beschleunigungssignale können sowohl in radialer Richtung als auch in Fahrtrichtung und/oder parallel zur Fahrbahn ermittelt werden.
Bei einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung können durch den Einsatz eines oder mehrerer Beschleunigungssensoren, der bevorzugt als piezoelektrisches Wandlerelement ausgeführt ist, nicht nur Informationen über kritische Reifen- und Fahrbahneigenschaften gewonnen werden, sondern auch den korrekten Reifendruck überwacht und im Sinne eines „power harvesting", die für das System benötigte Energie gewonnen werden. Es entsteht lediglich ein zusätzlicher Aufwand bezüglich der Auswerteelektronik, indem durch spektrale Filter oder Fourier-Analyse diejenigen Frequenzanteile während der Abrollphasen des Beschleunigungs sensors über der Fahrbahn jeweils isoliert und nach ihrer spektralen Stärke analysiert werden müssen, die für das Reifenverhalten und gewisse Fahrbahneigenschaften charakteristisch sind.
Anstatt einer einzigen Komponente ist es aber auch denkbar mehrere Komponenten zu verwenden, also ein separater Beschleunigungssensor z.B. ein OMM-Si-Sensor oder piezoelektrischer Sensor für den Reifendruck, ein separater Beschleunigungssensor z.B. ein OMM-Si-Sensor oder piezoelektrischer Sensor für den Beschleunigungsverlauf während des Abrollens also während der Abrollphasen, sowie ein „Power Harvester", beispielsweise ein piezoelektrischer oder sonst wie gearteter Generator für die Energieerzeugung im Reifen aus Vibrationen. Besonders günstig ist hierbei, dass alle diese Komponenten in einem einzigen Bauteil angesiedelt werden können. Die Beschleunigungssensoren können jeweils unterschiedliche Beschleunigungsrichtungen erfassen, also z.B. parallel zur Fahrbahn und/oder senkrecht zur Fahrbahn in radialer Richtung.

Claims

Verfahren zur Zustandserkennung eines Fahrzeugreifens (2) und/oder einer Fahrbahn (8), wobei mindestens ein im Reifeninneren (10) angeordneter Sensor (3), insbesondere ein Beschleunigungssensor, ein Signal erzeugt, das physikalischen Größen des Fahrzeugreifens (2) und/oder der Fahrbahn (8) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Signals ein Reifenzustand und/oder Eigenschaften der Fahrbahn (8) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) ein Signal erzeugt, das periodisch wechselnde Phasen einer Zentripetalbeschleunigung (a_z) repräsentiert, wobei das Signal in den Phasen, in denen das Signal einen unteren Grenzwert unterschreitet, einer physikalischen Größe, die den Reifenzustand und/oder die Eigenschaften der Fahrbahn (8) repräsentiert, zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Signal ein Signalspektrum gewonnen wird, wobei das ermittelte Signalspektrum zumindest teilweise Vibrationen enthält, die durch die Bewegung eines dem Beschleunigungssensor (3) benachbarten Teils der Lauffläche des Fahrzeugreifens beim Abrollen auf der Fahrbahn (8) erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalspektrum gefiltert wird und die dabei ermittelten Signalanteile nach ihrer Signalstärke analysiert werden um quantitative Aussagen bezüglich des Reifenzustands und/oder des Fahrbahnzustands zu erhalten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem Fahrzeugreifen (2) eine Soll-Signalstärke und ein Soll-Frequenzspektren des Signalspektrums zugeordnet ist und eine Ist-Signalstärke und ein Ist-Frequenzspektrum des Signalspektrums ermittelt wird und daraus durch einen Vergleich mit der Soll-Signalstärke und dem Soll-Frequenzspektren eine Profilhöhe und Materialeigenschaften des Fahrzeugreifens (2) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Signals ein Reifendruck in dem Fahrzeugreifen (2) ermittelt wird.
Einrichtung zur Zustandserkennung eines Fahrzeugreifens (2) und/oder einer Fahrbahn (8), wobei mindestens ein im Reifeninneren (10) angeordneter Sensor (3), insbesondere ein Beschleunigungssensor, ein Signal erzeugt, das physikalischen Größen des Fahrzeugreifens (2) und/oder der Fahrbahn (8) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Signals ein Reifenzustand und/oder Eigenschaften der Fahrbahn (8) ermittelt werden.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal einer innerhalb des Fahrzeugreifens oder im Fahrzeuginneren vorgesehenen Auswerteeinrichtung zugeführt wird, wobei mindestens ein Anzeigemittel in dem Fahrzeug angeordnet ist, das auf ein Signal der Auswerteeinrichtung hin den Reifen- und/oder den Fahrbahnzustand anzeigt.
Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor als piezoelektrisches Wandlerelement ausgeführt und in den Fahrzeugreifen einvulkanisiert ist.
Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 wenn das Programm in einem Computer oder Microcontroller oder Microprozessor ausgeführt wird.