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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Reifenfülldrucks
und der Radlast eines Fahrzeugreifens mit einem in den Fahrzeugreifen
integrierten differenzierenden Sensor zur Verformungsmessung.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Ermittlung des
Reifenfülldrucks
und der Radlast eines Fahrzeugreifens mit einem in den Fahrzeugreifen
integrierten differenzierenden Sensor zur Verformungsmessung, einer
Datenübertragungseinheit,
die an den differenzierenden Sensor gekoppelt ist und Messdaten
an einer außerhalb
des Fahrzeugreifens angeordnete Auswerteeinheit überträgt.
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Zur
Messung der Reifenlast von Fahrzeugreifen ist beispielsweise aus
dem US-Patent 5,445,020
und dem US-Patent 5,461,924 bekannt, einen Drucksensor in eine Fahrbahn
einzulassen. Dies ist relativ aufwändig. Zudem wird nur eine einmalige
Kontrolle der Reifenlast und des Reifendrucks eines Fahrzeugs ermöglicht,
wenn dieses auf dem Sensor steht. Eine Dauerüberwachung von Fahrzeugreifen
ist nicht möglich.
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Aus
der WO 98/56606 ist bekannt, einen Beschleunigungssensor an der
Innenseite im Bereich der Lauffläche
eines Fahrzeugreifens anzubringen, um Reifeneigenschaften zu messen.
Beschleunigungssensoren sind relativ teuer und das resultierende
Messsignal ist zur Bestimmung von Betriebsparametern nur bedingt
einsetzbar.
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Zur
Ermittlung der Kontaktkraft zwischen einem Fahrzeugreifen und der
Fahrbahn ist aus der
DE 37
41 700 A1 bekannt, eine Piezo-Folie an der Aufstandsfläche des
Fahrzeugreifens, d. h. im Bereich der Lauffläche, um den Reifen zu wickeln.
Eine solche großflächige Folie
ist relativ teuer und störfällig. Die
beschriebene Anordnung würde
bei Serienbetrieb sehr schnell abgerieben sein und ist daher nur Versuchszwecke
geeignet. Außerdem
wird die Pressung der Folie senkrecht zur Folienfläche gemessen, um
die Radlast zu bestimmen. Über
die ermittelte Radlast hinaus können
keine weiteren Betriebsparameter aus dem Sensorsignal gewonnen werden.
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Weiterhin
ist aus der
GB 2 046
883 A und dem US-Patent 4,510,484 bekannt, einen piezoelektrischen
Sensor an der Felge eines Fahrzeugreifens zu montieren, um anormale
Vibrationen zu detektieren und hieraus eine Beeinträchtigung
der Funktionsfähigkeit
von Fahrzeugreifen zu erkennen.
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In
der
DE 197 23 037
A1 ist ein ähnliches Reifendruck-Überwachungssystem
beschrieben, bei dem die Schwingungscharakteristik an Achsschenkeln
gemessen wird, an denen die Reifen angeordnet sind.
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Weiterhin
ist aus der
DE 195
22 269 A1 bekannt, eine Überwachungseinheit mit einem
piezoelektrischen Sensor, einer Zähleinheit zur Ermittlung der
Reifenumdrehungen, einer Steuereinheit und einer Transponder-Übertragungseinheit
mit einem Fahrzeugreifen zu verkleben oder einzuvulkanisieren. Der
piezoelektrische Sensor hat zwei sich gegenüberliegende Verlängerungen,
um die Verformungsarbeit des Fahrzeugreifens bei der Rotation in auf
das Piezoelement des piezoelektrischen Sensors wirkende Kräfte umzuwandeln.
Mit der Einrichtung können
nur die Reifenumdrehungen gezählt
werden. Aus den Piezosensorsignalen sind jedoch auch keine Betriebsparameter
bestimmbar.
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In
der
DE 44 02 136 A1 ist
ein System zur Bestimmung von Betriebsparametern von Fahrzeugreifen
beschrieben, bei dem eine Sensoreinheit, insbesondere in Temperatursensor,
in einen Trägerkörper eingebaut
ist, der in den Fahrzeugreifen integriert ist. Die Datenübertragung
erfolgt mit einer Transponderschaltung. Das System wird mit einem
piezoelektrischen Sensor mit Energie versorgt, wobei der piezoelektrische
Sensor zusätzlich
zur Zählung
der Reifenumdrehung eingesetzt wird.
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Aus
dem US-Patent 4,862,486 und dem US-Patent 6,105,423 sind ebenfalls
Einrichtungen zur Zählung
der Umdrehungen eines Fahrzeugreifens bekannt. Hierbei werden piezoelektrische
Sensoren an der Innenseite eines Fahrzeugreifens entweder im Bereich
der Lauffläche
oder an der Seitenwand elastisch befestigt. Mit einer Triggereinheit
werden aus den Impulsen des Sensorsignals die Reifenumdrehungen
gezählt.
Eine weitere Bestimmung von Betriebsparametern des Reifens ist nicht
möglich.
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Weiterhin
ist in der
EP 1 293
362 A2 ein Verfahren zur Bestimmung des Reifenluftdrucks
und der Radlast von Fahrzeugreifen durch Auswertung der von mindestens
einem Fahrzeugreifen eingebetteten Verformungssensor gelieferten
Messsignale beschrieben. Bei dem Verfahren werden die Signalkurvenbreiten
zwischen Nulldurchgängen
des Signalverlaufs im Reifenlatsch sowie die Amplitudenminima des
Signalverlaufs im Reifenlatsch bestimmt. Aus der Signalkurvenbreite
und dem Amplitudenminima wird unter Zuhilfenahme von Kennfeldern
der Reifenluftdruck und die Radlast bestimmt. Als Kennfelder werden
hierbei die Einfederung des Fahrzeugreifens über der Signalkurvenbreite,
die Radlast über
den Amplitudenminima sowie der Reifenluftdruck über den Amplitudenminima genutzt.
Die Kennfelder sind jeweils für
Fahrzeugreifentypen, d. h. für
baugleiche Fahrzeugreifen, vorher ermittelt und abgespeichert worden.
Das Verfahren ist für
nicht differenzierte Verformungssensoren der Oberflächenwellen-Bauart
mit einem Funksensor gedacht, der auf drahtlosem Weg ein der jeweiligen
Laufflächeverformung
entsprechendes Signal an einem außerhalb des Fahrzeugreifens
am Fahrzeug angeordneten Signalempfänger mit daran angeschlossenem
Auswerterechner weiterleitet. Hierzu ist eine relativ teure Abfrage- und Auswerteelektronik
erforderlich. Da in dem Oberflächenwellensensor
keine Vorauswertung der Daten stattfinden kann, müssen pro
Radumdrehung sehr viele Messdaten aus den Fahrzeugreifen gefunkt werden.
Aufgrund der geringen Sendereichweite muss die Reifenantenne um
etwa einen Drittel des Reifenumfangs versetzt zum Oberflächenwellensensor
im Reifen appliziert und mit einem hochfrequenztauglichen Kabel
verbunden werden. Dieses hochfrequenztaugliche Kabel ist sehr hohen
mechanischen Belastungen ausgesetzt und somit fehleranfällig. Im Unterschied
zu differenzierenden Verformungssensoren, wie z. B. Piezosensoren,
die nur dynamische Verformungen messen, sind Oberflächenwellen-Sensoren
zur Messung statischer und dynamischer Verformungen geeignet. Die
Signalverläufe
von Oberflächenwellensensoren
sind daher nicht mit den Signalverläufen der differenzierenden
Sensoren vergleichbar.
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Das
Problem der herkömmlichen
Messverfahren ist, dass die Bestimmung sowohl der Radlast, als auch
des Reifendrucks nicht mit einem einzigen Sensor möglich ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung
des Reifenfülldrucks
und der Radlast eines Fahrzeugreifens mit einem in den Fahrzeugreifen
integrierten differenzierenden Sensor zur Verformungsmessung zu
schaffen, das eine kostengünstigere,
einfache und zuverlässige
Realisierung ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird mit dem gattungsgemäßen Verfahren
erfindungsgemäß gelöst durch
die Schritte:
- a) Bestimmen der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit;
- b) Ermitteln einer Latschlänge
als Abstand zweier entsprechender relativer Extremwerte des Kurvenverlaufs
des Sensorsignals und der Sensorspannung zwischen Extremwerten des
Sensorsignalverlaufs; und
- c) Ermitteln des Reifenfülldrucks
und der Radlast aus einem für
den Fahrzeugreifen bei einer ermittelten Reifenumdrehungsgeschwindigkeit
charakteristischen funktionalen Zusammenhang zwischen dem Reifenfülldruck
in Abhängigkeit
von der Latschlänge
und der Sensorspannung und einem für den Fahrzeugreifen bei der
ermittelten Reifenumdrehungsgeschwindigkeit charakteristischen funktionalen
Zusammenhang zwischen der Radlast in Abhängigkeit von der Latschlänge und der
Sensorspannung.
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Unter
Sensorspannung ist im Weiteren die Differenz aus den Spannungswerten
der beiden korrrespondierenden Extremwerte während einer Reifenumdrehung
zu verstehen.
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Bei
dem Versuch, aus den Messgrößen der Latschlänge und
der Sensorspannungen der Extremwerte eines Sensorsignals sowohl
eine Aussage über
den Reifenfülldruck
als auch eine Aussage über die
Radlast zu treffen, hat sich nach Untersuchung unterschiedlicher
Kurvenverläufe
bei Variation der Radlast, des Reifenfülldrucks und der Geschwindigkeit
gezeigt, dass angepasste Ausgleichskurven der Latschlänge über Radlast
und Reifenfülldruck
als erste Funktionenschar und der Sensorspannung über Radlast
und Reifenfülldruck
als zweite Funktionenschar unterschiedliche Steigungen aufweisen. Aus
dem Schnittpunkt der angepassten Ausgleichskurven für die gemessene
Latschlänge
und Sensorspannung aus der ersten und zweiten Funktionenschar lassen
sich dann die Radlast und der Reifenfülldruck bestimmen, obwohl sowohl
die Latschlänge als
auch die Sensorspannung vom Reifenfülldruck und von der Radlast
abhängig
sind.
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Hierzu
ist es vorteilhaft, die funktionalen Zusammenhänge als Kennlinienfelder für den Fahrzeugreifentyp
in Abhängigkeit
von der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit für eine Vielzahl von Reifenumdrehungsgeschwindigkeiten
aufzunehmen.
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Der
Reifenfülldruck
und die Radlast können auch
numerisch oder grafisch ermittelt werden, indem die funktionalen
Zusammenhänge
als Geradenfunktionenschar für
die Latschlänge
und als Geradenfunktionenschar für
die Sensorspannung mit konstanten Steigungen nach der Gleichung
FR = a + b·pR angenähert sind.
Die Parameter a und b des funktionalen Zusammenhangs für die Latschlänge sind
hierbei von der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit und der Latschlänge abhängig. Die
Parameter a und b des funktionalen Zusammenhangs für die Sensorspannungen
sind hingegen von der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit und der Sensorspannung
abhängig.
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Nach
Ermittlung einer aktuellen Latschlänge und einer aktuellen Sensorspannung
werden aus den jeweiligen Geradenfunktionenscharen die zugehörigen Geradenfunktionen
aus den Kennlinienfeldern gesucht oder numerisch durch Einsetzen
zugehörigen
Parameter aus einer Parametertabelle bestimmt. Dabei haben die Geradenfunktionen
unterschiedliche Lagen und Steigungen. Aus dem Schnittpunkt der
beiden Geradenfunktionen für
die ermittelte Latschlänge
und die Sensorspannung kann dann der aktuelle Reifenfülldruck
und die Radlast eindeutig bestimmt werden.
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Die
Aufgabe wird weiterhin durch die gattungsgemäße Vorrichtung dadurch gelöst, dass
die Datenübertragungseinheit
weiterhin zur Ermittlung der Latschlänge als Abstand zweier entsprechender absoluter
Extremwerte des Kurvenverlaufs des Sensorsignals während einer
Reifenumdrehung und der Sensorspannungen der Extremwerte ausgebildet
ist. Die Latschlängen
und die Sensorspannungen werden als Messdaten an die Auswerteeinheit
weitergeleitet. Die Auswerteeinheit ist erfindungsgemäß zur Ermittlung
des Reifenfüll drucks
und der Radlast aus einem für
den Fahrzeugreifentyp bei der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit charakteristischen
funktionalen Zusammenhang zwischen dem Reifenfülldruck und der Radlast jeweils
in Abhängigkeit
von der Latschlänge
und der Sensorspannung ausgebildet.
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Aus
den Beziehungen des Reifenfülldrucks als
Funktion der Latschlänge
und der Sensorspannung sowie der Radlast als Funktion der Latschlänge und
der Sensorspannung an den Extremwerten bzw. entsprechend aus den
funktionalen Zusammenhängen
der Latschlänge
in Abhängigkeit
von dem Reifenfülldruck
und der Radlast sowie der Sensorspannung an den Extremwerten in
Abhängigkeit
von dem Reifenfülldruck
und der Radlast lassen sich aus den beiden Messgrößen Latschlänge und
Sensorspannung an Extremwerten eindeutig sowohl der Reifenfülldruck
als auch die Radlast bestimmen.
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Die
Kennlinienfelder für
den Fahrzeugreifentyp in Abhängigkeit
von der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit für eine Vielzahl von Reifenumdrehungsgeschwindigkeiten
als funktionale Zusammenhänge
können
in einem Datenspeicher der Auswerteeinheit abgespeichert sein. Es
ist aber oft vorteilhaft, insbesondere zur numerischen Auswertung,
wenn eine Vielzahl abgespeicherter Parameter a und b für Geradenfunktionen
für die
Latschlänge
als funktionale Zusammenhänge
mit konstanten Steigungen nach der Gleichung FR =
a + b·pR in einem Datenspeicher abgelegt sind. Die
Parameter a und b beschreiben hierbei Geradenfunktionenscharen für die Latschlänge jeweils
als Funktion des Reifenfülldrucks
in Abhängigkeit
von der Radlast. Für
die Geradenfunktionenscharen der Latschlänge sind die Parameter a und
b von der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit und der Latschlänge abhängig. Entsprechend
werden Parameter c und d auf die Sensorspannungen bezogene Geradenfunktionenscharen
nach der Gleichung FR = c + d·pR bestimmt und abgelegt die hingegen von
der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit und der Sensorspannung abhängig sind.
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Aus
der bekannten Reifenumdrehungsgeschwindigkeit und der ermittelten
Latschlänge
bzw. der ermittelten Sensorspannung können dann auf einfache Weise
die zugehörigen
Parameter a und b bzw. c und d jeweils für die funktionalen Zusammenhänge für die Latschlänge und
die funktionalen Zusammenhänge
für die
Sensorspannungen aus dem Datenspeicher ausgelesen werden. Durch
Gleichsetzen der Geradengleichungen, d. h. aus dem Schnittpunkt
der beiden Geradengleichungen für
die Latschlänge
und die Sensorspannung lassen sich dann numerisch der Reifenfülldruck
und die Radlast eindeutig berechnen.
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Dies
kann in der Auswerteeinheit entweder durch festverdrahtete Rechenmittel
oder bevorzugt durch Softwareprogrammierung eines Mikroprozessors
erfolgen.
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Vorzugsweise
ist in dem Reifen eine Reifenidentifikationsnummer abgespeichert,
die von der Datenübertragungseinheit
ausgelesen und an die Auswerteeinheit übertragen wird. Die Reifenidentifikationsnummer
legt den Reifentyp fest, so dass in Kenntnis der Reifenidentifikationsnummer
die zum gerade verwendeten Reifentyp zugehörigen Kennlinien ausgewählt werden
können.
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Die
Reifenumdrehungsgeschwindigkeit kann in der Datenübertragungseinheit
aus dem Sensorsignalverlauf durch Bestimmung des zeitlichen Abstands
beispielsweise zweier korrespondierender Extremwerte bei aufeinanderfolgenden
Latschdurchläufen
bestimmt werden. Es ist aber auch möglich, die Reifenumdrehungsgeschwindigkeit
aus anderweitigen Signalen, beispielsweise eines Antiblockiersystem-Sensors
zu ermitteln oder aus einem CAN-Datenbus des Fahrzeugs auszulesen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 – eine schematische Darstellung
eines Fahrzeugreifens mit Sensor und Auswerteeinheit;
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2 – ein Sensorsignal mit zwei
charakteristischen Signalausschlägen
bei mehr als einer Reifenumdrehung mit zwei Latschdurchläufen;
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3 – ein Diagramm der Latschlänge in Abhängigkeit
von der Radlast und dem Reifenfülldruck
bei einer Reifenumdrehungsgeschwindigkeit von 40 km/h;
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4 – Diagramm der Sensorspannung
in Abhängigkeit
von der Radlast und dem Reifenfülldruck
bei einer Reifenumdrehungsgeschwindigkeit von 40 km/h;
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5 – Kernlinienfelder mit angepassten Geradenfunktionenscharen
für die
Latschlänge
und die Sensorspannung als Funktion der Radlast in Abhängigkeit
von dem Reifenfülldruck,
wobei die Geraden prinzipiell den Höhenlinien der Diagramme aus den 3 und 4 entprechen.
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Die 1 lässt eine Vorrichtung zur Ermittlung
des Reifenfülldrucks
pR und der Radlast FR eines Fahrzeugreifens 1 schematisch
erkennen. Es wird deutlich, dass in den Fahrzeugreifen 1 ein
differenzierender Sensor 2, vorzugsweise ein piezoelektrischer
Sensor, beispielsweise in die Lauffläche oder in die Seitenwand
des Fahrzeugreifens 1 integriert ist. Der differenzierte
Sensor 2 ist mit einer Datenübertragungseinheit 3 gekoppelt,
die ebenfalls in dem Fahrzeugreifen 1 integriert ist. Die
kontinuierlichen bei der Fahrt generierten Sensorsignale werden
in der Datenübertragungseinheit 3 bereits
vorausgewertet, so dass die an eine externe Auswerteeinheit 4 zu übertragende
Datenmenge reduziert ist. Hierzu wird die Latschlänge IL als Abstand zweier korrespondierender absoluter
Extremwerte des Kurvenverlaufs des Sensorsignals eines Latschdurchlaufs,
die Sensorspannung US zwischen den Extremwerten
und die Reifenumdrehungsgeschwindigkeit ermittelt. Die Latschlänge entspricht
der Länge
der Bodenaufstandsfläche
des Fahrzeugreifens 1 auf der Fahrbahn. Beim Einlaufen
der Lauffläche
des Fahrzeugreifens 1 im Bereich des differenzierten Sensors 2 auf
die Fahrbahn gibt der Sensor 2 ein erstes charakteristisches Impulssignal
ab. Beim Auslaufen aus der Lauffläche des Fahrzeugreifens 1 wird
durch den Sensor 2 dann ein zweites entgegengesetztes korrespondierendes Sensorsignal
erzeugt.
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Die 2 lässt einen solchen charakteristischen
Sensorsignalverlauf über
knapp zwei Reifenumdrehungen mit zwei Latschdurchläufen erkennen.
Aus dem zeitlichen Abstand der absoluten Spannungsextremwerte UMax,1 und UMin,1 kann
nun die Latschlänge
IL bestimmt werden. Diese ergibt sich aus
dem zeitlichen Abstand in Bezug auf den zeitlichen Abstand entsprechender
Spannungsmaxima UMax einer vollständigen Radumdrehung
und/oder in Verbindung mit der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit v,
wobei die Reifenumdrehungsgeschwindigkeit v bei bekanntem Durchmesser
auch unmittelbar aus dem Sensorsignalverlauf bestimmbar ist. Aus
einer bekannten Reifenumdrehungsgeschwindigkeit v und der aus dem
Sensorsignalverlauf entnehmbaren Reifenumlaufzeit tU zwischen
zwei Latschdurchgängen lässt sich
auch ein dynamischer Fahrzeugreifenumfang und hieraus aus dem zeitlichen
Abstand eines Latschdurchlaufs die Latschlänge IL berechnen.
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Die
Latschlänge
I2 kann somit hierbei aus dem Verhältnis der
Zeit zwischen zwei Latschdurchläufen
tL und der Zeit zwischen zwei entsprechenden Extremwerten
UMax ,1 und UMin,1 eines Latschdurchlaufs tU multipliziert
mit dem dynamischen Umfang berechnet werden.
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Der
dynamische Umfang ergibt sich hierbei als Produkt der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der gemessenen Zeit zwischen zwei Latschdurchläufen.
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Als
Sensorspannung US zur Bestimmung des Reifenfülldrucks
und der Radlast wird die Spannungsdifferenz zwischen den entsprechenden
großen
Extremwerten UMax,1 UMin,1 oder
kleinen Extremwerten UMax,2 UMin,2 ausgewertet.
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Die
Latschlänge
IL und die Sensorspannung US wird
dann, wie in der 1 skizziert
ist, von der Datenübertragungseinheit 3 an
eine Empfangseinheit 5 gefunkt, die beispielsweise im Radkasten 6 des Fahrzeugs
angrenzend an den Fahrzeugreifen 1 angebracht ist. Die
Reifenumdrehungsgeschwindigkeit v wird entweder ebenfalls im Reifen
bestimmt und an die Auswerteeinheit 4 übermittelt oder mit Hilfe anderer
Messsignale bestimmt und der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt.
Die Empfangseinheit 5 ist mit der Auswerteeinheit 4 verbunden,
die aus den Daten der Latschlänge
IL, der Sensorspannung US und
der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit v den Reifenfülldruck
pR und die Radlast FR ermittelt.
Dies kann beispielsweise durch geeignete Programmierung eines Mikroprozessors
in der Auswerteeinheit erfolgen.
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Hierzu
sind in Abhängigkeit
von Reifenumdrehungsgeschwindigkeiten v beziehungsweise Fahrzeuggeschwindigkeiten
charakteristische funktionale Zusammenhänge für den jeweiligen Fahrzeugreifentyp
bekannt. Die funktionalen Zusammenhänge sind einerseits die Latschlänge als
Funktion des Reifenfülldrucks
pR und der Radlast FR II = f(pR,
FR)v = const und
die Sensorspannung US als Funktion des Reifenfülldrucks
pR und der Radlast FR US = f(PR, FR)·v = const
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Diese
funktionalen Zusammenhänge
können auch
nach dem Reifenfülldruck
pR und der Radlast FR aufgelöst sein
und die Beziehungen FR =
f(IL, US)v = const pR = f(IL, US)v = const ausdrücken. Die
für bekannte
Reifengeschwindigkeiten v charakteristischen funktionalen Zusammenhänge für die Radlasst
FR und den Reifenfülldruck pR jeweils
in Abhängigkeit
von Latschlänge
IL und Sensorspannung US bieten
die Möglichkeit,
direkt mit Hilfe der ermittelten Latschlänge IL und
der Sensorspannung US den gesuchten Reifenfülldruck pR und
Radlast FR zu bestimmen.
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Ein
funktionaler Zusammenhang zwischen der Latschlänge IL von
dem Reifenfülldruck
pR und der Radlast FR ist
beispielhaft in der 3 aufgetragen.
Es wird deutlich, dass die Latschlänge mit zunehmenden Reifenfülldruck
pR abnimmt und mit zunehmender Radlast FR zunimmt.
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Ein
beispielhafter funktionaler Zusammenhang zwischen der Sensorspannung
US und dem Reifenfülldruck pR und
der Radlast FR ist in der 4 skizziert. Es wird deutlich, dass die
Sensorspannung US ebenfalls mit zunehmenden
Reifenfülldruck
pR abnimmt und mit zunehmender Radlast FR zunimmt.
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Um
nun aus den beiden Größen der
Latschlänge
IL und der Sensorspannung US, die jeweils sowohl
von dem Reifenfülldruck
pR als auch von der Radlast FR abhängen, den
momentanen Reifenfülldruck
pR und die momentane Radlast FR zu
ermitteln, wird auf den in der 5 skizzierten
Zusammenhang der Kurvenscharen zurückgegriffen.
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In
der 5 sind die funktionalen
Zusammenhänge
der Sensorspannung US als Funktion des Reifenfülldrucks
pR und der Radlast FR US = f(FR,
pR)und des funktionalen Zusammenhangs
der Latschlänge
IL als Funktion des Reifenfülldrucks
pR und der Radlast FR IL = f(FR,
pR)in Form von Geradenfunktionenscharen
für verschiedene
Latschlängen
IL und Sensorspannungen US bei einer
Fahrzeuggeschwindigkeit von 50 km/h dargestellt. Die Geradenfunktionenscharen
sind Geraden, die an für
einen Fahrzeugreifentyp bei der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit
gemessene Werte als Funktion der Radlast FR in
Abhängigkeit
von dem Reifenfülldruck
pR angenähert
sind. Die Geraden folgen für
die funktionalen Zusammenhänge
der Latschlänge
IL einer Gleichung FR = a + b·pR,wobei die Parameter
a und b für
jeden Wert der Latschlänge
IL als der Sensorspannung US charakteristische
Größen des
Fahrzeugreifentyps bei der Fahrzeuggeschwindigkeit beziehungsweise
Reifenumdrehungsgeschwindigkeit v bekannt sind bzw. im Vorfeld ermittelbar
worden sind, und für
die funktionalen Zusammenhänge
der Sesorspannung US einer Gleichung FR = c + d·pR,wobei die Parameter c und d entsprechend
von der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit v der Sensorspannung US und dem Reifentyp abhängig sind.
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Die
Geradenfunktionenscharen können
somit in einer Datenbank einfach als eine Vielzahl von Parametern
a und b in Abhängigkeit
der zugehörigen Latschlängen IL sowie Parameter c und d in Abhängigkeit
der zugehörigen
Sensorspannungen US für die Reifenumdrehungsgeschwindigkeit
v fahrzeugreifentypbezogen abgelegt werden.
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Zur
Bestimmung eines bestimmten Reifenfülldrucks pR und
einer bestimmten Radlast FR aus einer wie
oben erläutert
ermittelten Latschlänge
IL und Sensorspannung US müssen dann
nur noch die zugehörigen
Geraden aus den Geradenfunktionenscharen gesucht werden. Dies kann
beispielsweise durch Auslesen der zu der Latschlänge IL und
der Sensorspannung US gehörigen Parameter
a und b aus einer Kennlinientabelle erfolgen. Da die Steigungen
gemäß der erfindungsgemäßen Erkenntnis
unterschiedlich sind, kann aus dem Schnittpunkt S der Geradenfunktionen
eindeutig ein Reifenfülldruck
pR und eine Radlast FR ermittelt
werden. In dem dargestellten Beispiels beträgt der Reifenfülldruck
etwa 2,56 bar und die Radlast FR etwa 330
kg.
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Der
Reifenfülldruck
pR und die Radlast FR werden
somit mit in den folgenden Schritten bestimmt:
- 1)
Bestimmen der Reifenumdrehungsgeschwindigkeit v beispielsweise aus
dem Sensorsignalverlauf, wobei der Reifenumfang bekannt sein muss
oder aus Signalen eines Antiblockiersystems (ABS);
- 2) Bestimmen der Latschlänge
IL und der Sensorspannung US aus
dem Sensorsignalverlauf;
- 3) Ermitteln des Reifenfülldrucks
pR und der Radlast FR aus
den Gleichungen pR =
f(IL, US)v = const FR = f(IL, US)v = const.
- Im Schritt 3) wird der erkannte lineare Zusammenhang der Gleichungen
mit den Basisfunktionen IL =
f(pR, FR)v = const US = f(pR, FR)v = const ausgenutzt.