DE10352539B4

DE10352539B4 - System zum Überwachen eines luftbereiften Fahrzeugs, Signalauswerteverfahren sowie Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE10352539B4
Application number: DE10352539A
Authority: DE
Inventors: Franz Hillenmayer; Gregor Kuchler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2023-11-12
Also published as: FR2862571A1; FR2862571B1; DE10352539A1; US20050097949A1; US7000462B2

Abstract

System zum Überwachen eines luftbereiften Fahrzeugs, enthaltend an wenigstens einem Fahrzeugrad einen Drucksensor (4) zur Erfassung des Reifenfülldrucks und einen mit dem Reifen (6) verbundenen Verformungssensor (8) zur Erfassung von Verformungen des Reifens, eine Datenübertragungseinrichtung (10, 12) zum Übertragen der Ausgangssignale der Sensoren zu einer Auswerteeinrichtung (14), wobei der Verformungssensor (8) an einer Stelle der Seitenwand des Reifen (6) angebracht ist, die sich bei bezogen auf das Fahrzeuggewicht zu geringem Luftdruck stark verformt, und ein von der Verformung der Seitenwand abhängiges Ausgangssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (14) eine Filtereinrichtung (20) enthält, in der die Ausgangssignale des Verformungssensors zum Erzeugen eines einer quasi statischen Reifenverformung entsprechenden Signals einer niederfrequenten, von der Raddrehzahl abhängigen Filterung und zur Erzeugung eines die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signals einer hochfrequenten, von der Raddrehzahl abhängigen Filterung unterworfen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Überwachen eines luftbereiften Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Auswerten eines in oder an der Seitenwand eines Luftreifens eines Fahrzeugrades angebrachten Verformungssensors sowie einen Fahrzeugreifen.
Für die Fahrsicherheit von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, ist ein einwandfreier Reifenzustand wichtig. Von den Fahrzeugherstellern werden Reifensolldrucke empfohlen, die abhängig von der jeweiligen Reifengröße, der Fahrzeugbeladung, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrbahnbeschaffenheit verschiedene Solldrucke empfehlen. Ein Reifendruckkontrollsystem sollte daher zur exakten und situationsangepassten Warnung des Fahrers bzw. der Fahrerin das Warnverhalten an die jeweilige Fahrzeugbeladung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrbahnbeschaffenheit anpassen, wobei die Reifengröße dem System vorher eingegeben wird. Bekannte Reifendruckkontrollsysteme sehen keine Möglichkeit vor, den Alarm, der den Fahrzeugführer auf fehlerhaften Reifendruck hinweist, an die Fahrbahnbeschaffenheit anzupassen. Eine Anpassung an den Beladungszustand erfolgt mit Hilfe von Lastsensoren. Eine Anpassung an den Reifendruck erfolgt mittels Drucksensoren. Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist im Fahrzeug bekannt. Eine Ermittlung der Fahrbahnbeschaffenheit ist nicht vorgesehen. Bei extremer Fahrbahnbeschaffenheit, beispielsweise Fahrt im Gelände warnt die Reifendruckkontrolleinrichtung den Fahrzeugführer deshalb beispielsweise zu früh. Es ist möglich, dass bei Reifendruckwerten nahe der Warnschwelle des Reifenddruckkontrollsystems keine Warnung ausgelöst wird, obwohl der Reifendruck für die herrschenden Verhältnisse zu gering ist, oder dass ein Alarm ausgelöst wird, obwohl der Reifendruck für die herrschenden Bedingungen auch innerhalb der vom Fahrzeughersteller angegebenen zulässigen Werte liegt.

In der US 2003/0046992 A1 ist ein System zum Überwachen von Verformungen eines laufenden Fahrzeugreifens beschrieben, bei dem die Verformung des Reifens mittels einer an der Felge im Reifeninneren montierten Sensoreinrichtung gemessen wird, die die jeweilige Entfernung zwischen verschiedenen Stellen der Innenseite des Reifens und einem Sensor ermittelt. Die Messwerte werden dazu verwendet, vertikale, seitliche und Längskräfte im Reifen zu ermitteln.

In der WO 2003/016078 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum Überwachen und drahtlosen Signalisieren einer Druckänderung und zur automatischen Druckregelung in Fahrzeugluftreifen beschrieben. Im Reifeninneren ist eine Sensorelektronik zur Ermittlung des Reifendrucks angeordnet. Die Belastung des jeweiligen Reifens kann während eines Fahrzeugstillstands mit einem gesonderte Sensorsystem ermittelt werden.

In der US 2003/0010108 sind magnetische Elemente längs zweier radial beabstandeter umlaufender Bahnen in einer Seitenwand eines Reifens angeordnet, mit Hilfe derer insbesondere tangentiale Reifenverformungen ermittelt werden können.

In der DE 10146031 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Reifenluftdrucks und der Radlast von Fahrzeugreifen durch Auswertung der von mindestens einem im Fahrzeugreifen eingebetteten Verformungssensor gelieferten Messsignale beschrieben, wobei für einen vorgegebenen Reifentyp unter Variation und Messung des Reifenluftdrucks, der Radlast und der Einfederung jeweilige Signalverläufe beim Durchlauf des Verformungssensors durch den Reifenlatsch aufgenommen und die Signalkurvenbreiten zwischen Nulldurchgängen des Signalverlaufes sowie die Amplitudenminima des Signalverlaufes aufgenommen werden. Aus den ermittelten Daten werden Kennfelder ermittelt, aus denen wieder um aus einer aktuellen Messung die jeweiligen Werte ausgelesen werden.

In der bezogen auf die vorliegende Anmeldung nicht vorveröffentlichten DE 102 53 367 A1 ist eine Reifenmessvorrichtung mit einer in den Reifen integrierten piezoelektrischen Faser bzw. einem Fasernetz beschrieben, wobei die piezoelektrische Faser sowohl als Sensor als auch als Energiequelle für weitere Sensoren, beispielsweise einen Temperatur- oder einen Drucksensor, verwendbar ist.

Die WO 03/091046 A1 beschreibt ein Fahrzeugüberwachungssystem, bei dem im Bereich der Reifenschulter angeordnete Temperatursensoren von ausschlaggebender Bedeutung sind, mittels derer eine Reifenschädigung ermittelt werden kann.

Die DE 198 07 004 A1 beschreibt ein Sensorsystem und ein Verfahren zur Überwachung bzw. Messung des Kraftschlusses zwischen Fahrzeugreifen und Fahrbahn sowie weiterer physikalischer Daten des Reifens, bei dem das Sensorelement selbst in die Laufwand bzw. Karkasse des Reifens integriert ist und insbesondere tangentiale Kräfte innerhalb der Laufwand erfasst werden.

Die DE 43 29 591 C2 beschreibt eine Vorrichtung zur Überwachung des Luftdrucks eines Reifens, bei dem ein Sensor derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er einen dem Ausmaß der Verformung des Reifens bei einem Latschdurchlauf entsprechenden elektrischen Impuls abgibt. Der Sensor ist beispielsweise durch ein in die Seitenwand des Reifens integriertes Piezoelement gebildet, das gleichzeitig als Sensor und als Energiequelle dienen kann. In einer Auswerteeinheit kann lediglich die Höhe der Amplitude des Ausgangssignals ausgewertet werden, um auf das Ausmaß der Verformung zu schließen. Für eine größere Genauigkeit kann die Auswerteeinheit das Verhältnis der Dauer des elektrischen Impulses zur Dauer einer Radumdrehung ermitteln und aus diesem Verhältnis das Ausmaß der Verformung bestimmen. Durch Zählen der Impulse kann die Laufleistung des Reifens berechnet und der Verschleiß abgeschätzt werden.

Im Oberbegriff des neuen Anspruchs 1 wird von der WO 02/092364 A2 ausgegangen. In dieser Druckschrift ist ein Fahrzeug- und Fahrzeugreifenüberwachungssystem beschrieben, das ein Fahrzeugrad aufweist, das mit einem Beschleunigungssensor ausgerüstet ist, der Verformungen des Fahrzeugreifens aufgrund von dessen Belastung beim Drehen auf einer tragenden Oberfläche enthält. Der Beschleunigungssensor ist im Inneren des Reifens vorzugsweise in oder an der Laufwand angeordnet und geeignet, Beschleunigungsänderungen in radialer Richtung des Reifens zu erfassen. Zusätzlich ist ein Drucksensor zur Erfassung des Reifenfülldrucks vorgesehen. Durch Auswertung der Ausgangssignale des Beschleunigungssensors und des Drucksensors ist es möglich, beispielsweise die Reifenbelastung, den Luftmasseninhalt des Reifens, die Fahrzeugmasse, die Massenverteilung usw. zu bestimmen und diese Größen für ein Fahrzeugsteuersystem zu verwenden, um das Bremssystem, das Lenksystem, das Aufhängungssystem, das von dem Antriebsmotor erzeugte Drehmoment usw. zu beeinflussen. Die Auswertealgorithmen sind verhältnismäßig kompliziert und setzen voraus, dass die Abflachung bezogen auf deren Mittelpunkt jeweils symmetrisch ist, was nur bei geringeren Geschwindigkeiten der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Überwachen eines luftbereiften Fahrzeugs zu schaffen, das bei einfachem Aufbau eine Überwachung unterschiedlichster, für die Fahrsicherheit des Fahrzeugs relevanter Parameter ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit Merkmalen des neuen Anspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Verformungssensor zur Erfassung der Verformung, insbesondere Durchbiegung, der Reifenseitenwand ermöglicht mit Hilfe einer Filtereinrichtung, die Ermittlung sowohl einer quasi statischen Reifenverformung, als auch der Fahrbahnbeschaffenheit (insbesondere ebene oder stark unebene Fahrbahn). Die dazu erforderliche Ermittlung der Raddrehzahl kann durch den Verformungssensor selbst oder in anderer an sich bekannter Weise erfolgen.

Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße System gemäß dem Anspruch 2 mit einem Speicherbaustein ausgerüstet, der reifenspezifische Daten enthält.

Auf diese Weise können mit dem erfindungsgemäßen System die in den Ansprüchen 3 bis 6 angegebenen Größen bestimmt werden.

Das System gemäß dem Anspruch 7 nutzt die Tatsache, dass es für jeden Reifen eine reifenspezifische Soll-Verformung gibt, bei der der Reifen ein gutes Lauf- und Federungsverhalten zeigt. Wenn die Ist-Verformung von der Soll-Verformung abweicht, ist dies ein Zeichen für fehlerhaften Luftdruck.

Gemäß dem Anspruch 8 kann das erfindungsgemäße System auch zur Bestimmung von Soll-Einstellwerten des Fahrwerks des Fahrzeugs verwendet werden.

Gemäß dem Anspruch 9 können Soll-Einstellwerte einer Bremseinrichtung und/oder einer Antriebseinrichtung des Fahrzeugs bestimmt werden.

Gemäß dem Anspruch 10 kann das erfindungsgemäße System weiter dazu verwendet werden, Aktoren zur Einstellung von Fahrzeugparametern anzusteuern.

Der Anspruch 11 kennzeichnet das Auswerteverfahren zur Ermittlung der statischen Belastung und der Fahrbahnbeschaffenheit aus den Ausgangssignalen des in der Seitenwand des Reifens angeordneten Verformungssensors.

Die Ansprüche 12 bis 14 kennzeichnen Fahrzeugreifen, wie sie vorteilhafterweise in einem erfindungsgemäßen System verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Figuren stellen dar:
1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems,
2 schematische Darstellungen eines Reifens bei unterschiedlicher Beladung zur Verdeutlichung der Funktionsweise eines im Reifen angeordneten Verformungssensors, und
3 eine Detailansicht eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Reifens.
Gemäß 1 ist an der Felge 2 eines im Teilquerschnitt dargestellten Fahrzeugrades ein Drucksensor 4 angebracht, der den im Inneren eines Reifens 6 herrschenden Fülldruck erfasst.
Weiter ist in dem Reifen 6 im Bereich von dessen Seitenwand 7 ein Verformungssensor 8 angebracht.
Die Ausgangssignale der Sensoren 4 und 8 werden über eine Elektronikeinheit 9 einer radfesten Sende-/Empfangseinheit 10 zugeführt, von der aus sie zu einer fahrzeugfesten bzw. karosseriefesten Sende/Empfangseinheit 12 übertragen werden. Die karosseriefeste Sende/Empfangseinheit 12 ist mit einer Auswerteeinrichtung 14 verbunden, der eine Anzeigeeinheit 16 nachgeschaltet ist oder die eine Anzeigeeinheit 16 unmittelbar enthält.
Die Auswerteeinrichtung 14 weist einen weiteren Eingang 18 auf, dem ein im Fahrzeug in vielfältiger Weise zugängliches Geschwindigkeitssignal zugeführt wird. Die Auswerteeinrichtung 14 enthält eine Filtereinrichtung 20, einen Mikroprozessor 22 sowie Programm- und Datenspeicher 24.
Weiter weist die Auswerteeinrichtung Ausgänge 26, von denen einer beispielsweise mit einem Aktor 28 zur Verstellung einer Niveaulage des Fahrzeuges verbunden ist.
Der Drucksensor 4 kann ein an sich bekannter Drucksensor sein, der unmittelbar eine Elektronikeinheit zur Erzeugung eines druckabhängigen Ausgangssignals enthält oder dessen Ausgänge mit der Elektronikeinheit 9 verbunden sind.
Der Verformungssensor 8 ist beispielsweise ein Dehnungssensor in Form eines Dehnungsmessstreifens, einer piezoelektrischen Faser, eines piezoelektrischen Kristalls, eines piezoelektrischen Widerstandes, einer Kombination der vorgenannten Elemente oder ist in anderswie geeigneter Weise aufgebaut. Der Verformungssensor 8 kann beispielsweise an die Innenseite der Seitenwand des Reifens 6 geklebt sein, in den Reifengummi einvulkanisiert sein, an der Reifenkarkasse befestigt sein usw.. Der Verformungssensor 8 kann mit der Elektronikeinheit 9 über Leiterbahnen, die den Reifen mit der Felge verbinden, elektrisch leitend verbunden sein; er kann auch einen Transponder enthalten oder mit einem reifenfesten Transponder verbunden sein, der von der Elektronikeinheit 9 abgefragt werden kann. Vorteilhafterweise enthält der Verformungssensor einen Speicherbaustein mit reifenspezifischen Daten, wie Bauart, Hersteller, Herstellungsdatum, Soll-Verformung, Soll-Fülldruck, jeweils abhängig von der Last, Tragvermögen usw. Die reifenspezifischen Daten können zusammen mit dem Ausgangssignal des Verformungssensors zur Auswerteeinrichtung übertragen werden.
Die Stromversorgung der Elektronikeinheit 9, gegebenenfalls eines Transponders, und der radfesten Sende/Empfangseinheit 10 kann in an sich bekannter Weise berührungslos von der karosseriefesten Sende/Empfangseinheit 12 erfolgen. Es kann auch eine Batterie vorgesehen sein oder der Reifen kann, wie später anhand 3 erläutert, sich infolge seiner bei einer Umdrehung erfolgenden Verformung selbst mit Energie versorgen.
Aufbau und Funktion der einzelnen Elemente sind an sich bekannt und werden daher nicht im einzelnen erläutert.
2 zeigt schematisch, dass der Verformungssensor 8 vorteilhafterweise in einem Bereich der Seitenwand des Reifens 6 angeordnet ist, der sich bei unterschiedlicher Fahrzeugbeladung oder unterschiedlichem Reifenfülldruck stark verformt.
Im einzelnen können mit dem anhand der 1 schematisch beschriebenen System folgende Größen gemessen werden: Vom Drucksensor 4 wird der Reifenfülldruck ermittelt und über die Elektronikeinheit 9 und die Sende/Empfangseinheiten 10 und 12 der Auswerteeinheit 14 zugeführt, so dass er dort zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung steht.
Vorteilhafterweise enthält das Rad zusätzlich einen nicht dargestellten Temperatursensor, der die Temperatur der im Reifen enthaltenen Luft ermittelt, die dann zur Auswerteeinrichtung 14 übertragen wird, so dass dort der Reifenfülldruck entsprechend der Reifentemperatur auf eine Bezugstemperatur bezogen werden kann.
Die Ausgangssignale des Verformungssensors 8 werden über die Elektronikeinheit 9, die Sende-Empfangseinheit 10 und die Sende-/Empfangseinheit 12 in ähnlicher Weise zu der Auswerteinrichtung 14 übertragen, wobei bei entsprechender Ausbildung des Verformungssensors 8 mit einem Transponder die Werte auch unmittelbar von der karosseriefesten Sende-/Empfangseinheit 12 ausgelesen werden können. In der Filtereinrichtung 20 werden die Ausgangssignale des Verformungssensors 8 einer dynami schen, vorteilhafterweise von der Fahrzeug- bzw. Reifengeschwindigkeit abhängigen Filterung bzw. einer Auswertung der niederfrequenten Signalanteile unterworfen, wobei nach einer niederfrequenten Filterung ein Signal erzeugbar ist, das einer quasi statischen Reifenverformung und damit der Belastung des Reifens bzw. des jeweiligen Rades entspricht, und aus einer hochfrequenten, ebenfalls von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Filterung bzw. einer Auswertung der hochfrequenten Signalanteile erzeugtes Signal ein Maß für die dynamische Reifenverformung, d.h. die Verformung des Reifens infolge der Fahrbahnbeschaffenheit ist, aus dem ein die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnendes Signal gewonnen werden kann.
In der Auswerteeinrichtung 14 stehen somit neben den reifenspezifischen Daten der auf eine Normtemperatur bezogene Reifenfülldruck, die Radlast und die Fahrbahnbeschaffenheit als weiterzuverarbeitende Signale zur Verfügung.
Vorteilhafterweise sind alle Fahrzeugräder bestückt wie das beschriebene Fahrzeugrad, so dass die entsprechenden Signale aller Fahrzeugräder für eine Auswertung zur Verfügung stehen.
Da die Verformung des Reifens sowohl vom Reifenfülldruck als auch von der Belastung des Reifens abhängig ist, ist es vorteilhaft, wenn in dem Speicher 24 reifentypspezifische Kennfelder vorhanden sind, die ggf. aus dem reifenfesten Speicherbaustein ausgelesen sind und die die Abhängigkeiten zwischen dem niederfrequenten, gegebenenfalls gemittelten Verformungssignal, dem Reifenfülldruck und der Reifenbelastung angeben. Diese Kennfelder können auch in Form von arithmetischen Zusammenhängen formelmäßig gespeichert sein. Ein Zusammenhang zwischen dem hochfrequenten, straßenzustandsbestimmten gefilterten Ausgangssignal des Verformungssensors 8, mit gegebenenfalls Feinjustierung durch die Reifenbelastung und den Reifenfülldruck, und einem Straßenzustand kann ebenfalls im Speicher 24 gespeichert sein.
Aus der anhand der Reifenverformung und des Reifenfülldrucks ermittelten Radlast kann die Belastung der jeweiligen Radaufhängung ermittelt werden. Bei entsprechender Bestückung weiterer Räder kann die Belastung einer Achse oder des gesamten Fahrzeugs ermittelt werden.
Aus weiteren im Speicher 24 abgelegten Kennfeldern kann den jeweils Wertetripeln aus Reifenfülldruck, Reifenbelastung und Straßenzustand ein Sollreifenfülldruck zugeordnet werden und bei überschwelliger Abweichung zwischen gemessenem Ist-Reifenfülldruck und Soll-Reifenfülldruck in der Anzeigeeinheit 16 ein Signal erzeugt werden. Es versteht sich, dass bei stehendem Fahrzeug ein dem jeweiligen Umständen entsprechender Soll-Reifenfülldruck in der Anzeigeeinheit 16 angezeigt werden kann, der reifenspezifisch in der Auswerteeinrichtung 14, die auf jeweilige Reifentypen eingestellt werden kann, abgelegt ist. Somit kann bei einer Drucknachfüllung der korrekte Reifenfülldruck eingestellt werden. Bei entsprechendem Ausbau des Systems kann der Reifenfülldruck bei fahrendem Fahrzeug jeweils auf den ermittelten Soll-Reifenfülldruck eingestellt werden, wobei eine solche Reifenfülldruckeinstelleinrichtung mit einem der Ausgänge 26 verbunden ist.
Vorteilhaft und besonders einfach ist ein Aufbau des Systems derart, dass eine ggf. vom Ist-Fülldruck abhängige Soll-Verformung des Reifens, die reifenspezifisch gespeichert ist und im Datenspeicher 24 verfügbar ist, mit der Ist-Verformung verglichen wird. Eine überschwellige Abweichung deutet auf fehlerhaften Fülldruck hin, der dann solange nach eingestellt werden kann, bis Übereinstimmung zwischen Soll- und Ist-Verformung herrscht. Ein Reifen soll sich bei seinem Laufen während einer Umdrehung um ein gewisses Maß verformen. Dadurch ist ein gutes Federverhalten bei gleichzeitig geringem Rollwiderstand und geringem Verschleiß des Reifens gewährleistet.
Weiter ist es möglich, die ermittelten Werte Reifenbelastung und Fahrbahnbeschaffenheit, gegebenenfalls unter zusätzlicher Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit, für die Ermittlung von Sollwerten von Fahrwerkeinstellparametern, wie Fahrzeugniveau, Dämpfung, Federkonstante usw. zu verwenden, die im Speicher 24 gespeichert sind oder aus entsprechenden arithmetischen Zusammenhängen errechnet werden können. Bei entsprechendem Ausbau des Systems können Aktoren, wie der Aktor 28, entsprechend den ermittelten Sollwerten eingestellt werden. Es versteht sich, dass die entsprechenden Einstellwerte, wenn ein fehlerhafter Luftdruck festgestellt wird, entsprechend adjustiert werden können.
Weiterhin können die ermittelten Größen zur Einstellung von Parametern des Bremssystems und/oder eines Fahrstabilitätssystems verwendet werden. Beispielsweise kann die Wirksamkeit der einzelnen Radbremsen an die Belastung der einzelnen Räder angepasst werden, können Voreinstellungen des ABS-Systems verändert werden usw.
3 zeigt einen Ausschnitt aus der Seitenwand 7 eines Reifens. Deutlich sichtbar ist der Verformungssensor 8, der an seinen Rändern beispielsweise mit der Innenseite der Seitenwand verklebt ist und durch biegbare Piezofasern in Form eines Biegebalkens ausgebildet ist. Der Biegebalken verformt sich bei einer Verformung der Seitenwand 7 und liefert eine Spannung, die sowohl als Maß für die Verformung genommen werden kann als auch in einem Elektronikbaustein 30 in elektrische Energie umgewandelt werden kann, die zur Energieversorgung des Elektronikbausteins 30 dient, der einen Speicherbaustein 32 zur Speicherung reifenspezifischer Daten, einen nicht dargestellten Drucksensor zum Erfassen des Fülldrucks des Reifens, einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Reifenfüllgases und eine Sendeeinheit aufweist, mit der Daten zu der Sende-Empfangseinheit 12 (1) übertragen werden können. Die gesamten Einheiten sind zu einem Modul bzw. Baustein zusammengefasst, der an der Innenseite der Reifenwand befestigt ist. Die Energieversorgung kann auch in anderer Weise erfolgen, beispielsweise mittels einer Batterie oder eines Gene rators, der infolge der Schwerkraft bei jeder Reifenumdrehung Energie liefert, beispielsweise durch magnetische Induktion mit Hilfe einer trägen Masse. Es versteht sich, dass die Energieerzeugungseinheit auch an der Felge angebracht sein könnte.
Der in den Fig. dargestellte Ort für den Verformungssensor ist wegen der großen Reifenverformung im Bereich der Seitenwand besonders günstig. Der Verformungssensor könnte jedoch im Bereich der Lauffläche angeordnet sein, wo während einer Umdrehung des Reifens ebenfalls Verformungen auftreten.
Zusammenfassend ist es mit der Erfindung möglich, aus dem Ausgangssignal eines einzigen Sensors Informationen über die Belastung eines Reifens und die Fahrbahnbeschaffenheit zu gewinnen. Dadurch wird der Aufbau des Fahrzeugüberwachungssystems vereinfacht und ein situationsangepasstes Warnverhalten des Systems möglich. Sowohl ein Unterschreiten eines geringsten zulässigen Reifendrucks als auch das Überschreiten eines zu hohen Reifendrucks wird in allen Fahrsituationen sicher angezeigt, ohne dass in extremen Fahrsituationen eine fehlerhafte Warnung erfolgt. Durch die Ermittlung der Parameter Beladungszustand und Fahrbahnbeschaffenheit können weitere Fahrzeugeigenschaften bzw. Einstellparameter in komfortabler, automatischer Weise eingestellt werden.

Claims

System zum Überwachen eines luftbereiften Fahrzeugs, enthaltend an wenigstens einem Fahrzeugrad einen Drucksensor (4) zur Erfassung des Reifenfülldrucks und einen mit dem Reifen (6) verbundenen Verformungssensor (8) zur Erfassung von Verformungen des Reifens, eine Datenübertragungseinrichtung (10, 12) zum Übertragen der Ausgangssignale der Sensoren zu einer Auswerteeinrichtung (14), wobei der Verformungssensor (8) an einer Stelle der Seitenwand des Reifen (6) angebracht ist, die sich bei bezogen auf das Fahrzeuggewicht zu geringem Luftdruck stark verformt, und ein von der Verformung der Seitenwand abhängiges Ausgangssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (14) eine Filtereinrichtung (20) enthält, in der die Ausgangssignale des Verformungssensors zum Erzeugen eines einer quasi statischen Reifenverformung entsprechenden Signals einer niederfrequenten, von der Raddrehzahl abhängigen Filterung und zur Erzeugung eines die Fahrbahnbeschaffenheit kennzeichnenden Signals einer hochfrequenten, von der Raddrehzahl abhängigen Filterung unterworfen werden.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Reifen (6) ein Speicherbaustein (32) mit reifenspezifischen Daten angebracht ist, die über die Datenübertragungseinrichtung auslesbar sind.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (14) aus dem Reifenfülldruck, einem Raddrehzahlsignal und dem Ausgangssignal des Verformungssensors (8) die Radlast ermittelt.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (14) einen von der Radlast abhängigen Soll-Reifenfülldruck ermittelt.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (14) einen von der Fahrbahnbeschaffenheit abhängigen Soll-Reifenfülldruck ermittelt.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (14) einen von der Radlast, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrbahnbeschaffenheit abhängigen Soll-Reifenfülldruck ermittelt.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (14) eine Abweichung der Ist-Verformung des Reifens (6) von einer reifenspezifischen Soll-Verformung ermittelt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (14) von der ermittelten Fahrzeugbeladung und/oder der ermittelten Fahrbahnbeschaffenheit abhängige Soll-Einstellwerte des Fahrwerks des Fahrzeugs bestimmt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (14) von der ermittelten Fahrzeugbeladung und/oder der ermittelten Fahrbahnbeschaffenheit abhängige Soll-Einstellwerte einer Bremseinrichtung und/oder Antriebseinrichtung des Fahrzeugs bestimmt.
System nach Anspruch 8 oder 9, wobei wenigstens ein Ausgang (26) der Auswerteeinrichtung (14) mit wenigstens einem Aktor (28) zur Einstellung wenigstens eines Fahrzeugparameters verbunden ist.
Verfahren zum Auswerten des Ausgangssignals eines an oder in einem sich bei zu geringen Luftdruckdaten verformenden Bereich der Seitenwand eines Luftreifens eines Fahrzeugrades angebrachten Verformungssensors, enthaltend die Schritte – Auswerten eines niederfrequenten Bereiches des Ausgangssig nals, Korrelieren mit der Raddrehzahl und Mittelwertbildung des korrelierten Signals zur Erzeugung eines der statischen Belastung des Luftreifens entsprechenden Signals aus dem gemittelten Signal und – Auswerten eines hochfrequenten Bereiches des Ausgangssignals, Korrelieren mit der Raddrehzahl und Erzeugen eines der Fahrbahnbeschaffenheit entsprechenden Signals aus dem korrelierten Signal.
Fahrzeugreifen zur Verwendung in einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, enthaltend einen an oder in der Seitenwand des Reifens (6) in dem Bereich, in dem sich die Seitenwand bei ungenügendem Reifenfülldruck verformt, angeordneten Verformungssensor (8).
Fahrzeugreifen nach Anspruch 12, wobei der Verformungssensor (8) durch einen Dehnungsmessstreifen, piezoelektrischen Sensor oder eine Kombination beider gebildet ist.
Fahrzeugreifen nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Verformungssensor (8) mit einer Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, einem Drucksensor, einem Speicherbaustein (32) zum Speichern reifenspezifischer Daten, einem Elektronikbaustein und einer Sendeeinrichtung zu einer Einheit integriert ist.