用于确定在其内侧上安排有轮胎模块的车辆轮胎的胎面深度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确定车辆轮胎的胎面深度的方法。
【背景技术】
[0002]在车辆轮胎使用轮胎压力监测来可靠检测压力损失是已知的。
[0003]虽然提供了在行进过程中实施轮胎压力监测的各种系统以获得轮胎压力，但始终必须手动地测量车辆轮胎的胎面深度。
【发明内容】
[0004]本发明基于的目标是提供一种可以改善常规系统的方法。
[0005]此目标是通过以下一种方法实现的，该方法包括以下步骤:
[0006]a)由安排在轮胎的内侧上的一个轮胎模块来测量加速度信号，
[0007]该轮胎模块被安排成与胎面带大体上相反并且包括用于测量径向方向上的加速度值的一个加速度传感器，
[0008]b)在该车辆轮胎的旋转过程中并且在恒定行进速度下确定一个最小加速度值，
[0009]与该轮胎模块相反布置的该胎面带在该加速度测量之时是位于该车辆轮胎的触地面积的区域内，
[0010]c)确定在该车辆轮胎的触地面积的中心处该轮胎的内侧的最大内半径，
[0011]该最大内半径反映了在该触地面积的圆周方向上该轮胎的内侧的曲率、并且
[0012]是基本上取决于轮胎带束与道路之间的橡胶填充厚度，
[0013]该最大内半径是由行进速度的平方与该最小加速度值的商确定的，
[0014]d)通过信号处理来确定该车辆轮胎的胎面深度，
[0015]该最大内半径随着胎面深度的减小而显著改变，并且该胎面深度的确定是基于以下事实:胎面深度与该最大内半径通过直接的数学函数相关联，
[0016]e)将所确定的胎面深度传输到该车辆中的一个接收单元和/或通过一个指示装置来指示该胎面深度。
[0017]本发明的一个优点尤其在以下方面可见:通过根据本发明的方法在车辆轮胎具有安装在轮胎内侧上的轮胎模块的情况下可以容易地确定胎面深度。
[0018]相应的轮胎模块一般具有用于各种功能的一个加速度传感器。出乎意料的是，该加速度传感器的测量信号同样可以用于测量和监测胎面深度。不需要可能必须额外集成在该轮胎模块中的另外的特殊传感器。胎面深度可以通过对这些加速度值的信号评估来间接地确定。这样使得能够省却用机械的胎面深度量规来麻烦地检查胎面深度。尤其在带拖车的货车的情况下，通过实现自动的轮胎深度监测节省了大量工作。
[0019]在本发明的一个有利改进中提供的是，在步骤b)中在一个无胎面磨损的新车辆轮胎上测量一个参考加速度值，这个参考加速度值被用作在该信号处理中用于确定胎面深度的一个比较值。
[0020]该参考加速度值可以容易地直接存储在该轮胎模块的或该接收器的存储器系统中并且被用作随后的测量信号的一个比较值。
[0021]在本发明的一个进一步的有利改进中提供的是，在步骤c)中，由该轮胎的内侧的恒定内半径以及该触地面积之外的恒定加速度值来确定行进速度。这允许快速简单地确定行进速度。
[0022]在本发明的一个进一步的有利改进中提供的是，在步骤c)中，将来自车辆测速计的行进速度用于该信号处理。来自该车辆的车辆测速计的行进速度可以容易地整合到该信号处理中。
[0023]在本发明的一个进一步的有利改进中提供的是，将该轮胎模块进入该触地面积之中时的最大加速度值用作随后记录由步骤b)中的连续测量所得到的最小加速度值的一个触发信号。一个难点在于确定该最小加速度值。利用该触发信号，进入该接触面积之中时的高加速度可以用于识别与测量相关的区域。
[0024]在本发明的一个进一步的有利改进中提供的是，这些加速度值的测量是在车辆正以最大程度恒行驶时进行的。
[0025]因此，测量最小加速度的测量准确性将提高。
[0026]在本发明的一个进一步的有利改进中提供的是，这些加速度值的测量是在大于约70km/h的车辆速度下进行的。
【具体实施方式】
[0027]下面将给予一个示例性实施例来解释本发明。
[0028]图1示意性地示出了穿过在道路2上滚动的车辆轮胎I的一个截面。车辆轮胎I以截面视图表示出，该车辆轮胎围绕中央轴线9转动。车辆轮胎I在道路2上沿行进方向10滚动。在该轮胎的由一个轮胎内衬形成的内侧4上安排了一个带有集成的加速度传感器的轮胎模块5。该加速度传感器在不同时间点测量在径向方向上的加速度值a。该车辆轮胎的展平触地面积6与道路表面2相抵。与触地面积6相反地示出的是同样展平的轮胎内侧7，该轮胎内侧被安排成与该触地面积相反。这个图中显示，在道路上滚动的过程中，内半径r连续变化。内半径r0再现了该触地面积之外的内半径。这个内半径是大体上恒定的并且仅依赖于轮胎的相应类型。内半径r2是该触地面积8的中心处的最大内半径。由于轮胎的内侧被展平，内半径r2总体上大于内半径r0。内半径rl大体上再现了在进入该触地面积6之中时所应用的内半径。胎面带3的外侧同样被示意性地展示出。角度指示-90°、0°和+90°是相对于该车辆轮胎的圆周。决定性的是，该轮胎的内侧在该触地面积中沿着该圆周方向的曲率是基本上依赖于轮胎带束与道路之间的橡胶填充厚度。轮胎内侧的曲率或内半径因此是胎面深度的一个函数。在没有轮胎胎面的完全磨损的车辆轮胎的情况下，在触地面积中的轮胎内侧的曲率实际上为0，即轮胎内侧实际上平行于道路表面延伸。在新轮胎上、尤其是商用车辆的轮胎上，在轮胎带束与道路之间存在相对厚的橡胶填充。这种橡胶填充必然得到轮胎内侧的相对大的曲率，如图1中所展示的。
[0029]图2示意性地示出了轮胎胎面已通过摩擦而磨损的车辆轮胎I。该轮胎带束与道路表面之间的橡胶填充现在仅是相对薄的。这具有的后果是，内半径r3小于新轮胎上的内半径r2。因此逐渐增大的内半径r3指示了车辆轮胎的胎面深度的逐渐减小。轮胎内侧上的半径可以由行进速度的平方与对应加速度a的商来计算。
[0030]图2示出了当车辆轮胎进入和离开触地区域时的加速度信号a。由该轮胎模块的加速度传感器所测量的加速度a绘制在y轴上。加速度值a0在该触地面积之外是恒定的。在进入该触地面积时，加速度值短暂地升高到最大加速度al。这个加速度值al可以用作识别随后的相关测量区域的一个触发信号。随后，加速度值a下降至最小值a2。这个加速度值a2对应于当轮胎模块基本上位于触地面积的中心时的加速度值。这个加速度值a2可以用于确定内半径r2，该内半径是对该车辆轮胎的胎面深度的衡量。恒定的加速度值a0可以用于确定行进速度。作为这的替代方案，可以从该车辆的车辆测速计来获取行进速度。
[0031]用于确定胎面深度的函数:
[0032]V2/al = rl (Equl)
[0033]胎面深度=f(rl)(Equ2)
[0034]v = V (a0*r0) (Equ3)
[0035]利用方程Equl，可以确定该内半径。
[0036]方程Equ2表示，胎面深度是内半径rl的函数。
[0037]利用方程Equ3，可以确定恒定行进速度V。
[0038]标号清单(说明书的一部分)
[0039]I车辆轮胎
[0040]2 道路
[0041]3胎面带的外侧
[0042]4轮胎内侧或轮胎内衬
[0043]5带有加速度传感器的轮胎模块
[0044]6车辆轮胎的展平触地面积
[0045]7与车辆轮胎的触地面积相反的轮胎展平内侧
[0046]8在车辆轮胎的圆周方向上的触地面积中心
[0047]9中央轴线
[0048]10 行进方向
[0049]a径向方向上的加速度
[0050]a0触地面积之外的恒定加速度值(恒定内半径r0)
[0051]al进入触地面积之中时的最大加速度值
[0052]a2触地面积中心处的最小加速度值(最大内半径r2)
[0053]r0车辆轮胎的恒定内半径
[0054]r I进入触地面积之中时的内半径
[0055]r2触地面积中心处的最大内半径
[0056]V行进速度
【主权项】
1.一种用于确定车辆轮胎(I)的胎面深度的方法，其中在该轮胎的内侧上安排有一个轮胎模块，该方法包括以下步骤: a)由安排在该轮胎的内侧上的一个轮胎模块5来测量加速度信号， 该轮胎模块5被安排成与胎面带3大体上相反并且包括用于测量径向方向上的多个加速度值(a，aO，al，a2)的一个加速度传感器， b)在该车辆轮胎的旋转过程中并且在恒定行驶速度(V)下确定一个最小加速度值(a2)， 与该轮胎模块(5)相反布置的该胎面带(3)在该加速度测量之时是位于该车辆轮胎(I)的触地面积(6)的区域内， c)确定在该车辆轮胎(I)的触地面积的中心(8)处该轮胎的内侧的最大内半径(r2)， 该最大内半径(r2)反映了在该触地面积(6)的圆周方向上该轮胎的内侧(4)的曲率并且 是基本上取决于胎面带束与道路(2)之间的橡胶填充厚度， 该最大内半径(r2)是由该行进速度(V)的平方与该最小加速度值(a2)的商确定的， d)通过信号处理来确定该车辆轮胎(I)的胎面深度，该最大内半径(rl)随着该胎面深度的减小而显著改变，并且该胎面深度的确定是基于以下事实:该胎面深度与该最大内半径(rl)通过一个直接的数学函数(Equ2)相关联， e)将所确定的胎面深度传输到该车辆中的一个接收单元和/或通过一个指示装置来指示该胎面深度。
2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于 在步骤b)中，在一个没有胎面磨损的新车辆轮胎上测量一个参考加速度值， 这个参考加速度值被用作在该信号处理中确定该胎面深度的一个比较值。
3.如以上权利要求之一所述的方法， 其特征在于 在步骤c)中，由该轮胎的内侧⑷的恒定内半径(rO)以及该触地面积(6)之外的恒定加速度值(aO)来确定该行进速度(V)。
4.如以上权利要求之一所述的方法， 其特征在于 在步骤c)中，将来自车辆测速计的行进速度(V)用于该信号处理。
5.如以上权利要求之一所述的方法， 其特征在于 将该轮胎模块(5)进入该触地面积(6)之中时的最大加速度值(al)用作随后记录由步骤b)中的连续测量所得到的最小加速度值(a2)的一个触发信号。
6.如以上权利要求之一所述的方法， 其特征在于 这些加速度值(al，a2)的测量是在该车辆正以最大程度恒定行驶时进行的。
7.如以上权利要求之一所述的方法， 其特征在于这些加速度值(al，a2)的测量是在大于约70km/h的车辆速度下进行的。
【专利摘要】本发明为了提供一种可以改善常规系统的方法，指明了具有以下步骤的以下方法：由安排在该轮胎的内侧上的一个轮胎模块(5)来测量加速度信号；在该车辆轮胎的旋转过程中并且在恒定行进速度(V)下确定一个最小加速度值(a2)；确定在该车辆轮胎(1)的触地面积的中心(8)处该轮胎的内侧的最大内半径(r2)，其中该最大内半径(r2)反映了在该触地面积(6)的圆周方向上该轮胎的内侧(4)的曲率、并且基本上取决于轮胎带束与道路(2)之间的橡胶填充厚度，该最大内半径(r2)是由该行进速度(V)的平方与该最小加速度值(a2)的商确定的；并且通过信号处理来确定该车辆轮胎(1)的胎面深度，其中该最大内半径(r2)随着该胎面深度的减小而显著改变，并且该胎面深度的确定是基于以下事实：该胎面深度与该最大内半径(r2)通过一个直接的数学函数(GL2)相关联。
【IPC分类】B60C23-06, B60C11-24
【公开号】CN104602924
【申请号】CN201380045909
【发明人】约尔格·莱曼, 贝恩德·朗格
【申请人】大陆轮胎德国有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年8月8日
【公告号】DE102012108348A1, EP2892737A1, US20150174967, WO2014037179A1