DE102007001837A1

DE102007001837A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Schwankungen von Tangentialkräften an einem Reifen eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007001837A1
Application number: DE200710001837
Authority: DE
Inventors: Jörg-Peter Schalz
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2027-01-13
Also published as: DE102007001837B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (16) zum Bestimmen von Schwankungen von Tangentialkräften an einem Reifen eines Rades eines Kraftfahrzeugs (1, 17). Erfindungsgemäß wird eine Drehgeschwindigkeit des Rades (2, 3) ermittelt und es werden Schwankungen der erfaßten Drehgeschwindigkeit festgestellt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug (1, 17), das ein Erfassungsmittel (7, 8) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit eines Rades (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1, 17) enthält. Ein Mittel zur Datenverarbeitung (9) dient zum Feststellen von Schwankungen der erfaßten Drehgeschwindigkeit, wobei das Mittel zur Datenverarbeitung (9) so ausgestaltet ister Drehgeschwindigkeit Schwankungen von Tangentialkräften an dem Reifen bestimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von Schwankungen von Tangentialkräften an mindestens einem Reifen eines Kraftfahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Erfassungsmittel zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit mindestens eines Reifens des Kraftfahrzeugs.
Ein Rad eines Kraftfahrzeugs weist in der Regel Unwuchten auf, die zu Instabilitäten beim Fahren des Kraftfahrzeugs führen können. Durch die Unwuchten werden Schwankungen von Kräften erzeugt, die über die Radaufhängung auf das Lenksystem des Kraftfahrzeugs wirken. Diese Kräfteschwankungen führen insbesondere zu Vibrationen des Lenkrads. Die Unwuchten des Rads werden daher festgestellt und beispielsweise mittels Gewichten, die an dem Rad angebracht werden, ausgeglichen. Dies wird im Allgemeinen auch als Auswuchten bezeichnet. Das Auswuchten kann bei montiertem oder bei abmontiertem Rad mittels eines eigens dafür vorgesehenen Geräts durchgeführt werden. Trotz des Auswuchtens ist es häufig nicht möglich, im Rad auftretende Ungleichförmigkeiten vollständig auszugleichen. Solche Ungleichförmigkeiten können beispielsweise aus über den Reifen verteilten, verschiedenen Steifigkeiten des Reifenmaterials resultieren. Diese verschiedenen Steifigkeiten führen beim Fahren des Kraftfahrzeugs zu Schwankungen von auf den Reifen wirkenden Radial- und Tangentialkräften. Die Tangentialkräfte wirken an derjenigen Stelle, an der der Reifen Kontakt zum Boden oder der Straße hat, in Längsrichtung, d. h. tangential zum Umfang des Reifens. Die Tangentialkräfte verlaufen parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bequemes und sicheres Fahren eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird verfahrensseitig durch die technische Lehre des Anspruchs 1 und vorrichtungsseitig durch die technische Lehre des Anspruchs 9 oder des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Drehgeschwindigkeit des Reifens ermittelt und Schwankungen der ermittelten Drehgeschwindigkeit werden festgestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält ein Empfangsmittel zum Empfangen eines Signals mit einer Angabe über eine Drehgeschwindigkeit des Reifens oder einer Angabe über eine Drehbewegung des Reifens, mittels der die Drehgeschwindigkeit des Reifens ermittelbar ist. Ein Mittel zur Datenverarbeitung dient zum Feststellen von Schwankungen der erfaßten Drehgeschwindigkeit. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug enthält ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit mindestens eines seiner Reifen und ein Mittel zur Datenverarbeitung zum Feststellen von Schwankungen der erfaßten Drehgeschwindigkeit. Das Mittel zur Datenverarbeitung ist dabei so ausgestaltet, daß es mittels der festgestellten Schwankungen der Drehgeschwindigkeit Schwankungen von Tangentialkräften an dem Reifen bestimmt.
Beim Fahren des Kraftfahrzeugs treten an der Stelle, an der der Reifen Kontakt zum Untergrund, beispielsweise einer Straße, hat, verschiedene Kräfte auf, die auf den Reifen wirken und Auswirkungen auf das Stabilitätsverhalten des Kraftfahrzeugs haben. Es treten Radialkräfte auf, die letztendlich eine Auf- und Abbewegung des Rads verursachen. Lateralkräfte erzeugen eine Seitenbewegung in Querrichtung des Kraftfahrzeugs. Die Tangentialkräfte treten in Längsrichtung, d. h. tangential zum Umfang des Reifens, auf. Die Tangentialkräfte erzeugen ein Drehmoment um eine Radachse eines Rads, dessen Teil der Reifen ist. Dieses Drehmoment überlagert sich einem Fahr-Drehmoment, das insbesondere durch den Antrieb des Kraftfahrzeugs erzeugt wird und normalerweise zu einer im Wesentlichen gleichförmigen Drehgeschwindigkeit des Rads führt. Bei einem Auftreten von Schwankungen der Tangentialkräfte während einer Umdrehung des Rads oder des Reifens wird ein schwankendes Drehmoment dem Fahr-Drehmoment überlagert. Dadurch werden Schwankungen der Drehgeschwindigkeit des Rads erzeugt. Diese Erkenntnis macht sich die vorliegende Erfindung zu Nutze, indem erfindungsgemäß die Schwankungen der erfaßten Drehgeschwindigkeit festgestellt werden. Daraus können die Schwankungen von Tangentialkräften abgeleitet werden. Die Schwankungen der Tangentialkräfte können vor allem auf unterschiedliche Steifigkeiten des Reifenmaterials entlang des Umfangs des Reifens zurückgeführt werden. Es ist somit vorteilhafterweise möglich, die Qualität von Reifen beurteilen zu können. Insbesondere ist es möglich, Reifentypen festzustellen, die besonders gut zu dem Kraftfahrzeug passen. Dadurch können vorteilhafterweise ein stabiles Fahren und ein gutes Stabilitätsverhalten des Kraftfahrzeugs beim Fahren ermöglicht werden. Lenkradvibrationen, und damit die Kundenzufriedenheit und gegebenenfalls zu übernehmende Gewährleistungskosten, können vermieden oder zumindest begrenzt werden. Die Erfindung kann vorteilhafterweise sowohl bei Herstellern von Reifen und/oder Kraftfahrzeugen als auch in Werkstätten eingesetzt werden, um beispielsweise Beschwerden von Kunden betreffend Vibrationen des Lenkrads zu ergründen und zu beheben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Drehgeschwindigkeit mittels mindestens eines Erfassungsmittels ermittelt, das ebenfalls für ein Antiblockiersystem des Kraftfahrzeugs eingesetzt wird. Das Erfassungsmittel ist somit Teil des Antiblockiersystems des Kraftfahrzeugs. Das Antiblockiersystem, ABS, verhindert beim Bremsen ein Blockieren der Räder, und damit ein Schleudern des Kraftfahrzeugs. Das Antiblockiersystem greift dabei auf elektronischem Wege in das Bremsverhalten der Bremsen des Kraftfahrzeugs ein. Dazu enthält das Antiblockiersystem üblicherweise Sensoren, sogenannte ABS-Sensoren. Die ABS-Sensoren bestimmen die Drehzahlen oder die Drehgeschwindigkeiten der Räder des Kraftfahrzeugs. Dabei kann jedem Rad ein eigener ABS-Sensor zugeordnet sein. Die Genauigkeit oder Auflösung eines solchen ABS-Sensors ist genügend hoch. Das von dem ABS-Sensor gelieferte Signal kann zum Überwachen und Feststellen der Schwankungen der Drehgeschwindigkeit während einer Umdrehung des Rads, dem der ABS-Sensor zugeordnet ist, eingesetzt werden. Dabei kann das von dem ABS-Sensor gelieferte Rohsignal oder ein bereits verarbeitetes Signal verwendet werden. Das Erfassungsmittel ist insbesondere ein solcher ABS-Sensor. Dadurch kann das Erfassungsmittel auf einfache Weise für zwei Einsatzgebiete eingesetzt werden: Für das Antiblockiersystem und für das Bestimmen der Schwankungen der Tangentialkräfte. Dies ist besonders kostengünstig.
In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Frequenzanalyse der festgestellten Schwankungen der ermittelten Drehgeschwindigkeit durchgeführt. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise Harmonische der festgestellten Schwankungen der Drehgeschwindigkeit oder harmonische Schwankungen der Drehgeschwindigkeit bestimmen. Die Frequenzanalyse kann insbesondere mittels einer Fouriertransformation durchgeführt werden. Es können somit verschiedene Frequenzbestandteile der Schwankungen der Drehgeschwindigkeit bestimmt werden. Damit läßt sich die Größe der Schwankungen der Tangentialkräfte besonders gut abschätzen und bestimmen.
Bevorzugt wird eine erste Ordnung der festgestellten Schwankungen der Raddrehgeschwindigkeit als Maß für die Schwankungen der Tangentialkräfte verwendet. Es wurde erkannt, daß die Schwankungen der Tangentialkräfte insbesondere eine starke Ausprägung der Frequenzanteile erster Ordnung der Raddrehgeschwindigkeit erzeugen. Das Bestimmen und Beurteilen der Ausprägung der ersten Ordnung gewährleistet ein besonders genaues Bestimmen der Schwankungen der Tangentialkräfte, die häufig für störende Lenkradschwingungen und Lenkraddrehschwingungen verantwortlich sind.
Besonders bevorzugt wird das Bestimmen der Schwankungen von Tangentialkräften auf einem Rollenprüfstand durchgeführt. Ein solcher Rollenprüfstand wird üblicherweise zum Testen von Bremsen des Kraftfahrzeugs verwendet. Der Rollenprüfstand kann einfachheitshalber in einem Produktionsbereich eines Kraftfahrzeugherstellers oder in einer Werkstatt stehen. Dabei können sowohl Rollenprüfstände benutzt werden, die nur eine Achse antreiben, als auch Rollenprüfstände für zwei Achsen. Bei letzteren können gleichzeitig alle vier Räder ausgewertet werden, während sich sonst nur eine Achse auswerten läßt und zur Untersuchung der zweiten Achse das Kraftfahrzeug mit der zweiten Achse auf die Rollen des Rollenprüfstands verbracht werden muß.
Bevorzugt werden die Frequenzanalyse und/oder die Bestimmung der ersten Ordnung der festgestellten Schwankungen der Raddrehgeschwindigkeit mit Mitteln zur Datenverarbeitung durchgeführt. Auch das Beurteilen der Ausprägung der ersten Ordnung gewährleistet kann mit Mitteln zur Datenverarbeitung durch geführt werden. Üblicherweise sind solche Mittel ein Personalcomputer (PC) oder ein tragbarer Computer (Laptop). Auch eigens angefertigte Mittel zur Datenverarbeitung sind vorstellbar, z. B. in Form einer kleinen, tragbaren Auswerteeinheit, die z. B. an geeigneter Stelle am Kraftfahrzeug angeschlossen werden kann und z. B. nur zur Auswertung dieser Raddrehzahlungleichförmigkeiten geeignet sein kann.
Vorstellbar ist es auch, daß die zuvor beschriebene Funktionalität innerhalb einer ABS-Einheit eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann. Eine ABS-Einheit enthält bekannter Maßen Mittel zur Datenverarbeitung, die leicht um die hier beschriebenen Funktionen der Frequenzanalyse und Bestimmung der ersten Ordnung der festgestellten Schwankungen der Raddrehgeschwindigkeit erweitert werden können.
Zur Ausführung des Verfahrens sind viele Arten von Vorrichtungen geeignet. Eine entsprechende Vorrichtung zum Bestimmen von Schwankungen von Tangentialkräften an einem Reifen eines Kraftfahrzeugs enthält erfindungsgemäß dabei

– mindestens ein Empfangsmittel zum Empfangen mindestens eines Signals mit einer Angabe über eine Drehgeschwindigkeit und/oder einer Angabe über eine Drehbewegung des Reifens, mittels der die Drehgeschwindigkeit des Reifens ermittelbar ist, und
– Mittel zur Datenverarbeitung zum Feststellen von Schwankungen der Drehgeschwindigkeit.

Besonders bevorzugt wird das Bestimmen der Schwankungen von Tangentialkräften auf einem Rollenprüfstand durchgeführt. Die Empfangsmittel und/oder die Mittel zur Datenverarbeitung können daher erfindungsgemäß Teil eines Rollenprüfstands sein. So ist es vorstellbar, daß der für den Betrieb eines Rollenprüfstands in der Regel nötige Computer auch die Auswertung, d. h. die Bestimmung der Schwankungen der Tangentialkräfte durchführt. Alternativ kann auch ein Laptop vorgesehen sein. Die Empfangsmittel können z. B. aus einer flexiblen Verkabelung mit Übergangspunkten (Stecker) bestehen, aus einer Computerschnittstelle, die auch genormt sein kann, oder aus einem oder mehreren Funkwellenempfängern. Auch ein induktiver Abgriff ist vorstellbar oder eine Kombination aus zwei oder mehreren der hier genannten Alternativen.
Die Erfindung umfaßt auch ein Kraftfahrzeug mit

– mindestens einem Erfassungsmittel zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit eines Reifens des Kraftfahrzeugs und
– Mittel zur Datenverarbeitung zum Feststellen von Schwankungen der erfaßten Drehgeschwindigkeit, wobei die Mittel zur Datenverarbeitung so ausgestaltet ist, daß sie mittels der festgestellten Schwankungen der Drehgeschwindigkeit Schwankungen von Tangentialkräften an dem Reifen bestimmen.

Heutzutage sind Kraftfahrzeuge mit einer Reihe von elektronischen Mitteln ausgestattet, so sind z. B. ABS und elektronische Motorsteuerungen in jedem Fahrzeug vorhanden. So können erfindungsgemäß die Erfassungsmittel die ABS Radsensoren sein, die – wie bereits beschrieben – sehr gut als Erfassungsmittel zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit eines Reifens geeignet sind. Die Mittel zur Datenverarbeitung können z. B. in der ABS Steuerung und/oder der Motorsteuerung implementiert sein. Sowohl ABS Steuerung als auch Motorsteuerung besitzen ausreichend Datenverarbeitungskapazität zur Verarbeitung der hier erfindungsgemäß geforderten Feststellung der Schwankungen der Drehgeschwindigkeit bzw. zur daraus resultierenden Schwankungen von Tangentialkräften. Da heutzutage eine Kommunikation zwischen ABS Steuerung und Motorsteuerung häufig gegeben ist, kann die geforderte Datenverarbeitung auch zwischen diesen Systemen aufgeteilt sein.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Erfassungsmittel zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit eines Reifens des Kraftfahrzeugs bei dem zusätzlich Übertragungsmittel vorgesehen sind, um die erfaßte Drehgeschwindigkeit an eine externe Datenverarbeitungseinheit übermitteln zu können. Die Erfassungsmittel können, wie zuvor, Teil eines ABS Systems sein. Die erwähnten Übertragungsmittel können vielfältiger Natur sein, z. B. im einfachsten Fall zusätzlich zur ohnehin vorhandenen Verkabelung im Kraftfahrzeug nur aus einem ein- oder zweipoligen Stecker bestehen. Denkbar sind auch Funk- oder Lichtsignale.
Eine besonders bevorzugte Ausführung der Übertragungsmittel ist eine Schnittstelle, d. h. ein definierter Übergabepunkt, so z. B. die Verwendung eines bereits vorhandenen Kraftfahrzeugdiagnosesteckers.
Beansprucht werden auch erfindungsgemäße Empfangsmittel, die dazu geeignet sind, mit den erfindungsgemäßen Übertragungsmitteln zu kommunizieren.
Die Erfindung betrifft auch eine ABS-Einheit, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, die dazu geeignet ist, die zuvor beschriebenen auszuführen.
Nachfolgend werden die Erfindung und ihre Vorteile anhand von Beispielen und Ausführungsbeispielen und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen von Schwankungen von Tangentialkräften an einem Reifen eines auf einem Rollenprüfstand befindlichen Kraftfahrzeugs.
In den Figuren sind nachfolgend gleiche oder funktionsgleiche Elemente – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist vier Räder auf, von denen in der Darstellung nach 1 zwei Räder 2 und 3 gezeigt sind. Die Räder weisen Reifen auf, die auf Felgen montiert sind. Die Räder 2, 3 des Kraftfahrzeugs 1 sind an einer Vorderachse 4 und einer Hinterachse 5 gelagert. Das Rad 2 ist somit an der Vorderachse 4 und das Rad 3 an der Hinterachse 5 gelagert. Das Kraftfahrzeug 1 befindet sich auf einem Untergrund, der hier eine Straße 6 ist. Die Reifen der Räder 2, 3 berühren somit die Straße 6.
Die Räder 2 an der Vorderachse 4 werden über einen Antrieb, insbesondere einen Verbrennungsmotor, angetrieben. Dadurch wird ein Fahr-Drehmoment erzeugt, das sich auf die Räder 2 überträgt. Es entsteht eine Drehbewegung aller Räder 2, 3 und eine Fahrbewegung des Kraftfahrzeugs 1.
Die Räder 2, 3 des Kraftfahrzeugs 1 weisen beim Fahren Drehgeschwindigkeiten auf. Je nach Art und Beschaffenheit der Straße sowie der Wetterverhältnisse und auch Fahrgeschwindigkeit können die Drehgeschwindigkeiten der Räder 2, 3 unterschiedlich sein. Das Kraftfahrzeug 1 enthält Sensoren 7, 8, die zum Bestimmen der Drehgeschwindigkeiten der Räder 2, 3 verwendet werden. Diese Sensoren 7, 8 sind den einzelnen Rädern 2, 3 zugeordnet. Dem Rad 2 ist ein Sensor 7 und dem Rad 3 ein Sensor 8 zugeordnet. Die den Rädern 2, 3 zugeordneten Sensoren sind vorteilhafterweise Teil eines sogenannten Antiblockiersystems, ABS, des Kraftfahrzeugs 1. Dieses ABS soll beim Bremsen ein Blockieren der Räder 2, 3, und gegebenenfalls ein Schleudern des Kraftfahrzeugs 1, verhindern und die Lenkbarkeit des Fahrzeugs 1 erhalten. Die den Rädern 2, 3 zugeordneten Sensoren 7, 8 werden somit auch als ABS-Sensoren 7, 8 bezeichnet. Die ABS-Sensoren 7, 8 sind über Verbindungsleitungen mit elektronischen Mitteln zur Datenverarbeitung 9 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden. Über diese Verbindungsleitungen übermitteln die ABS-Sensoren 7, 8 Signale mit Angaben über gemessene Drehzahlen der Räder 2, 3 an die Mittel zur Datenverarbeitung 9. Dies ist in der 1 über einen von den ABS-Sensoren 7, 8 zu den Mitteln zur Datenverarbeitung 9 weisenden Pfeil 10 verdeutlicht. Die Mittel zur Datenverarbeitung 9 können mittels der von den ABS-Sensoren 7, 8 übermittelten Drehzahlen die Drehgeschwindigkeiten der Räder 2, 3 ermitteln.
Die Mittel zur Datenverarbeitung 9 ist hier Teil des ABS und so ausgestaltet, daß sie mittels der von den ABS-Sensoren 7, 8 übermittelten Angaben über die Drehzahlen der Räder 2, 3 feststellen kann, ob die Räder 2, 3 beim Bremsen blockieren könnten. in diesem Fall, greift es in den Bremsvorgang ein und steuert auf elektronischem Wege die Tätigkeit der Bremsen 11, 12. Den Rädern 2, 3 des Kraftfahrzeugs 1 sind hier eigene Bremsen 11, 12 mit Bremszylindern, Bremsbacken und Bremsscheiben, etc. zugeordnet. Dem Rad 2 ist eine Bremse 11 und dem Rad 3 eine Bremse 12 zugeordnet. Die Bremsen 11, 12 sind mit den Mittel zur Datenverarbeitung 9 verbunden und können von dieser getrennt angesteuert werden. Dies ist in der 1 durch Pfeile 13 und 14 verdeutlicht.
Beim Fahren des Kraftfahrzeugs 1 treten an denjenigen Stellen, an denen die Reifen der Räder 2, 3 die Straße 6 berühren, Tangentialkräfte auf. Diese Tangentialkräfte sind in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 1 gerichtet. Die Tangentialkräfte sind abhängig von der Beschaffenheit der Reifen und den Antriebs- und Bremskräften. Die Steifigkeit des Reifenmaterials kann über den Reifen verteilt unterschiedlich sein. Dies bedeutet, daß die Größen der auftretenden Tangentialkräfte über eine Umdrehung des jeweiligen Rads 2, 3 verteilt ebenfalls unterschiedlich sind. Es treten somit Schwankungen der Tangentialkräfte auf. Die Tangentialkräfte erzeugen ein auf die Räder 2, 3 wirkendes Drehmoment, das sich dem Fahr-Drehmoment überlagert. Durch die Schwankungen der Tangentialkräfte wird auch ein schwankendes Drehmoment erzeugt. Die Drehbewegungen der Räder 2, 3, und damit ihre Drehgeschwindigkeiten, sind somit nicht gleichförmig, sondern schwanken oder variieren abhängig von den Schwankungen der Tangentialkräfte. Diese Schwankungen der Tangentialkräfte können für den Fahrer unangenehme oder für die Stabilität des Kraftfahrzeugs 1 schädliche Lenkradvibrationen erzeugen.
Die Schwankungen der Drehgeschwindigkeiten der Räder 2, 3 können über die von den ABS-Sensoren 7, 8 gelieferten Signale von den Mitteln zur Datenverarbeitung 9 ermittelt werden. Die Mittel zur Datenverarbeitung sind dabei so ausgestaltet, daß sie für die einzelnen Räder 2, 3 eine Fouriertransformation der ermittelten Drehgeschwindigkeit durchführt, um eine Frequenzanalyse der Schwankung der Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Rads 2, 3 zu erhalten. Dabei ist insbesondere der Frequenzanteil oder die Schwingung erster Ordnung interessant. Die erste Ordnung repräsentiert in besonderem Maße die Größe der Schwankungen der Tangentialkräfte, und damit eine unterschiedliche Steifigkeitsverteilung innerhalb des Reifenmaterials des Rads 2, 3. Die Mittel zur Datenverarbeitung 9 ermittelt hier daher den Frequenzanteil erster Ordnung und kann eine Angabe für die Größe dieses Frequenzanteils erster Ordnung beispielsweise auf eine Anzeigeeinrichtung 15 ausgeben. Dies ermöglicht eine gute Beurteilung der Qualität der Reifen der Räder 2, 3, insbesondere hinsichtlich ihrer Steifigkeitsverteilung.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 zum Testen von Reifen eines Kraftfahrzeugs 17. Die Testvorrichtung 16 dient zum Bestimmen von Schwankungen von Tangentialkräften, die an den Reifen auftreten. Das Kraftfahrzeug 17 stimmt weitgehend mit dem Kraftfahrzeug 1 gemäß der 1 überein. Das Kraftfahrzeug 17 weist hier statt Mitteln zur Datenverarbeitung 9, eine Übertragungseinrichtung 18 auf. Die Übertragungseinrichtung 18 übernimmt im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht das Auswerten der Drehgeschwindigkeiten der Räder des Kraftfahrzeugs 17 und das Bestimmen von Schwankungen der Drehgeschwindigkeiten. Dafür ist die Testvorrichtung 16 vorgesehen. Die Testvorrichtung 16 ist hier an einem Rollenprüfstand 19 installiert, auf dem sich das Kraftfahrzeug 17 befindet.
Die Testvorrichtung 16 weist Empfangsmittel 20 in Form einer Schnittstelle auf, die zum Senden und Empfangen von Signalen mit der Übertragungseinrichtung 18 verbunden ist. Dies ist in der 2 durch einen Pfeil 21 deutlich gemacht. Die Schnittstelle dient insbesondere zum Empfangen von Signalen, die Angaben über Drehgeschwindigkeiten von Rädern, und entsprechend von Reifen der Räder 2, 3, des Kraftfahrzeugs 17 enthalten. Diese Angaben über die Drehgeschwindigkeiten wurden von der Übertragungseinrichtung 18 mittels der den Rädern 2, 3 zugeordneten ABS-Sensoren 7, 8 ermittelt und werden der Testvorrichtung 16 zur Weiterverarbeitung und Auswertung zur Verfügung gestellt. Dazu enthält die Testvorrichtung 16 Mittel zur Datenverarbeitung 22. Es ist alternativ auch möglich, der Testvorrichtung 16 von der Übertragungseinrichtung 18 Angaben über Drehbewegungen der Räder 2, 3 zu übermitteln, mittels der die Drehgeschwindigkeiten der Räder 2, 3 ermittelbar sind. Solche Angaben können beispielsweise die Drehzahlen der Räder 2, 3 sein. Aus den übermittelten Angaben über die Drehbewegungen ermittelt die Mittel zur Datenverarbeitung 22 dann die Drehgeschwindigkeiten der Räder 2, 3.
Die Mittel zur Datenverarbeitung 22 übernehmen nun das Weiterverarbeiten und Auswerten der Drehgeschwindigkeiten der Räder 2, 3. Die Mittel zur Datenverarbeitung 22 sind insofern so ausgestaltet, daß sie die diesbezügliche Funktionalität der Mittel zur Datenverarbeitung 9 des Kraftfahrzeugs 1 aufweist. Die Mittel zur Datenverarbeitung 22 stellt Schwankungen der Drehgeschwindigkeiten, insbesondere über einzelne Umdrehung der Räder hinweg, fest. Die Mittel zur Datenverarbeitung 22 führen eine Frequenzanalyse der festgestellten Schwankungen der Drehgeschwindigkeiten durch und ermittelt dabei vor allem die Frequenzanteile erster Ordnung. Die Testvorrichtung 16 weist eine Anzeigeeinrichtung 23 auf, z. B. ein optisches Display, mit der die Ausprägung der ersten Ordnung angezeigt werden kann. Dadurch wird auf einfache Weise eine genaue Beurteilung der Qualität der Reifen der Räder des Kraftfahrzeugs 17 ermöglicht.

1: Kraftfahrzeug
2: Rad
3: Rad
4: Vorderachse
5: Hinterachse
6: Straße
7: Sensor
8: Sensor
9: Mittel zur Datenverarbeitung
10: Pfeil
11: Bremse
12: Bremse
13: Pfeil
14: Pfeil
15: Anzeigeeinrichtung
16: Testvorrichtung
17: Kraftfahrzeug
18: Übertragungsmittel
19: Rollenprüfstand
20: Empfangsmittel
21: Pfeil
22: Mittel zur Datenverarbeitung
23: Anzeigeeinrichtung

Claims

Verfahren zum Bestimmen von Schwankungen von Tangentialkräften an einem Reifen eines Kraftfahrzeugs (1; 17), bei dem – eine Drehgeschwindigkeit des Reifens ermittelt wird und – Schwankungen der erfaßten Drehgeschwindigkeit festgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit mittels mindestens eines Erfassungsmittels (7, 8) ermittelt wird, das ebenfalls für ein Antiblockiersystem des Kraftfahrzeugs (1; 17) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Erfassungsmittel (7, 8) ein ABS-Sensor des Antiblockiersystems des Kraftfahrzeugs (1; 17) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenzanalyse der festgestellten Schwankungen der ermittelten Drehgeschwindigkeit durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Ordnung der festgestellten Schwankungen der Drehgeschwindigkeit als Maß für die Schwankungen der Tangentialkräfte verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es auf einem Rollenprüfstand (19) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzanalyse und/oder die Bestimmung der ersten Ordnung der festgestellten Schwankungen der Drehgeschwindigkeit mit Mitteln zur Datenverarbeitung (9, 22) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Datenverarbeitung (22) ein PC oder ein Laptop sind.
Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Datenverarbeitung (9) Teil einer ABS-Einheit eines Kraftfahrzeugs sind.
Vorrichtung (16) zum Bestimmen von Schwankungen von Tangentialkräften an einem Reifen eines Kraftfahrzeugs (1; 17) mit – mindestens einem Empfangsmittel (20) zum Empfangen mindestens eines Signals mit einer Angabe über eine Drehgeschwindigkeit und/oder einer Angabe über eine Drehbewegung des Reifens, mittels der die Drehgeschwindigkeit des Reifens ermittelbar ist, und – mit Mitteln zur Datenverarbeitung (22) zum Feststellen von Schwankungen der Drehgeschwindigkeit.
Vorrichtung (16) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel (20) und/oder die Mittel zur Datenverarbeitung (22) Bestandteile eines Rollenprüfstands sind.
Vorrichtung (16) nach Anspruch 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Datenverarbeitung (22) ein PC oder ein Laptop sind.
Vorrichtung (16) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel (20) einen elektrischen Stecker und/oder eine genormte Computerschnittstelle und/oder einen induktiven Abgriff beinhalten.
Kraftfahrzeug (1) mit – mindestens einem Erfassungsmittel (7, 8) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit eines Reifens des Kraftfahrzeugs (1) und – Mittel zur Datenverarbeitung (9) zum Feststellen von Schwankungen der erfaßten Drehgeschwindigkeit, wobei die Mittel zur Datenverarbeitung (9) so ausgestaltet ist, daß sie mittels der festgestellten Schwankungen der Drehgeschwindigkeit Schwankungen von Tangentialkräften an dem Reifen bestimmen.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Erfassungsmittel (7, 8) Teil eines Antiblockiersystems des Kraftfahrzeugs (1) ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zu Datenverarbeitung (9) Teil eines Antiblockiersystems des Kraftfahrzeugs (1) sind.
Kraftfahrzeug (17) mit mindestens einem Erfassungsmittel (7, 8) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit eines Reifens des Kraftfahrzeugs (17) dadurch gekennzeichnet, daß Übertragungsmittel (18) vorgesehen sind, um die erfaßte Drehgeschwindigkeit an externe Mittel zur Datenverarbeitung (22) übermitteln zu können.
Kraftfahrzeug (17) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Erfassungsmittel (7, 8) Teil eines Antiblockiersystems des Kraftfahrzeugs (17) ist.
Kraftfahrzeug (17) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel (18) eine Schnittstelle, z. B. den Serviceport einer Kraftfahrzeugdiagnoseschnittstelle beinhalten.
Empfangsmittel (20) nach den Ansprüchen 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel (20) dazu geeignet sind, mit den Übertragungsmitteln (18) nach Anspruch 17 bis 19 zu kommunizieren.
ABS-Einheit, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug (1) dadurch gekennzeichnet, daß die ABS-Einheit dazu geeignet ist, ein in den Ansprüchen 1 bis 9 beschriebenes Verfahren auszuführen.