DE102012205694A1 - Method and device for tire pressure testing - Google Patents

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DE102012205694A1 DE201210205694 DE102012205694A DE102012205694A1 DE 102012205694 A1 DE102012205694 A1 DE 102012205694A1 DE 201210205694 DE201210205694 DE 201210205694 DE 102012205694 A DE102012205694 A DE 102012205694A DE 102012205694 A1 DE102012205694 A1 DE 102012205694A1
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    • G01L17/00—Devices or apparatus for measuring tyre pressure or the pressure in other inflated bodies
    • G01L17/005—Devices or apparatus for measuring tyre pressure or the pressure in other inflated bodies using a sensor contacting the exterior surface, e.g. for measuring deformation

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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Prüfen des Fülldrucks (p) in einem Reifen (2) eines über eine Messplatzebene rollenden Fahrzeugs weist wenigstens einen quer zur Laufrichtung des Reifens (2) ausgerichteten Kraftsensorbalken (3) und eine Auswerteeinheit (4) auf. Der Kraftsensorbalken (3) ist ausgebildet, ein Ausgangssignal an die Auswerteeinheit (4) auszugeben, das eine Funktion der insgesamt auf den Kraftsensorbalken (3) einwirkenden Last ist; und die Auswerteeinheit (4) ist ausgebildet, um aus dem zeitlichen Verlauf eines Ausgangssignals des Kraftsensorbalkens (3), das dieser beim Überrollen mit dem Reifen (2) an die Auswerteeinheit (4) ausgibt, auf den Fülldruck (p) in dem Reifen (2) zu schließen.A device (1) for checking the filling pressure (p) in a tire (2) of a vehicle rolling over a measuring plane has at least one force sensor bar (3) oriented transversely to the running direction of the tire (2) and an evaluation unit (4). The force sensor bar (3) is designed to output an output signal to the evaluation unit (4) which is a function of the total load acting on the force sensor bar (3); and the evaluation unit (4) is designed to determine from the chronological progression of an output signal of the force sensor beam (3) which it outputs when rolling over with the tire (2) to the evaluation unit (4) to the filling pressure (p) in the tire ( 2) close.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einer Vorrichtung zum Prüfen des Fülldrucks in einem Reifen eines Fahrzeugs, insbesondere eines rollenden Fahrzeugs.The invention relates to a method and a device for checking the filling pressure in a tire of a vehicle, in particular a rolling vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Der Reifenfülldruck eines Kraftfahrzeuges ist für die Sicherheit im Straßenverkehr, für den Komfort und das Fahrverhalten des Fahrzeugs, für den Kraftstoffverbrauch und für den Reifenverschleiß von großer Bedeutung. Ein nicht den Belastungen angepasster Reifenfülldruck kann den Geradeauslauf und die Fahrstabilität und damit die Sicherheit des Fahrzeugs erheblich beeinträchtigen, einen spürbaren Kraftstoffmehrverbrauch verursachen und zu einer deutlichen Verkürzung der Nutzungsdauer der Reifen führen.The tire inflation pressure of a motor vehicle is of great importance for road safety, vehicle comfort and handling, fuel consumption and tire wear. A tire inflation pressure that is not adapted to the load can considerably impair the directional stability and the driving stability and thus the safety of the vehicle, cause noticeable additional fuel consumption and lead to a significant reduction in the service life of the tires.

Daher ist die Prüfung des Reifenfülldrucks fester Bestandteil des turnusmäßigen Kraftfahrzeug-Service. Diese unterliegen inzwischen einem sehr großen Zeitintervall. Der Reifenfülldruck sollte jedoch regelmäßig ca. alle 2 Wochen und zusätzlich bei besonderen Belastungen wie einer langen Reise mit hoher Geschwindigkeit und/oder schwerem Gepäck kontrolliert werden.Therefore, the test of the tire inflation pressure is an integral part of the regular motor vehicle service. These are now subject to a very large time interval. However, the tire inflation pressure should be checked regularly every 2 weeks and in addition to special loads such as a long journey at high speed and / or heavy luggage.

Die Kontrolle des Reifenfülldrucks obliegt der Disziplin des Fahrzeugführers. Gegenwärtig ist eine manuelle Prüfung des Reifenfülldrucks an Tankstellen und in Werkstätten möglich, dies ist jedoch umständlich. The control of the tire pressure is the discipline of the driver. At present, a manual check of the tire pressure at service stations and workshops is possible, but this is cumbersome.

Aus diesen Gründen findet die von den Reifenherstellern empfohlene Kontrolle des Reifenfülldrucks oft deutlich seltener oder gar nicht statt. Es wäre daher vorteilhaft, wenn der Reifenfülldruck z.B. bei der Anfahrt zu einer Tankstelle mit einer Prüfvorrichtung automatisch kontrolliert werden würde.For these reasons, tire pressure monitoring, as recommended by tire manufacturers, often takes place much less frequently or not at all. It would therefore be advantageous if the tire inflation pressure e.g. would be controlled automatically on the approach to a gas station with a tester.

Aus den vergangenen Jahrzehnten sind etliche Verfahren zur Prüfung des Reifenfülldrucks bekannt. From the past decades, several methods for testing the tire inflation pressure are known.

Generell lassen sich die Verfahren in Verfahren zur direkten und in Verfahren zur indirekten Reifenfülldruckprüfung einteilen, wobei unterschieden werden kann, ob die Prüfung bei stehendem oder bei rollendem Fahrzeug bzw. Reifen erfolgt.In general, the methods can be divided into procedures for direct and in methods for indirect tire inflation pressure test, which can be distinguished, whether the test is done with the vehicle stationary or rolling or tire.

Ein Verfahren zum Prüfen des Reifenfülldrucks mit einem zu adaptierenden Druckmessgerät ist der direkten Reifenfülldruckprüfung bei stehendem Fahrzeug zuzuordnen und zum Beispiel aus FR 2 852 907 A3 bekannt. Darüber hinaus sind auch Verfahren der direkten Reifenfülldruckprüfung bekannt, die sowohl bei stehendem als auch bei rollendem Fahrzeug ausgeführt werden. Bei diesen Verfahren sind am Ventil ( JP 3 141 838 U ) oder innerhalb des Reifens ( DE 19 630 015 A1 ; US 2008/0133081 A1 ) ein oder mehrere Sensoren vorgesehen, die den Reifenfülldruck kontinuierlich überwachen. Wenn der Reifenfülldruck einen Schwellwert über- oder unterschreitet, wird dem Fahrzeuglenker eine Warnung angezeigt, und/oder es ertönt ein Warnsignal. Diese Sensoren sind jedoch oftmals ungenau und teuer.A method for checking the tire inflation pressure with a pressure gauge to be adapted is assigned to the direct tire inflation pressure test when the vehicle is stationary and, for example, off FR 2 852 907 A3 known. In addition, methods of direct tire inflation pressure testing are known, which are carried out both stationary and rolling vehicle. In these processes, at the valve ( JP 3 141 838 U ) or within the tire ( DE 19 630 015 A1 ; US 2008/0133081 A1 ) One or more sensors are provided which continuously monitor the tire inflation pressure. If the tire inflation pressure exceeds or falls below a threshold value, a warning is displayed to the vehicle driver and / or a warning signal sounds. However, these sensors are often inaccurate and expensive.

Aus EP 656 269 A1 , EP 695 935 A1 und WO 2008/034411 A1 sind Verfahren zur indirekten Reifenfülldruckprüfung bei rollendem Fahrzeug bekannt, bei denen die Räder des Fahrzeugs über eine Kraftsensormatrix rollen.Out EP 656 269 A1 . EP 695 935 A1 and WO 2008/034411 A1 Methods for indirect tire inflation pressure test in rolling vehicle are known in which the wheels of the vehicle roll over a force sensor matrix.

Aus der Reifenaufstandsfläche und der Aufstandskraft der einzelnen Kraftsensoren innerhalb der Reifenkontaktfläche oder den Unterschieden der gemessenen Aufstandskraft zwischen den einzelnen Kraftsensoren, d.h. aus charakteristischen Unterschieden in der Druckverteilung innerhalb der Reifenkontaktfläche, lässt sich der Reifenfülldruck herleiten. From the tire footprint and the contact force of the individual force sensors within the tire contact surface or the differences in measured contact force between the individual force sensors, i. from characteristic differences in the pressure distribution within the tire contact surface, the tire inflation pressure can be derived.

Kraftsensormatrizen sind jedoch zum einen teuer, weil die Sensoren über eine ausreichend große Fläche angeordnet werden müssen. Zum anderen sind sie anfällig gegen Zerstörung und Fehlmessungen, wenn sie als druckempfindliche Messfolien ausgelegt sind, da sie beim Überrollen mechanischen Querbelastungen durch Anfahren und Bremsen sowie durch den Sturz der Räder und die Vorspur der Radachse ausgesetzt sind.However, force sensor matrices are expensive on the one hand because the sensors must be arranged over a sufficiently large area. On the other hand, they are susceptible to destruction and incorrect measurements when they are designed as pressure-sensitive measuring films, since they are exposed when rolling mechanical transverse loads by starting and braking and by the fall of the wheels and the toe of the wheel axle.

Weitere Verfahren zur indirekten Reifenfülldruckprüfung bei rollendem Fahrzeug verwenden zur Erfassung der Druckverteilung in der Reifenaufstandsfläche (Latschfläche) anstatt einer Kraftsensormatrix eine Zeilenanordnung von Kraftsensoren. Die Zeile ist so dimensioniert, dass die Breite der Reifenaufstandsfläche (Latschbreite) erfasst werden kann. Die weiterhin zur Ermittlung der Reifenaufstandsfläche notwendige Länge der Reifenaufstandsfläche (Latschlänge) erfordert zusätzlich die Bestimmung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges. In US 5 396 817 wird die Geschwindigkeit aus dem Anstieg und dem Abfall des Signals bestimmt, das erzeugt wird, während der Reifen über die Kraftsensorzeile rollt. In EP 892 259 A1 ist in Fahrtrichtung vor der Kraftsensorzeile eine Kontaktschiene angeordnet, um im Zusammenwirken mit der Kraftsensorzeile die Fahrgeschwindigkeit zu ermitteln. Other methods of indirect tire inflation pressure testing on a rolling stock use a row array of force sensors to sense the pressure distribution in the tire footprint instead of a force sensor array. The line is dimensioned so that the width of the tire contact patch (lathe width) can be detected. The further necessary for determining the tire contact patch length of the tire footprint (latitude) additionally requires the determination of the speed of the motor vehicle. In US 5,396,817 For example, the speed is determined from the rise and fall of the signal generated as the tire rolls over the force sensor row. In EP 892 259 A1 In the direction of travel in front of the force sensor row, a contact rail is arranged in order to determine the driving speed in cooperation with the force sensor row.

Die zuvor beschriebenen Verfahren mit Kraftsensormatrizen und Kraftsensorzeilen haben bisher keine breite Anwendung erfahren, da die Systeme sehr komplex sind und wegen der großen Datenmenge einer aufwändigen elektronischen Auswerte- und Recheneinheit bedürfen.The previously described methods with force sensor matrices and force sensor lines have not been widely used, since the systems are very complex and require a complex electronic evaluation and processing unit because of the large amount of data.

Ein Verfahren zur indirekten Reifenfülldruckprüfung bei rollendem Fahrzeug unter Verwendung einzelner Kraftsensoren ist aus WO 1998/052008 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren überrollt das Rad zwei piezoelektrische Sensorkabel mit bekanntem Abstand. Piezoelektrische Sensoren erzeugen aufgrund einer auf sie wirkenden Kraft eine Spannung. Die Wellenform des Spannungssignals bei der Überfahrt weist eine vom Reifenluftdruck abhängige Charakteristik auf, die zusätzlich von der Radlast des Kraftfahrzeugs und von der Geschwindigkeit der Überfahrt abhängig ist. Das Verfahren sieht vor, die Geschwindigkeit aus dem bekannten Abstand der beiden Sensorkabel zu bestimmen, die Radlast aus der Amplitude des Spannungssignals abzuschätzen und entsprechende Korrekturen anzubringen, die in einer Datenbank abgelegt sind. A method for indirect tire inflation pressure test on rolling vehicle using individual force sensors is out WO 1998/052008 A1 known. In this process, the wheel rolls over two piezoelectric sensor cables with a known distance. Piezoelectric sensors generate a voltage due to a force acting on them. The waveform of the voltage signal in the crossing has a dependent on the tire inflation pressure characteristic, which is additionally dependent on the wheel load of the motor vehicle and on the speed of the crossing. The method provides to determine the speed from the known distance of the two sensor cables, to estimate the wheel load from the amplitude of the voltage signal and to apply appropriate corrections, which are stored in a database.

Weiterhin ist auch die optische Erfassung der Kontaktfläche bekannt: DE 197 05 047 A1 offenbart ein Verfahren zur Messung der Profiltiefe eines Reifens, bei dem das Reifenprofil mit Laserlicht beaufschlagt wird. Furthermore, the optical detection of the contact surface is known: DE 197 05 047 A1 discloses a method of measuring the tread depth of a tire by applying laser light to the tire tread.

US 2009/0290757 offenbart ein Verfahren, bei dem aus Bilddaten eines Objektes ein dreidimensionales Profil des Objektes erzeugt und das dreidimensionale Profil des Objektes analysiert wird, um Anomalien des Objektes zu erkennen. US 2009/0290757 discloses a method in which a three-dimensional profile of the object is generated from image data of an object and the three-dimensional profile of the object is analyzed to detect anomalies of the object.

Bei dem in EP 1 305 590 A1 beschriebenen Verfahren rollt ein Reifen über eine Glasplatte und eine Kamera unterhalb der Glasplatte zeichnet Bilder des Reifens auf. Diese Anordnung ist wegen Verschleiß, Verschmutzung und Gefahr der Beschädigung der Glasplatte für den Einsatz im rauen Umfeld des Straßenverkehrs nicht gut geeignet sondern eher dem Laborbetrieb vorbehalten. At the in EP 1 305 590 A1 As described above, a tire rolls over a glass plate and a camera beneath the glass plate records images of the tire. This arrangement is not well suited for use in the harsh environment of road traffic because of wear, contamination and risk of damage to the glass plate but rather reserved for laboratory use.

Es besteht somit nach wie vor der Bedarf nach einem robusten, einfach und kostengünstig durchführbaren Verfahren zur indirekten Reifenfülldruckprüfung bei rollendem Fahrzeug und einer Vorrichtung, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens ausgebildet ist.There is therefore still the need for a robust, simple and cost-effective method for indirect tire inflation pressure test in rolling vehicle and a device which is designed to carry out such a method.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Prüfen des Reifenfülldrucks eines rollenden Fahrzeugs umfasst die Schritte, die Länge der Reifenaufstandsfläche in Fahrtrichtung zu bestimmen, die Radlast des zu überprüfenden Reifens zu bestimmen und aus der Länge der Reifenaufstandsfläche und der Radlast auf den Reifenfülldruck zu schließen.A method of testing the tire inflation pressure of a rolling vehicle according to the invention comprises the steps of determining the length of the tire footprint in the direction of travel, determining the wheel load of the tire to be tested, and inferring the tire inflation pressure from the length of the tire footprint and the wheel load.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen des Reifenfülldrucks eines über eine Messplatzebene rollenden Fahrzeugs weist wenigstens einen quer zur Laufrichtung des Reifens ausgerichteten Kraftsensorbalken und eine Auswerteeinheit auf. Der Kraftsensorbalken gibt ein Signal aus, das eine Funktion der auf den Kraftsensorbalken insgesamt einwirkenden Last ist. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, um aus dem Signalverlauf des Ausgangssignals des Kraftsensorbalkens, das dieser beim Überrollen mit dem Reifen an die Auswerteeinheit ausgibt, auf den Reifenfülldruck zu schließen.A device according to the invention for testing the tire inflation pressure of a vehicle rolling over a measurement plane has at least one force sensor beam aligned transversely to the direction of travel of the tire and an evaluation unit. The force sensor bar outputs a signal that is a function of the load acting on the force sensor bar as a whole. The evaluation unit is designed to close the tire inflation pressure from the signal curve of the output signal of the force-sensing beam which it outputs when rolling over with the tire to the evaluation unit.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind geeignet, um in Bereichen mit geringen Fahrgeschwindigkeiten von Kraftfahrzeugen, wie z.B. an Einfahrten zu Tankstellen, Werkstätten oder Parkplätzen, eine Prüfung des Reifenfülldrucks durchzuführen und unmittelbar einen entsprechenden Hinweis, z.B. durch eine mehrfarbige Ampel, an den Kraftfahrzeugführer zu geben. Die Erfindung stellt durch eine Messung am rollenden Fahrzeug bzw. Rad eine breit einsetzbare und für den Fahrer komfortable Lösung zur Verfügung. Durch das Bestimmen der Radlast kann der Einfluss der Radlast auf die Reifenaufstandsfläche berücksichtigt werden, und Fehler bei der Bestimmung des Reifenfülldrucks, die sich aus Änderungen der Radlast ergeben, können vermieden oder zumindest reduziert werden. Der Reifenfülldruck kann so mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.The method and apparatus are suitable for use in low-speed areas of motor vehicles, such as motor vehicles. at entry points to petrol stations, workshops or parking lots, to carry out a tire inflation pressure test and to give an immediate indication, e.g. through a multicolored traffic light to give to the motor vehicle driver. By means of a measurement on the rolling vehicle or wheel, the invention provides a solution which is widely applicable and comfortable for the driver. By determining the wheel load, the influence of the wheel load on the tire footprint can be taken into account, and errors in determining tire inflation pressure resulting from changes in wheel load can be avoided or at least reduced. The tire inflation pressure can thus be determined with high accuracy.

Da der Kraftsensorbalken so ausgebildet ist, dass er ein einziges (Gesamt-)Signal ausgibt, das eine Funktion der insgesamt auf den Kraftsensorbalken einwirkenden Last ist, und der Kraftsensorbalken insbesondere keine Matrixstruktur aufweist, die ausgebildet ist, um den Verlauf der Last über die Breite des Reifens zu messen, ist der Kraftsensorbalken robuster und einfacher und damit kostengünstiger herstellbar als die bisher verwendeten Kraftsensorzeilen oder – matrizen.Since the force sensor bar is designed to output a single (total) signal which is a function of the total load acting on the force sensor beam, and in particular the force sensor bar has no matrix structure which is designed to track the load across the width To measure the tire, the force sensor bar is robust and simpler and thus cheaper to produce than the previously used force sensor rows or - matrices.

Die Erfindung stellt daher eine kostengünstige und robuste Lösung zur Verfügung, die auch unter rauen Prüfbedingungen eingesetzt werden kann. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann in die Fahrbahn oder in eine flache Überfahrschwelle, die auf der Fahrbahn angeordnet ist, eingebaut werden. Die Erfindung weist dabei eine ausreichend hohe Genauigkeit zur indirekten Prüfung des Reifenfülldrucks am rollenden Fahrzeug auf. The invention therefore provides a cost effective and robust solution that can be used even under harsh test conditions. A device according to the invention can be installed in the roadway or in a flat drive over threshold, which is arranged on the roadway. The invention has a sufficiently high accuracy for indirect testing of the tire inflation pressure on the rolling vehicle.

In einer Ausführungsform schließt das Verfahren ein, zu bestimmen, ob sich der Reifenfülldruck in einem vorgegebenen Bereich befindet. Reifen mit zu geringem Reifenfülldruck (sicherheitsrelevant!) können so mit hoher Wahrscheinlichkeit erkannt werden.In an embodiment, the method includes determining if the tire inflation pressure is within a predetermined range. Tires with insufficient tire inflation pressure (relevant to safety!) Can thus be detected with high probability.

In einer Ausführungsform schließt das Verfahren ein, den Reifenfülldruck zu bestimmen. Der Reifenfülldruck kann so für den Fahrer einfach und bequem bestimmt werden. In an embodiment, the method includes determining tire inflation pressure. The tire inflation pressure can thus be determined easily and conveniently for the driver.

In einer Ausführungsform schließt das Verfahren ein, eine von der Radlast abhängige Korrelationsfunktion, welche die Abhängigkeit zwischen der Länge der Reifenaufstandsfläche und dem Reifendruck beschreibt, zu verwenden. Die Korrelationsfunktion kann eine lineare oder eine nicht-lineare Korrelationsfunktion sein. Es können insbesondere von der Radlast und ggf. dem Reifentyp abhängige Korrelationskoeffizienten, die beispielsweise zuvor berechnet und dann zur späteren Verwendung gespeichert werden, verwendet werden. Mit einer von der Radlast abhängigen Korrelationsfunktion kann auf einfache Weise und mit ausreichender Genauigkeit eine Beziehung zwischen der Länge der Reifenaufstandsfläche und dem Fülldruck des Reifens hergestellt werden.In one embodiment, the method includes using a wheel load dependent correlation function that describes the relationship between the length of the tire footprint and the tire pressure. The correlation function may be a linear or a non-linear correlation function. In particular, correlation coefficients which are dependent on the wheel load and, if applicable, the tire type and which are calculated, for example, beforehand and then stored for later use, can be used. With a wheel load dependent correlation function, a relationship between the length of the tire footprint and the inflation pressure of the tire can be easily established with sufficient accuracy.

In einer Ausführungsform schließt das Verfahren ein, den zeitlichen Verlauf eines Ausgangssignals wenigstens eines Kraftsensorbalkens, der von einem Reifen des Fahrzeugs überrollt wird, auszuwerten, um die Länge der Reifenaufstandsfläche in Fahrtrichtung zu bestimmen. Insbesondere kann das Verfahren einschließen, markante Zeitpunkte im Signalverlauf zu analysieren und zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit und der Länge der Reifenaufstandsfläche zu verwenden. Auf diese Weise kann die Länge der Reifenaufstandsfläche zuverlässig bestimmt werden.In one embodiment, the method includes evaluating the time course of an output signal of at least one force sensor beam overrun by a tire of the vehicle to determine the length of the tire footprint in the direction of travel. In particular, the method may include analyzing significant time points in the waveform and using it to determine the vehicle speed and the length of the tire footprint. In this way, the length of the tire footprint can be reliably determined.

In einer Ausführungsform schließt das Verfahren ein, den zeitlichen Verlauf eines Ausgangssignals wenigstens eines Kraftsensorbalkens, der von einem Reifen des Fahrzeugs überrollt wird, auszuwerten, um die Radlast des Rades zu bestimmen. Insbesondere kann das Verfahren einschließen, markante Zeitpunkte und Kraftsignale im Signalverlauf zu analysieren und zur Bestimmung der Radlast zu verwenden. Auf diese Weise kann die Radlast des Rades zuverlässig bestimmt werden.In one embodiment, the method includes evaluating the timing of an output of at least one force sensor beam overrun by a tire of the vehicle to determine the wheel load of the wheel. In particular, the method may include analyzing significant times and force signals in the waveform and using them to determine the wheel load. In this way, the wheel load of the wheel can be reliably determined.

In einer Ausführungsform schließt das Verfahren ein, die Profiltiefe des Reifens zu messen und bei der Berechnung der Länge der Reifenaufstandsfläche zu berücksichtigen. Durch Messen und Berücksichtigen der aktuellen Profiltiefe des Reifens kann die Genauigkeit der Messung erhöht werden, da Fehler, die sich aus Abweichungen der Profiltiefe von einem vorgegebenen Wert ergeben, vermieden oder zumindest reduziert werden können.In an embodiment, the method includes measuring the tread depth of the tire and taking it into account when calculating the length of the tire footprint. By measuring and taking into account the current tread depth of the tire, the accuracy of the measurement can be increased because errors resulting from deviations of the tread depth from a predetermined value can be avoided or at least reduced.

In einer Ausführungsform schließt das Verfahren ein, die Längen der Reifenaufstandsflächen oder näherungsweise bestimmten Reifenfülldrücke von wenigstens zwei Reifen, insbesondere von Reifen, die auf einer gemeinsamen Achse montiert sind, miteinander zu vergleichen. Auf diese Weise kann die Gleichheit des Reifenfülldrucks mehrerer Reifen, insbesondere von mehreren Reifen, die auf einer gemeinsamen Achse montiert sind, überprüft und die Zuverlässigkeit der Messung erhöht werden.In one embodiment, the method includes comparing the lengths of tire footprints or approximate tire inflation pressures of at least two tires, particularly tires mounted on a common axle. In this way, the equality of the tire inflation pressure of a plurality of tires, particularly a plurality of tires mounted on a common axle, can be checked and the reliability of the measurement can be increased.

Figurenbeschreibungfigure description

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beschrieben:The invention will be described below with reference to the attached figures:

Die 1a und 1b zeigen die Abhängigkeit der Länge der Reifenaufstandsfläche vom Reifenfülldruck und der Radlast für zwei verschiedene Reifentypen bei jeweils drei verschiedenen Radlasten.The 1a and 1b show the dependence of the length of the tire contact patch on the tire inflation pressure and the wheel load for two different tire types, each with three different wheel loads.

Die 2a und 2b zeigen die Zusammenhänge zwischen dem Reifendruck und der Länge der Reifenaufstandsfläche für zwei verschiedene Radlasten für verschiedene Reifentypen und Reifenabmessungen.The 2a and 2 B show the relationships between the tire pressure and the length of the tire footprint for two different wheel loads for different tire types and tire dimensions.

Die 3a und 3b zeigen den empfohlenen Reifendruck von Fahrzeugen unterschiedlicher PKW-Fahrzeugklassen für unterschiedliche Beladungszustände.The 3a and 3b show the recommended tire pressure of vehicles of different car vehicle classes for different loading conditions.

3c zeigt einen Klassifikator mit vier Zustandsklassen. 3c shows a classifier with four state classes.

4 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Prüfung des Reifenfülldrucks. 4 shows a schematic representation of an embodiment of a device for testing the tire inflation pressure.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Überfahrrinne mit integrierter Prüfvorrichtung. 5 shows an embodiment of an overflow channel with integrated tester.

6 zeigt einen Prüfdeckel einer Überfahrrinne in der Aufsicht. 6 shows a test cover of an overflow channel in the supervision.

Die 7a und 7b zeigen eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung mit einem von links nach rechts über einen Kraftsensorbalken rollenden Rad.The 7a and 7b show a schematic representation of a measuring arrangement according to the invention with a wheel rolling from left to right over a force sensor beam.

8 zeigt zwei Verläufe des Signals der gemessenen Kraft als Funktion der Zeit beim Rollen eines Fahrzeugrades über einen Kraftsensorbalken. 8th shows two traces of the signal of the measured force as a function of time when rolling a vehicle wheel via a force sensor beam.

9 beschreibt die Analyse eines Signalverlaufs, wie er in der 8 gezeigt ist. 9 describes the analysis of a waveform, as shown in the 8th is shown.

10 zeigt die relative Änderung der Länge der Reifenaufstandsfläche bei maximal zulässigem Reifenprofilverschleiß in Bezug auf einen neuen Reifen als Funktion des Reifenfülldrucks. 10 Figure 12 shows the relative change in the length of the tire footprint at maximum allowable tread wear with respect to a new tire as a function of tire inflation pressure.

11 zeigt den Reifenfülldruck als Funktion der Länge der Reifenaufstandsfläche für einen neuen Reifen und für einen Reifen mit maximal zulässig verschlissenem Reifenprofil. 11 Figure 4 shows the tire inflation pressure as a function of the length of the tire footprint for a new tire and for a tire with the maximum allowable worn tire tread.

Es ist bekannt, dass die Länge L der Reifenaufstandsfläche eines Reifens 2 vom Reifenfülldruck p des Reifens 2 und der Radlast F, die sich aus dem aktuellen Beladungszustand des Kraftfahrzeugs ergibt, abhängig ist. Die Charakteristik dieser Abhängigkeit variiert zwischen unterschiedlichen Reifentypen bzw. – bauarten. Die 1a und 1b zeigen diese Abhängigkeit beispielhaft für zwei verschiedene Reifentypen („165/70 R 14“ und „225/55 R 17 Runflat“) bei jeweils drei verschiedenen Radlasten F von 2000 N, 2500 N bzw. 3000 N. It is known that the length L of the tire contact patch of a tire 2 from the tire inflation pressure p of the tire 2 and the wheel load F, which results from the current load condition of the motor vehicle, is dependent. The characteristic of this dependency varies between different tire types or types. The 1a and 1b show this dependency exemplarily for two different tire types ("165/70 R 14" and "225/55 R 17 run flat") with in each case three different wheel loads F of 2000 N, 2500 N and 3000 N.

Betrachtet man die unterschiedlichen Reifentypen bei gleicher Radlast F, so ergibt sich eine Kurvenschar, die man durch eine geeignete Korrelationsfunktion approximieren kann.Looking at the different tire types with the same wheel load F, a set of curves results, which can be approximated by a suitable correlation function.

In den 2a und 2b sind die Zusammenhänge zwischen dem Reifendruck p und der Länge L der Reifenaufstandsfläche für Radlasten F von 3500 N (2a) bzw. 4000 N (2b) beispielhaft für verschiedene Reifentypen und Reifenabmessungen dargestellt.In the 2a and 2 B are the relationships between the tire pressure p and the length L of the tire contact patch for wheel loads F of 3500 N ( 2a ) or 4000 N ( 2 B ) exemplified for different tire types and tire dimensions.

Für unterschiedliche Radlasten F erhält man so für die indirekte Berechnung des Reifendrucks p aus der gemessenen Länge L der Reifenaufstandsfläche verschiedene Korrelationsfunktionen. Wird beispielsweise eine lineare Korrelationsfunktion verwendet, stehen für eine konkret gemessene Radlast FR zur Berechnung der Reifendrucks pR aus der gemessenen Länge LR der Reifenaufstandsfläche die Korrelationskoeffizienten Ai und Bi zur Verfügung: pR = Ai·LR + Bi (1 )For different wheel loads F, different correlation functions are thus obtained for the indirect calculation of the tire pressure p from the measured length L of the tire contact patch. If, for example, a linear correlation function is used, the correlation coefficients A i and B i are available for a specifically measured wheel load F R for calculating the tire pressure p R from the measured length L R of the tire contact patch: p R = A i * L R + B i (1 )

Man kann nun für mehrere Radlaststufen FRi, die z.B. einen Abstand von 250 N oder 500 N voneinander haben, die Korrelationskoeffizienten Ai und Bi bestimmen und in einer Radlast-Tabelle ablegen. Unter Verwendung der Korrelationskoeffizienten Ai und Bi kann man dann für jedes Rad 2 eines Kraftfahrzeuges durch Messen der Radlast F und der Länge L der Reifenaufstandsfläche den Reifendruck p näherungsweise bestimmen.It is now possible to determine the correlation coefficients A i and B i for a plurality of wheel load stages F Ri , which have, for example, a distance of 250 N or 500 N from each other, and store them in a wheel load table. Using the correlation coefficients A i and B i one can then for each wheel 2 of a motor vehicle by measuring the wheel load F and the length L of the tire contact patch approximately determine the tire pressure p.

Bei einer manuellen Prüfung des Reifendrucks p, z.B. an einer Tankstelle, erfolgt die Bewertung der gemessenen Druckwerte durch Vergleichen mit den für das jeweilige Fahrzeug für die Räder 2 an der Vorderachse und an der Hinterachse vom Fahrzeughersteller vorgegebenen Reifendrücken popt. Dabei wird in der Regel zwischen einem teilbeladenen und einem vollbeladenen Fahrzeug unterschieden. Diese Angaben sind z.B. auf einem Aufkleber, der im Tankdeckel des Kraftfahrzeugs angebracht ist, enthalten.In the case of a manual check of the tire pressure p, for example at a filling station, the measured pressure values are evaluated by comparing with those for the respective vehicle for the wheels 2 at the front axle and at the rear axle specified by the vehicle manufacturer tire pressures p opt . In this case, a distinction is usually made between a partially loaded and a fully loaded vehicle. This information is for example on a sticker that is mounted in the tank cap of the motor vehicle included.

Einem automatischen Messsystem stehen diese fahrzeugspezifischen Informationen für die Bewertung des Reifendrucks p nicht zur Verfügung, und eine allgemein gültige Methode für eine fahrzeugunabhängige Bewertung des Reifendrucks p war bisher nicht bekannt.An automatic measuring system, this vehicle-specific information for the evaluation of the tire pressure p are not available, and a generally valid method for a vehicle-independent evaluation of the tire pressure p was previously unknown.

Um eine allgemein gültige Methode für eine fahrzeugunabhängige Bewertung des Reifendrucks p zu schaffen, haben die Erfinder ein breites Spektrum von Fahrzeugen unterschiedlicher PKW-Fahrzeugklassen bei unterschiedlichen Beladungszuständen hinsichtlich des empfohlenen Reifendrucks p analysiert. Die 3a und 3b zeigen die Ergebnisse für die Vorderachse (3a) bzw. Hinterachse (3b). Durch eine statistische Datenanalyse wurde eine lineare Korrelationsfunktion zwischen dem empfohlenen Reifendruck popt und der Radlast F erhalten. Diese Korrelationsfunktion ist in den 3a und 3b jeweils als Strich-Punkt-Linie dargestellt. In order to provide a generally valid method for a vehicle-independent evaluation of the tire pressure p, the inventors have analyzed a wide range of vehicles of different car vehicle classes at different loading conditions with respect to the recommended tire pressure p. The 3a and 3b show the results for the front axle ( 3a ) or rear axle ( 3b ). By a statistical data analysis, a linear correlation function between the recommended tire pressure p opt and the wheel load F was obtained. This correlation function is in the 3a and 3b each shown as a dash-dot line.

Aus den technischen Hinweisen der Reifenhersteller kann man entnehmen: Wenn der optimale Reifenfülldruck um nicht mehr als 12% unter- und nicht mehr als 18% überschritten wird, kann mit einem Kraftstoffmehrverbrauch von weniger als 1% und einer Reifen-Lebensdauer größer 95% gerechnet werden. Wenn der Reifendruck größere Abweichungen vom Optimalwert aufweist, sind ein überproportional höherer Kraftstoffverbrauch und eine überproportional verringerte Lebensdauer die Folge.From the technical information of the tire manufacturers it can be seen: If the optimal tire inflation pressure is not exceeded by more than 12% below and not more than 18%, a fuel consumption of less than 1% and a tire life of more than 95% can be expected , If the tire pressure has greater deviations from the optimum value, disproportionately higher fuel consumption and disproportionately reduced service life are the result.

In den 3a und 3b sind die entsprechenden Grenzlinien für die beschriebenen und aus praktischen Erwägungen vertretbaren Druckabweichungen als durchgezogene Linien oberhalb und unterhalb der Korrelationsfunktion (Strich-Punkt-Linie) eingezeichnet. Um den näherungsweise berechneten Reifendruck p allgemein gültig zu bewerten, wird im einfachsten Fall auf diesen Grenzlinien ein zweidimensionaler Zustandsklassifikator aufgebaut. Reifendruck p und Radlast F stellen zwei Dimensionen des Zustandsklassifikators dar.In the 3a and 3b the corresponding boundary lines for the pressure deviations described and justified for practical reasons are shown as solid lines above and below the correlation function (dash-dotted line). In order to evaluate the approximately calculated tire pressure p generally valid, in the simplest case a two-dimensional condition classifier is built up on these boundary lines. Tire pressure p and wheel load F represent two dimensions of the condition classifier.

In der Praxis werden für jedes Rad 2 die Radlast F und die Länge L der Reifenaufstandsfläche mittels Analyse der Signale des Kraftmessbalkens 3 ermittelt und danach wird der Reifendruck p mit den entsprechenden, von der Radlast abhängigen Korrelationskoeffizienten Ai und Bi aus der Länge L der Reifenaufstandsfläche berechnet. Mit Hilfe des Klassifikators kann dann das betreffende Rad 2 mit diesen zwei Parametern einer Zustandsklasse Zi des Reifendrucks p zugeordnet werden.In practice, for each wheel 2 the wheel load F and the length L of the tire contact patch by analyzing the signals of the load beam 3 and then the tire pressure p is calculated with the corresponding wheel load dependent correlation coefficients A i and B i from the length L of the tire footprint. With the help of the classifier then the wheel in question 2 be associated with these two parameters of a condition class Z i of the tire pressure p.

Beispielsweise werden vier Zustandsklassen eingeführt, deren Bezeichnung auch als Handlungsanweisung an den Fahrer formuliert ist:

  • Z1: Reifenfülldruck erhöhen – Sicherheitsrisiko: Ampelfarbe Rot
  • Z2: Reifenfülldruck prüfen – Erhöhter Kraftstoffverbrauch: Ampelfarbe Gelb
  • Z3: Reifenfülldruck in Ordnung: Ampelfarbe Grün
  • Z4: Reifenfülldruck prüfen – Erhöhter Reifenverschleiß: Ampelfarbe Gelb
For example, four condition classes are introduced, whose designation is also formulated as an instruction to the driver:
  • Z1: increase tire inflation pressure - safety risk: Traffic light red
  • Z2: Check tire pressure - Increased fuel consumption: Traffic light yellow
  • Z3: Tire pressure OK: Traffic light green
  • Z4: Check tire pressure - Increased tire wear: Traffic light yellow

3c zeigt beispielhaft einen Klassifikator mit den beschriebenen vier Zustandsklassen Z1, Z2, Z3, Z4 für einen PKW. Es ist auch möglich, die Zustandsklassen Z1, Z2, Z3, Z4 anders zu definieren und/oder deren Anzahl zu verringern oder zu erhöhen. Beispielsweise sind für LKW und Busse spezifische Klassifikatoren vorzusehen. Für die Unterscheidung, ob die Klassifikatoren für PKW oder LKW und Busse zu verwenden sind, ist in der Mess- und Anzeigeeinheit 4 ein Entscheidungsalgorithmus auf Basis der gemessenen Radlasten (Anzahl und Betrag) vorhanden. 3c shows by way of example a classifier with the described four state classes Z1, Z2, Z3, Z4 for a car. It is also possible to define the condition classes Z1, Z2, Z3, Z4 differently and / or to reduce or increase their number. For example, specific classifiers should be provided for trucks and buses. To distinguish whether the classifiers for cars or trucks and buses are to be used is in the measuring and display unit 4 a decision algorithm based on the measured wheel loads (number and amount) available.

Für die Räder der Vorderachse und der Hinterachse können unterschiedliche Klassifikatoren verwendet werden. Die Entscheidung, welcher Klassifikator für welches Rad anzuwenden ist, ergibt sich aus der Reihenfolge der Überfahrt, d.h. den Rädern der ersten Überfahrt wird der Klassifikator der Vorderachse zugeordnet, den Rädern der zweiten Überfahrt der Klassifikator für die Hinterachse. Der Entscheidungsalgorithmus ist Bestandteil der Software in der Mess- und Anzeigeeinheit 4.For the wheels of the front axle and the rear axle different classifiers can be used. The decision as to which classifier to apply for which wheel results from the sequence of the crossing, ie the wheels of the first crossing are assigned the classifier of the front axle, the wheels of the second crossing the classifier for the rear axle. The decision algorithm is part of the software in the measurement and display unit 4 ,

4 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Prüfen des Reifenfülldrucks p mit wenigstens einem Kraftsensorbalken 3, der in oder auf einer Fahrbahn quer zur Fahrtrichtung R des Kraftfahrzeuges bzw. Ablaufrichtung des Reifens 2 angeordnet ist. Zu einer kompletten Vorrichtung 1 gehören mindestens zwei Kraftsensorbalken 3, einer für jede Fahrzeugseite, mit jeweils einer in Fahrtrichtung R des Kraftfahrzeuges sich erstreckenden Breite b. Die Kraftsensorbalken 3 sind über elektrische Verbindungskabel 9 oder drahtlos mit einer Mess- und Auswerteeinheit 4 verbunden. Die Mess- und Auswerteeinheit 4 ist über elektrische Verbindungskabel 9 oder drahtlos mit einer Anzeigeeinheit 6 und optional mit einem Server 8 verbunden. 4 shows a possible embodiment of a device 1 for checking the tire inflation pressure p with at least one force sensor bar 3 , in or on a roadway transverse to the direction of travel R of the motor vehicle or drainage direction of the tire 2 is arranged. To a complete device 1 include at least two force sensor bars 3 , one for each side of the vehicle, each having a width b extending in the direction of travel R of the motor vehicle. The force sensor bars 3 are via electrical connection cables 9 or wirelessly with a measuring and evaluation unit 4 connected. The measuring and evaluation unit 4 is via electrical connection cable 9 or wirelessly with a display unit 6 and optionally with a server 8th connected.

Die Breite b der Kraftsensorbalken 3 in Fahrtrichtung R und die Messfrequenz fm ist der Mess- und Auswerteeinheit 4 bekannt. Ebenso ist in der Mess- und Auswerteeinheit 4 eine Tabelle mit den zuvor beschriebenen radlastabhängigen Korrelationskoeffizienten Ai, Bi gespeichert. Die Mess- und Auswerteeinheit 4 ist zur präzisen Erfassung und Speicherung der Signale, die während jeder Überfahrt eines Reifens 2 über die Kraftsensorbalken 3 von diesen ausgegeben werden, ausgebildet.The width b of the force sensor bars 3 in direction of travel R and the measuring frequency f m is the measuring and evaluation unit 4 known. Likewise, in the measuring and evaluation unit 4 stored a table with the previously described wheel load-dependent correlation coefficients Ai, Bi. The measuring and evaluation unit 4 is used to accurately capture and store the signals during each passage of a tire 2 via the force sensor bars 3 issued by these trained.

Die Mess- und Auswerteeinheit 4 ist mit einer Rechnereinheit einer Speichereinheit und einer Auswertesoftware ausgestattet, um eine Analyse der Kraftsignalverläufe, eine Überprüfung der Plausibilität der Messergebnisse, eine Berechnung der Fahrgeschwindigkeit v, der Radlast F, der Länge L der Reifenaufstandsfläche und des Reifendrucks p jedes Reifens 2, eine Bewertung der relativen Abweichung der Längen L der Reifenaufstandsflächen oder der Reifenfülldrücke p der Reifen 2, die an einer gemeinsamen Achse montiert sind, sowie schließlich eine Klassifizierung des Reifenfülldrucks p in vordefinierte Zustandsklassen Z1, Z2, Z3, Z4 als abschließende Zustandsbewertung durchzuführen. The measuring and evaluation unit 4 is equipped with a computer unit of a memory unit and an evaluation software, an analysis of the force waveforms, a check of the plausibility of the measurement results, a calculation of the vehicle speed v, the wheel load F, the length L of the tire contact patch and the tire pressure p of each tire 2 , an evaluation of the relative deviation of the lengths L of the tire treads or tire inflation pressures p of the tires 2 , Which are mounted on a common axis, and finally to perform a classification of the tire pressure p in predefined condition classes Z1, Z2, Z3, Z4 as a final state assessment.

Die Mess- und Auswerteeinheit 4 steuert auch die Anzeigeeinheit 6, die zur Ausgabe der Prüfergebnisse vorgesehen ist, sowie optional die Übertragung der Prüfergebnisse an einen übergeordneten Server 8.The measuring and evaluation unit 4 also controls the display unit 6 , which is provided to output the test results, and optionally the transmission of the test results to a higher-level server 8th ,

Die Messgenauigkeit, mit der die Bestimmung der Länge L der Reifenaufstandsfläche und der Radlast F möglich ist, wird durch die Messfrequenz fm, der Überfahrgeschwindigkeit v und der Breite b des Kraftmessbalkens definiert. Um eine ausreichend hohe Messgenauigkeit zu erreichen, sollte die Breite b des Kraftmessbalkens größer 70 mm sein.The measurement accuracy with which the determination of the length L of the tire contact patch and the wheel load F is possible is defined by the measuring frequency f m , the passing speed v and the width b of the load beam. In order to achieve a sufficiently high measuring accuracy, the width b of the load bar should be greater than 70 mm.

Um Fehlmessungen durch ein zufälliges Auslösen der Kraftmessung, beispielsweise durch über die Vorrichtung 1 laufende Personen, zu verhindern, kann die Mess- und Auswerteeinheit 4 mit einem Plausibilisierungsalgorithmus ausgestattet sein, der anhand des zeitlichen Verlaufs der Ausgangsdaten der Kraftsensorbalken 3 eine Unterscheidung zwischen einer Person und einem Fahrzeug vornimmt und so fehlerhafte Messergebnisse vermeidet.To erroneous measurements by accidentally triggering the force measurement, for example, through the device 1 current persons, to prevent, the measuring and evaluation unit 4 be equipped with a plausibility algorithm, based on the time course of the output data of the force sensor beam 3 makes a distinction between a person and a vehicle and thus avoids erroneous measurement results.

In einer Ausführungsform ist die beschriebene Vorrichtung 1 um einen zusätzlichen Sensor oder Kontaktschalter 10 erweitert. Dieser zusätzliche Sensor 10 ist geeignet, ein auf die Vorrichtung 1 zufahrendes Fahrzeug zu erkennen. Der zusätzliche Sensor oder Kontaktschalter 10 ist mit der Mess- und Auswerteeinheit 4 verbunden und löst den Start der Mess- und Auswerteeinheit 4 kurz vor der Überfahrt eines Fahrzeuges über die Vorrichtung 1 aus.In one embodiment, the device described is 1 by an additional sensor or contact switch 10 extended. This additional sensor 10 is suitable one on the device 1 Detecting approaching vehicle. The additional sensor or contact switch 10 is with the measuring and evaluation unit 4 connected and triggers the start of the measuring and evaluation unit 4 just before the passage of a vehicle over the device 1 out.

In Fahrtrichtung R hinter den beiden Kraftsensorbalken 3 ist jeweils eine Vorrichtung 20 zum Messen der Profiltiefe des Reifens 2 angeordnet. Die Vorrichtungen 20 zum Messen der Profiltiefe können auch in Fahrtrichtung R vor den Kraftsensorbalken 3 angeordnet sein und sind optional, d. für die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des Reifenfülldrucks nicht zwingend erforderlich. Die Verwendung der Ergebnisse einer Messung der Profiltiefe zur Verbesserung der Messergebnisse für den Reifenfülldruck wird weiter unten beschrieben.In direction of travel R behind the two force sensor bars 3 each is a device 20 for measuring the tread depth of the tire 2 arranged. The devices 20 for measuring the tread depth can also in the direction of travel R in front of the force sensor beam 3 be arranged and are optional, d. not absolutely necessary for the realization of the method according to the invention for determining the tire inflation pressure. The use of the results of a measurement of tread depth to improve the Measurement results for tire inflation pressure will be described below.

Die Vorrichtung 1 kann zweckmäßigerweise in eine Überfahrrinne 12 integriert sein, wie sie aus dem Straßenbau bekannt und bewährt ist. Die 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer solchen Überfahrrinne 12 im Querschnitt. 6 zeigt einen speziellen Deckel 14 für eine Überfahrrinne 12 mit einer darin integrierten Anordnung eines Kraftsensorbalkens 3 zur Messung der Länge L der Reifenaufstandsfläche und der Radlast auf einer Fahrzeugseite in der Aufsicht.The device 1 may suitably in an overflow channel 12 be integrated, as it is known and proven from the road. The 5 shows an embodiment with such an overflow channel 12 in cross section. 6 shows a special lid 14 for a crossover channel 12 with an integrated arrangement of a force sensor beam 3 for measuring the length L of the tire footprint and the wheel load on a vehicle side in the top view.

Die Kraftsensorbalken 3 werden jeweils in einer Aussparung des Deckels 14 der Überfahrrinne 12 montiert, so dass ihre Oberfläche je nach Ausführungsform des Kraftsensorbalkens 3 ggf. erst nach dem Absolvieren des Kraftanstiegs bündig zur Oberkante des Deckels 14 und damit zur Fahrbahnebene ist. Der Zwischenraum zwischen dem Deckel 14 und dem Kraftsensorbalken 3 ist umlaufend mit einem geeigneten Elastomer 16 mit ausreichender Schichtdicke ausgefüllt, um das Eindringen von Nässe, Staub und grobem Schmutz dauerhaft zu verhindern. Vorteilhaft ist es, einen Formschluss zwischen der Aussparung im Deckel 14 und dem Elastomer 16 sowie zwischen Elastomer 16 und dem Kraftsensorbalken 3 vorzusehen. Dazu können der Deckel 14 und der Kraftsensorbalken 3 mit einer entsprechenden Formgebung (z.B. Nut oder Rillen) versehen sein.The force sensor bars 3 are each in a recess of the lid 14 the overflow channel 12 mounted so that its surface depending on the embodiment of the force sensor beam 3 if necessary, only after completion of the increase in force flush with the upper edge of the lid 14 and thus to the road level. The space between the lid 14 and the force sensor bar 3 is encircling with a suitable elastomer 16 filled with sufficient layer thickness to permanently prevent the penetration of moisture, dust and coarse dirt. It is advantageous, a positive connection between the recess in the lid 14 and the elastomer 16 as well as between elastomer 16 and the force sensor bar 3 provided. To do this, the lid 14 and the force sensor bar 3 be provided with a corresponding shape (eg groove or grooves).

Die physikalischen Eigenschaften und die Schichtdicke des Elastomers 16 sind so zu bemessen, dass die Auslösekraft des Kraftsensorbalkens 3 ausreichend klein ist, um auch bei kleinen und leichten Fahrzeugen mit geringer Radlast F ein zuverlässiges Auslösen der Kraftsensorbalken 3 zu gewährleisten. Alternativ könnten die physikalischen Eigenschaften des Elastomers 16 in dem Algorithmus zur Bestimmung der Länge L der Reifenaufstandsfläche und der Radlast F mit einem Korrekturglied berücksichtigt werden.The physical properties and the layer thickness of the elastomer 16 are to be dimensioned so that the release force of the force sensor beam 3 is sufficiently small, even in small and light vehicles with low wheel load F reliable triggering of the force sensor beam 3 to ensure. Alternatively, the physical properties of the elastomer could 16 in the algorithm for determining the length L of the tire footprint and the wheel load F with a correction term.

Dazu kann eine Kalibrierung des Kraftsensorbalkens 3 am Schluss des Fertigungsprozesses durchgeführt werden. Das Ergebnis der Kalibrierung wird dann für jeden angeschlossenen Kraftsensorbalken 3 in der Mess- und Auswerteeinheit 4 gespeichert und bei der späteren Analyse der gemessenen Kraftsignalverläufe berücksichtigt.This can be done by calibrating the force sensor bar 3 at the end of the manufacturing process. The result of the calibration then becomes for each connected force sensor bar 3 in the measuring and evaluation unit 4 stored and taken into account in the later analysis of the measured force waveforms.

In Fahrtrichtung R vor oder hinter dem Kraftsensorbalken 3 ist die Vorrichtung 20 zur Messung der Profiltiefe des Reifens 2 angeordnet.In direction of travel R in front of or behind the force sensor bar 3 is the device 20 for measuring the tread depth of the tire 2 arranged.

Jede Aussparung im Deckel 14 ist mit einem Durchbruch 18 (z.B. einer Bohrung) zur Durchführung der elektrischen Verbindungskabel 9 vom Kraftsensorbalken 3 zur Mess- und Auswerteeinheit 4 versehen. Diese kann ebenfalls in die Überfahrrinne 12 integriert sein. Eine Montage der Mess- und Auswerteeinheit 4 an der Seitenwand 13 der Überfahrrinne 12 schützt die Mess- und Auswerteeinheit 4 z.B. vor Stauwasser, das sich am Boden der Überfahrrinne 12 ansammelt.Each recess in the lid 14 is having a breakthrough 18 (For example, a bore) for carrying out the electrical connection cable 9 from the force sensor bar 3 to the measuring and evaluation unit 4 Mistake. This can also be in the overflow channel 12 be integrated. An assembly of the measuring and evaluation unit 4 on the side wall 13 the overflow channel 12 protects the measuring and evaluation unit 4 eg against backwater, which is at the bottom of the overflow channel 12 accumulates.

Die 7a und 7b zeigen eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung mit einem von links nach rechts über den Kraftsensorbalken 3 rollenden Rad bzw. Reifen 2.The 7a and 7b show a schematic representation of a measuring arrangement according to the invention with a left to right on the force sensor beam 3 rolling wheel or tire 2 ,

Zum Zeitpunkt t1 berührt der Reifen 2 mit der Vorderkante seiner Reifenaufstandsfläche zum ersten Mal den Kraftsensorbalken 3, zum Zeitpunkt t2 berührt der Reifen 2 mit seiner Reifenaufstandsfläche erstmalig den gesamten Kraftsensorbalken 3. Zum Zeitpunk t3 berührt der Reifen 2 letztmalig mit seiner Reifenaufstandsfläche den gesamten Kraftsensorbalken 3 und zum Zeitpunkt t4 berührt die Hinterkante der Reifenaufstandsfläche letztmalig den Kraftsensorbalken 3.At time t1, the tire touches 2 with the leading edge of its tire footprint for the first time the force sensor beam 3 At time t2 the tire touches 2 with its tire footprint for the first time the entire force sensor beam 3 , At time t3, the tire touches 2 for the last time with its tire contact patch the entire force sensor beam 3 and at time t4, the trailing edge of the tire footprint contacts the force sensor beam for the last time 3 ,

In 8 sind beispielhaft zwei Verläufe des Signals für die gemessene Kraft (y-Achse) als Funktion der Zeit (x-Achse) beim Rollen eines Fahrzeugrades 2 über einen Kraftsensorbalken 3 dargestellt, wobei aus unterschiedlichen Reifenfülldrücken p des Reifens 2 unterschiedliche Längen L der Reifenaufstandsfläche resultieren.In 8th are exemplary two waveforms of the signal for the measured force (y-axis) as a function of time (x-axis) when rolling a vehicle wheel 2 via a force sensor bar 3 represented, from different tire inflation pressures p of the tire 2 different lengths L of the tire footprint result.

Die Auswertung eines solchen Signalverlaufs wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben:
In einem ersten Auswerteschritt wird der Signalverlauf im Hinblick auf markante Zeitpunkte analysiert. Wenn der Reifen zum Zeitpunkt t1 den Kraftsensorbalken 3 erstmals berührt (Beginn des Kraftanstiegs Fr1) erfolgt eine erste Zeitmessung. Eine zweite Zeitmessung folgt, wenn der Kraftverlauf zum Zeitpunkt t2 in eine konstante, maximale Kraft Fmax übergeht, d.h. wenn der Reifen 2 den Weg der Balkenbreite b zurückgelegt hat und über die gesamte Breite b des Kraftsensorbalkens 3 auf diesem aufliegt. Weitere Zeitmessungen werden vorgenommen, wenn der hintere Bereich der Reifenaufstandsfläche den Kraftsensorbalken 3 wieder verlässt (Zeitpunkt t3), erkennbar am Übergang von der konstanten Kraft zum Kraftabfall Fr2, und wenn der Reifen 2 den Kraftsensorbalken 3 letztmalig berührt (Zeitpunkt t4) und die gemessene Kraft F wieder gleich dem Ausgangswert ist, der gemessen worden ist, bevor der Reifen 2 den Kraftsensorbalken 3 erstmals berührt hat (t < t1).The evaluation of such a waveform will be described below with reference to FIGS 9 described:
In a first evaluation step, the signal profile is analyzed with regard to significant points in time. If the tire at time t1, the force sensor beam 3 first touched (beginning of the force increase Fr 1 ) is a first time measurement. A second time measurement follows when the force curve at time t2 changes to a constant, maximum force F max , ie when the tire 2 has covered the path of the beam width b and over the entire width b of the force sensor beam 3 rests on this. Further time measurements are taken when the rear area of the tire footprint is the force sensor bar 3 leaves again (time t3), recognizable by the transition from the constant force to the force drop Fr 2 , and when the tire 2 the force sensor bar 3 for the last time (time t4) and the measured force F is again equal to the initial value measured before the tire 2 the force sensor bar 3 first touched (t <t1).

Für jeden Reifen 2 ergeben sich somit vier Zeitpunkte t1, t2, t3, t4, deren zeitlichen Abstände (Zeitdifferenzen) als Grundlage für die weiteren Berechnungen ausgewertet werden. Bereits drei Zeitpunkte t1, t2, t3 wären für die folgende Auswertung ausreichend.For every tire 2 This results in four times t1, t2, t3, t4, the time intervals (time differences) are evaluated as a basis for further calculations. Already three times t1, t2, t3 would be sufficient for the following evaluation.

Unter der Annahme, dass die Kraftmessungen periodisch mit einer konstanten Messfrequenz fm als bekannter Zeitbasis durchgeführt werden, kann die Anzahl Nr1, Nm, Nr2 der Messwerte zwischen den zuvor identifizierten Zeitpunkten t1, t2, t3, t4 automatisch ermittelt werden. Assuming that the force measurements are carried out periodically with a constant measurement frequency f m as a known time base, the number Nr 1 , Nm, Nr 2 of the measured values between the previously identified times t1, t2, t3, t4 can be automatically determined.

Nr1 und Nr2 geben jeweils die Anzahl der Messwerte während des Kraftanstiegs (t1 < t < t2) bzw. während des Kraftabfalls (t3 < t < t4) an. Nm gibt die Anzahl der Messwerte bei maximaler Kraft Fmax (Anstieg ist null) an (t2 <= t <= t3). No. 1 and No. 2 indicate the number of measured values during the force increase (t1 <t <t2) or during the force drop (t3 <t <t4). Nm indicates the number of measured values at maximum force F max (rise is zero) (t2 <= t <= t3).

Mit der bekannten Balkenbreite b können aus diesen Werten die Überfahrgeschwindigkeit v, die Länge LR der Reifenaufstandsfläche und die Radlast FR berechnet werden: v = b·fm/Nr1 (2) LR = v·(Nr1 + Nm)/fm (3) FR = Fmax·LR/b (4) With the known beam width b, these values can be used to calculate the pass speed v, the length L R of the tire contact patch and the wheel load F R : v = b · f m / Nr 1 (2) L R = v · (Nr 1 + Nm) / f m (3) F R = F max * L R / b (4)

Analog kann anstelle von Nr1 auch Nr2 verwendet werden. Werden die Werte für v, LR und FR sowohl aus Nr1 als auch aus Nr2 berechnet, ergibt sich eine Überbestimmung. Eine solche Überbestimmung bietet die Möglichkeit, die Genauigkeit zu erhöhen. Zusätzlich bietet die Überbestimmung die Möglichkeit, die Ergebnisse zu korrigieren, etwa indem mögliche Geschwindigkeitsänderungen durch Beschleunigen oder Bremsen beim Überfahren des Kraftsensorbalkens 3 erkannt und berücksichtigt werden, wodurch ebenfalls die Genauigkeit gesteigert wird.Analogously, Nr 2 can be used instead of Nr 1 . If the values for v, L R and F R are calculated both from Nr 1 and from Nr 2 , the result is an overdetermination. Such over-determination offers the possibility to increase the accuracy. In addition, the over-determination offers the possibility to correct the results, such as possible speed changes by accelerating or braking when passing the force sensor beam 3 be recognized and taken into account, which also increases the accuracy.

Zusätzlich kann die Messung mit einer entsprechenden Meldung an den Fahrzeugführer als ungültig ausgewiesen werden, wenn die Änderungen der Geschwindigkeit einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten und eine sinnvolle Auswertung der Messergebnisse nicht mehr möglich ist.In addition, the measurement with a corresponding message to the driver can be declared invalid if the changes in speed exceed a predetermined limit and meaningful evaluation of the measurement results is no longer possible.

Die obigen Berechnungsformeln (2), (3) und (4) gelten nur, solange die Breite b des Kraftsensorbalkens 3 kleiner als die Länge L der Reifenaufstandsfläche ist. Anderenfalls wird die maximale Kraft Fmax gemessen, bevor der gesamte Kraftsensorbalken 3 vollständig von der Vorderkante der Reifenaufstandsfläche des Reifens 2 überfahren worden ist, und der von dem Reifen 2 zurückgelegte Weg ist unbestimmt.The above calculation formulas (2), (3) and (4) are valid only as long as the width b of the force sensor beam 3 is less than the length L of the tire footprint. Otherwise, the maximum force F max is measured before the entire force sensor bar 3 completely from the leading edge of the tire footprint of the tire 2 has been run over, and that of the tire 2 The path covered is indefinite.

Während der Reifendruckprüfung fährt das Fahrzeug zuerst mit dem Vorderreifen 2 und dann mit dem Hinterreifen 2 über den Kraftsensorbalken 3. Damit können mit einer Vorrichtung 1 die Längen L der Reifenaufstandsflächen und die Radlasten F aller Räder 2 eines Fahrzeugs nahezu gleichzeitig bestimmt werden.During the tire pressure test, the vehicle first drives with the front tire 2 and then with the rear tire 2 over the force sensor bar 3 , This can be done with a device 1 the lengths L of the tire contact patch and the wheel loads F of all wheels 2 of a vehicle can be determined almost simultaneously.

Wie bereits beschrieben, kann man für die an einem Rad 2 gemessene Radlast FR aus der Radlast-Tabelle die entsprechenden Korrelationskoeffizienten Ai und Bi entnehmen und mit diesen Korrelationskoeffizienten und der wie zuvor beschrieben ermittelten Länge LR der Reifenaufstandsfläche den Reifendruck pr des Rades 2 näherungsweise berechnen: pR = Ai·LR + Bi (5) As already described, you can go for the on a bike 2 measured wheel load F R from the wheel load table, the corresponding correlation coefficients A i and B i take and with these correlation coefficients and the length L R of the tire contact patch determined as described above, the tire pressure p r of the wheel 2 calculate approximately p R = A i * L R + B i (5)

Wenn die gemessene Radlast FR zwischen zwei in der Tabelle abgelegten Radlaststufen FRn und FR(n+1) liegt, werden die Korrelationskoeffizienten Ai und Bi durch Interpolation zwischen den benachbarten Korrelationskoeffizienten An und A(n+1) sowie Bn und B(n+1) ermittelt. In einen nichtlinearen Interpolationsprozess können alternativ auch die Korrelationskoeffizienten mehrerer benachbarter Radlaststufen, z.B. A(n-1), An, A(n+1) und A(n+2) sowie B(n-1), Bn, B(n+1) und B(n+2), in den Interpolationsprozess einbezogen werden.When the measured wheel load F R is between two wheel load stages F Rn and F R (n + 1) stored in the table, the correlation coefficients A i and B i are determined by interpolation between the adjacent correlation coefficients A n and A (n + 1) and B n and B (n + 1) determined. Alternatively, the correlation coefficients of several adjacent wheel load stages, eg A (n-1) , A n , A (n + 1) and A (n + 2) as well as B (n-1) , B n , B ( A ) can also be integrated into a nonlinear interpolation process. n + 1) and B (n + 2) , are included in the interpolation process.

Mit dem auf diese Weise näherungsweise berechneten Reifendruck pR und der näherungsweise bestimmten Radlast FR kann mit Hilfe eines zuvor im Zusammenhang mit der 3c beschriebenen Zustandsklassifikators der Reifendruck p vom Messsystem im Sinne einer Diagnose ausgewertet und bewertet werden.With the approximately calculated in this way tire pressure p R and the approximate wheel load F R can with the help of a previously in connection with the 3c described tire conditioner p are evaluated and evaluated by the measuring system in the sense of a diagnosis.

In weitergehenden Untersuchungen an unterschiedlichen Reifentypen und Reifenabmessungen wurde der Einfluss der Profiltiefe auf die Länge L der Reifenaufstandsfläche bei unterschiedlichen Reifendrücken p und Radlasten F untersucht.In further investigations on different tire types and tire dimensions, the influence of the tread depth on the length L of the tire contact patch at different tire pressures p and wheel loads F was investigated.

Es ist festzustellen, dass sich die Länge L der Reifenaufstandsfläche mit zunehmendem Reifenverschleiß, d.h. abnehmender Profiltiefe, bei gleichem Reifendruck p und gleicher Radlast F verringert. In 10 ist die relative Änderung ΔL (y-Achse) der Länge der Reifenaufstandsfläche bei maximal zulässigem Reifenverschleiß (minimal zulässiger Profiltiefe) bezogen auf den Neureifen als Funktion des Reifenfülldrucks p (x-Achse) dargestellt. It should be noted that the length L of the tire footprint decreases with increasing tire wear, ie decreasing tread depth, at the same tire pressure p and wheel load F. In 10 is the relative change ΔL (y-axis) of the length of the tire footprint at maximum allowable tire wear (minimum allowable tread depth) relative to the new tire as a function of the tire inflation pressure p (x-axis).

Die relative Änderung ΔL der Länge der Reifenaufstandsfläche wird hier als Mittelwert von mehreren unterschiedlichen Reifen 2 und zusätzlich als Mittelwert aus jeweils mehreren Radlaststufen dargestellt. Die Mittelung der Radlaststufen wurde gewählt, weil der Einfluss der Radlast auf die Änderung ΔL der Länge der Reifenaufstandsfläche deutlich geringer als der Einfluss des Reifendrucks p ist. Here, the relative change ΔL in the length of the tire footprint is taken as the average of several different tires 2 and also shown as an average of each of several wheel load stages. The averaging of the wheel load stages was chosen because the influence of the wheel load on the change ΔL in the length of the tire contact patch is significantly less than the influence of the tire pressure p.

In 10 wird daher die dominierende Abhängigkeit der verschleißbedingten Änderung ΔL der Länge der Reifenaufstandsfläche vom Reifendruck p dargestellt. Demnach wird die Länge L der Reifenaufstandsfläche bis zu 10% von der Profiltiefe bzw. dem Reifenverschleiß beeinflusst. 10 zeigt, dass die Genauigkeit der zuvor beschriebenen indirekten Reifendruckprüfung durch eine Berücksichtigung der Profiltiefe erheblich verbessert werden kann. In 10 Therefore, the dominant dependence of the wear-related change ΔL the length of the tire contact patch from the tire pressure p is shown. Thus, the length L of the tire footprint is affected by up to 10% of tread depth or tire wear. 10 shows that the accuracy of the previously described indirect tire pressure test can be considerably improved by considering the tread depth.

11 unterstreicht dieses Verbesserungspotenzial am Beispiel eines untersuchten Reifens. In der 11 sind bei gleich bleibender Radlast F der Reifenfülldruck p (y-Achse) als Funktion der Länge L der Reifenaufstandsfläche (x-Achse) für einen Neureifen (rechte Kurve) und einen bis an die Zulässigkeitsgrenze verschlissenen Reifen (linke Kurve) dargestellt. 11 underscores this potential for improvement using the example of a tire under investigation. In the 11 If the wheel load F is the same, the tire inflation pressure p (y-axis) is plotted as a function of the length L of the tire contact patch (x-axis) for a new tire (right-hand curve) and a tire worn down to the permissible limit (left-hand curve).

Die näherungsweise Berechnung des Reifendrucks p aus der gemessenen Länge L der Reifenaufstandsfläche und der Radlast F würde im vorliegenden Beispiel bei Verwendung der Korrelationskoeffizienten eines Neureifens für einen verschlissenen Reifen einen um 0,2 bis 0,5 bar überhöhten Reifendruck p ergeben. Dies kann durch die erfindungsgemäße Messung des Reifenprofils und der Korrektur der gemessenen Länge L der Reifenaufstandsfläche auf der Grundlage des gemessenen Reifenprofils vermieden werden.The approximate calculation of the tire pressure p from the measured length L of the tire footprint and wheel load F would, in the present example, result in a tire pressure p inflated by 0.2 to 0.5 bar using the correlation coefficients of a new tire for a worn tire. This can be avoided by measuring the tire tread according to the invention and correcting the measured length L of the tire footprint based on the measured tire tread.

Ein erweitertes Prüfverfahren umfasst daher zusätzlich die Messung der Profiltiefe an jedem Reifen. Dazu wird eine bekannte Profiltiefen-Messeinrichtung verwendet, die als solche nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.An extended test method therefore additionally includes measuring the tread depth on each tire. For this purpose, a known profile depth measuring device is used, which as such is not the subject of the present invention.

Als zusätzlicher Schritt wird die gemessene Länge L der Reifenaufstandsfläche mit der gemessenen Profiltiefe korrigiert und die zuvor beschriebene näherungsweise Berechnung des Reifendrucks p ausgehend von der korrigierten Länge der Reifenaufstandsfläche durchgeführt. As an additional step, the measured length L of the tire footprint is corrected with the measured tread depth, and the previously described approximate calculation of the tire pressure p is performed from the corrected length of the tire footprint.

Dieser Schritt umfasst die folgenden Teilschritte, wobei der im bisherigen Verfahren gemäß Formel (5) berechnete Reifendruck pR als vorläufiger Reifendruck pRV bezeichnet wird:
Mit dem vorläufigen Reifendruck pRV wird eine verschleißbedingte Änderung dL Länge L der Reifenaufstandsfläche berechnet. Dazu wird der statistische Zusammenhang zwischen dem Reifendruck p und einer mittleren Änderung dL Länge L der Reifenaufstandsfläche je mm Profilverschleiß in Form einer Korrelationsfunktion genutzt. Dieser Zusammenhang lässt sich aus den Daten des in 10 dargestellten Zusammenhangs ableiten. This step comprises the following sub-steps, the tire pressure p R calculated in the previous method according to formula (5) being designated as the provisional tire pressure p RV :
With the provisional tire pressure p RV , a wear-related change dL length L of the tire contact patch is calculated. For this purpose, the statistical relationship between the tire pressure p and a mean change dL length L of the tire contact patch per mm profile wear is used in the form of a correlation function. This relationship can be derived from the data of in 10 derived relationship derived.

Für PKW-Sommerreifen sieht die Korrekturrechnung beispielsweise wie folgt aus: dL = 0,3·pRV + 0,97 (6) For car summer tires, for example, the correction bill looks like this: dL = 0.3 * p RV + 0.97 (6)

Für Winterreifen sind in der Regel andere Korrelationskoeffizienten zu verwenden.For winter tires, different correlation coefficients are usually to be used.

Im nächsten Teilschritt wird die korrigierte Länge LRK der Reifenaufstandsfläche aus der gemessenen Länge LR der Reifenaufstandsfläche, der Längenkorrektur dL und der gemessenen Profiltiefe TR wie folgt berechnet: LRK = LR + (Tmax – TR)·dL (7) In the next sub-step the corrected length L RK of the tire contact patch is calculated from the measured length L R of the tire contact patch, the length correction dL and the measured tread depth T R as follows: L RK = L R + (T max - T R ) · d L (7)

Dabei ist Tmax die maximale Profiltiefe eines neuen Reifens. Auch hier sind für Sommer- und Winterreifen in der Regel unterschiedliche Werte zu verwenden.T max is the maximum tread depth of a new tire. Again, summer and winter tires usually have different values to use.

Anschließend wird der gültige Reifendruck pRK, wie zuvor beschrieben (siehe Formel (5)), mit der korrigierten Länge LRK der Reifenaufstandsfläche berechnet: pRK = Ai·LRK + Bi (8) Subsequently, the valid tire pressure p RK is calculated as described above (see formula (5)) with the corrected length L RK of the tire contact patch: p RK = A i * L RK + B i (8)

Dann wird das bisher beschriebene Verfahren fortgeführt und mit dem näherungsweise berechneten Reifendruck pRK und der näherungsweise bestimmten Radlast FR wird mit Hilfe des oben beschriebenen Zustandsklassifikators der Reifendruck im Sinne einer Diagnose vom Messsystem bewertet.Then the method described so far is continued and with the approximately calculated tire pressure p RK and the approximately determined wheel load F R the tire pressure in the sense of a diagnosis is evaluated by the measuring system with the aid of the above-described condition classifier.

Die Erweiterung des Verfahrens um eine Profiltiefenmessung bedarf keiner Änderung des zuvor beschriebenen Zustandsklassifikators.The extension of the method by a profile depth measurement requires no change of the state classifier described above.

Für die erweiterte Variante mit Profiltiefenmessung und Korrektur der Länge der Reifenaufstandsfläche sind zur Ermittlung der Korrelationskoeffizienten Ai und Bi zur Berechnung des Reifendrucks nur Neureifen zu verwenden. D.h. es ist in diesem Fall eine andere Radlast-Tabelle mit entsprechenden Korrelationskoeffizienten zu verwenden. Dies gilt ebenso für die Radlasttabellen für LKW und Busse.For the extended variant with profile depth measurement and correction of the length of the tire contact patch, only new tires are used to determine the correlation coefficients A i and B i for calculating the tire pressure. That is, it is in this case to use a different wheel load table with corresponding correlation coefficients. This also applies to the wheel load tables for trucks and buses.

Die Eingrenzung auf Neureifen reduziert einerseits den Aufwand zur Ermittlung der Radlast-Tabellen und trägt andererseits zu einer Verbesserung der Genauigkeit des näherungsweise berechneten Reifenfülldrucks bei.The limitation to new tires on the one hand reduces the effort required to determine the wheel load tables and on the other hand contributes to an improvement in the accuracy of the approximately calculated tire inflation pressure.

Ein weiteres Prüfkriterium für den Reifenfülldruck p stellt die Forderung der Reifen- und Fahrzeughersteller dar, dass die Fülldrücke p aller Reifen 2 einer Achse gleich sein müssen, wogegen die Fülldrücke p der Reifen 2 zwischen Vorder- und Hinterachse durchaus differieren dürfen. Da bei einem eventuellen Reifenwechsel währen der Fahrzeugnutzung auf einer Achse immer Reifen 2 des gleichen Typs montiert werden, ergibt sich aus der Messung der Länge L der Reifenaufstandsfläche bzw. der näherungsweise berechneten Reifenfülldrücke p eine zusätzliche Möglichkeit, Differenzen des Reifenfülldrucks p zwischen dem linken und dem rechten Reifen 2 einer Achse mit relativ hoher Genauigkeit festzustellen. Another test criterion for the tire inflation pressure p represents the demand of the tire and vehicle manufacturers that the inflation pressures p of all tires 2 must be equal to an axis, whereas the filling pressures p of the tires 2 between the front and rear axle may well differ. As in a possible tire change during vehicle use on an axle always tires 2 the same Type are mounted, resulting from the measurement of the length L of the tire footprint or the approximately calculated tire inflation pressures p an additional possibility, differences in the tire inflation pressure p between the left and right tires 2 determine an axis with relatively high accuracy.

Bei einer solchen Relativprüfung entfällt der Bedarf einer genauen Kenntnis der Beziehung zwischen der Länge L der Reifenaufstandsfläche und dem Reifenfülldruck p. Die relative Differenz ΔLR zwischen den Längen L der Reifenaufstandsflächen der beiden an einer Achse montierten Reifen 2 oder die relative Differenz Δp zwischen den beiden Reifenfülldrücken p der Reifen 2 einer Achse darf einen definierten Grenzwert von x% des kleineren der beiden Werte nicht überschreiten. Alternativ kann sich dieser Grenzwert auch auf den größeren der beiden Werte oder auf den Mittelwert beziehen.In such a relative test, there is no need for an accurate knowledge of the relationship between the length L of the tire footprint and the tire inflation pressure p. The relative difference ΔLR between the lengths L of the tire contact patch of the two tires mounted on an axle 2 or the relative difference Δp between the two tire inflation pressures p of the tires 2 An axis must not exceed a defined limit of x% of the smaller of the two values. Alternatively, this limit can also refer to the larger of the two values or to the mean.

Ausgehend von den vorherigen Darlegungen zur Ableitung der Grenzlinien für den „Reifenfülldruck i. O.“ in 3 und unter Beachtung der Ergebnisse mit sehr unterschiedlichen Reifen 2 in 2 sollte die relative Differenz ΔLR, Δp zwischen dem linken und rechten Reifen 2 nicht größer als 5% bis 8% sein.Based on the previous statements for the derivation of the boundary lines for the "tire inflation pressure i. O. "in 3 and considering the results with very different tires 2 in 2 should the relative difference ΔLR, Δp between the left and right tires 2 not greater than 5% to 8%.

Ein Verfahren zur indirekten Prüfung des Reifendrucks an einer Fahrzeugachse umfasst in der erweiterten Variante die folgenden Verfahrensschritte:

  • 1. Erfassen und Speichern der Messkraft eines Kraftsensorbalkens 3 mit konstanter Messfrequenz fm sowie der Profiltiefe beim Überrollen mit jeweils einem Rad 2 auf beiden Fahrzeugseiten (mit jeweils einem Kraftsensorbalken 3).
  • 2. Analyse des zeitlichen Verlaufs des Messkraftsignals von beiden Rädern zur Bestimmung der Anzahl der Messwerte für den Kraftanstieg (Nr1), der Anzahl der Messwerte mit maximaler Messkraft (Nm) der mittleren maximalen Messkraft (Fmax) sowie ggf. der Anzahl der Messwerte für den Kraftabfall (Nr2)
  • 3. Bestimmen der Geschwindigkeit v, der Länge LR der Reifenaufstandsfläche und der Radlast FR für jedes Rad 2 bei bekannter Sensorbreite b und bekannter Messfrequenz fm.
  • 4. Prüfen der Plausibilität der Messung für jedes Rad 2, ggf. Korrektur der berechneten Werte oder Abbruch der Reifendruckprüfung und Ausgabe „Fehlmessung".
  • 5. Berechnen des vorläufigen Reifendrucks PRV mittels der radlastabhängigen Korrelationskoeffizienten Ai, Bi von Neureifen für jedes Rad 2.
  • 6. Korrigieren der gemessenen Länge LR der Reifenaufstandsfläche mit der gemessenen Profiltiefe und näherungsweise Berechnung des Reifendrucks pRK für jedes Rad 2.
  • 7. Bestimmen der relativen Differenz ΔLR bzw. Δp der korrigierten Längen LRK der Reifenaufstandsflächen oder der näherungsweise berechneten Reifendrücke pRK zwischen den Rädern 2 einer Achse und Vergleich der Differenz mit einem vordefinierten Grenzwert.
  • 7a. Ist die berechnete Differenz kleiner oder gleich dem Grenzwert, dann ist das Ergebnis in Ordnung.
  • 7b. Ist die berechnete Differenz größer als der Grenzwert, dann wird das Rad mit der längeren Reifenaufstandsfläche oder dem geringeren Reifendruck p der Zustandsklasse Z2: „Reifenfülldruck prüfen – Erhöhter Kraftstoffverbrauch: Ampelfarbe Gelb" zugeordnet.
  • 8. Zuordnen jedes Rades 2 der Fahrzeugachse anhand der gemessenen Radlast F und des näherungsweise berechneten Reifendrucks p mittels Klassifikator zu einer von z.B. vier Zustandsklassen Z1, Z2, Z3, Z4 und damit Bewertung des Reifendrucks pRK jedes einzelnen Rades 2.
  • 8a. Wurde das Rad bereits aufgrund der Differenz zwischen den Längen der Reifenaufstandsflächen oder der Differenz der Reifenfülldrücke an einer Achse der Zustandsklasse Z2: „Reifenfülldruck prüfen – Erhöhter Kraftstoffverbrauch: Ampelfarbe Gelb" zugeordnet, so wird diese Zustandsklasse nur dann überschrieben, wenn der Klassifikator für dieses Rad die Zustandsklasse Z1: „Reifenfülldruck erhöhen – Sicherheitsrisiko: Ampelfarbe Rot" ermittelt.
  • 9. Optische Anzeige der Prüfergebnisse jedes Rades für den Fahrer: Reifenfülldruck und/oder Klartext der Bezeichnung der ermittelten Zustandsklasse und/oder der an die Zustandsklasse gekoppelten Ampelfarbe Optionale Anzeige der Radlast.
  • 10. Optionale Übertragung der Messdaten und Ergebnisse an einen Server.
A method for the indirect testing of the tire pressure on a vehicle axle comprises in the extended variant the following method steps:
  • 1. Detecting and storing the measuring force of a force sensor beam 3 with constant measuring frequency f m and the tread depth when rolling over with one wheel each 2 on both sides of the vehicle (each with a force sensor bar 3 ).
  • 2. Analysis of the time course of the measuring force signal from both wheels to determine the number of measured values for the force increase (No. 1 ), the number of measured values with maximum measuring force (Nm) of the mean maximum measuring force (F max ) and, if necessary, the number of measured values for the power loss (Nr 2 )
  • 3. Determine the speed v, the length L R of the tire footprint and the wheel load F R for each wheel 2 with known sensor width b and known measuring frequency f m .
  • 4. Check the plausibility of the measurement for each wheel 2 , if necessary correction of the calculated values or cancellation of the tire pressure test and output "incorrect measurement".
  • 5. Calculate the provisional tire pressure P RV by means of the wheel load dependent correlation coefficients A i , B i of new tires for each wheel 2 ,
  • 6. Correcting the measured length L R of the tire footprint with the measured tread depth and approximately calculating the tire pressure p RK for each wheel 2 ,
  • 7. Determining the relative difference ΔLR or Δp of the corrected lengths L RK of the tire contact patch or of the approximately calculated tire pressures p RK between the wheels 2 an axis and compare the difference with a predefined limit.
  • 7a. If the calculated difference is less than or equal to the limit then the result is ok.
  • 7b. If the calculated difference is greater than the limit value, then the wheel with the longer tire contact patch or the lower tire pressure p is assigned to the condition class Z2: "Checking the tire inflation pressure - Increased fuel consumption: Traffic light yellow".
  • 8. Assign each wheel 2 of the vehicle axle on the basis of the measured wheel load F and the approximately calculated tire pressure p by means of a classifier to one of, for example, four condition classes Z1, Z2, Z3, Z4 and thus evaluation of the tire pressure p RK of each individual wheel 2 ,
  • 8a. If the wheel has already been assigned due to the difference between the lengths of the tire contact patch or the difference in tire inflation pressures on an axis of condition class Z2: "Check tire inflation pressure - Increased fuel consumption: traffic light yellow", then this condition class will only be overwritten if the classifier for this wheel the condition class Z1: "increase tire pressure - safety risk: traffic light red" determined.
  • 9. Visual indication of the test results of each wheel for the driver: tire inflation pressure and / or plain text of the designation of the determined condition class and / or traffic light color coupled to the condition class Optional indication of wheel load.
  • 10. Optional transmission of measurement data and results to a server.

Die Verfahrensschritte für ein zweiachsiges Fahrzeug umfassen die oben beschriebenen Verfahrensschritte 1 bis 8 für die Vorderachse und unmittelbar daran anschließend die gleichen Verfahrensschritte 1 bis 8 für die Hinterachse. Die Verfahrensschritte 9 und 10 werden für alle Räder des Fahrzeuges gleichzeitig ausgeführt.The method steps for a two-axle vehicle include the above-described method steps 1 to 8 for the front axle and immediately thereafter the same method steps 1 to 8 for the rear axle. The process steps 9 and 10 are performed simultaneously for all wheels of the vehicle.

Zusätzlich kann an der Anzeigeeinheit auch die Profiltiefe und/oder eine an die Bewertung der Profiltiefe gekoppelte Ampelfarbe für jeden Reifen angezeigt werden. Die Bewertung der Profiltiefe erfolgt dabei mit der gesetzlich vorgegeben Mindestprofiltiefe und einem definierten Wert für die Warnung vor stark abgenutzten Reifen mit nur noch geringer Restnutzungsdauer. Unterschreitet die gemessene Profiltiefe den Warnwert, dann wird die Ampelfarbe „Gelb", bei Unterschreiten der Mindestprofiltiefe wird die Ampelfarbe „Rot" und sonst die Ampelfarbe „Grün" ausgegeben.In addition, the profile depth and / or a traffic light color coupled to the evaluation of the tread depth for each tire can also be displayed on the display unit. The evaluation of the tread depth is carried out with the legally prescribed minimum tread depth and a defined value for the warning of heavily worn tires with only a small remaining service life. If the measured tread depth falls below the warning value, then the traffic light color "yellow", if the minimum profile depth falls below the traffic light color "red" and otherwise the traffic light color "green".

Wird das Verfahren ohne die Profiltiefenkorrektur vorgenommen, so entfallen im Schritt 1 die Erfassung und Speicherung der Profiltiefe und der Schritt 6 „Korrigieren der Länge L der Reifenaufstandsfläche“. If the procedure without the profile depth correction is made, so omitted in the step 1 the capture and storage of the tread depth and the step 6 "Correcting the length L of the tire footprint".

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Claims (10)

Verfahren zum Prüfen des Fülldrucks (p) in einem Reifen (2) eines rollenden Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einschließt: – die Länge (L) einer Reifenaufstandsfläche in Fahrtrichtung (R) zu bestimmen, – die Radlast (F) des Rades (2) zu bestimmen, und – aus der Länge (L) der Reifenaufstandsfläche und der Radlast (F) auf den Fülldruck (p) in dem Reifen (2) zu schließen.Method for checking the filling pressure (p) in a tire ( 2 ) of a rolling vehicle, characterized in that the method includes: - determining the length (L) of a tire contact patch in the direction of travel (R), - the wheel load (F) of the wheel ( 2 ), and - from the length (L) of the tire footprint and the wheel load (F) to the inflation pressure (p) in the tire ( 2 ) close. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren einschließt, zu bestimmen, ob sich der Fülldruck (p) in dem Reifen (2) in einem vorgegebenen Bereich befindet.The method of claim 1, wherein the method includes determining if the inflation pressure (p) in the tire ( 2 ) is located in a predetermined area. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren einschließt, eine von der Radlast (F) abhängige Korrelationsfunktion, die eine Beziehung zwischen der Länge (L) der Reifenaufstandsfläche und dem Reifenfülldruck (p) herstellt, zu verwenden, und wobei das Verfahren insbesondere einschließt, von der Radlast (F) abhängige, vorab gespeicherte Korrelationskoeffizienten (Ai, Bi) zu verwenden.The method of any one of the preceding claims, wherein the method includes using a wheel load (F) dependent correlation function that establishes a relationship between the length (L) of the tire footprint and the tire inflation pressure (p), and particularly including the method , to use the wheel load (F), pre-stored correlation coefficients (A i , B i ) to use. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren einschließt, das Ausgangssignal wenigstens eines Kraftsensorbalkens (3), der von einem Reifen (2) des Fahrzeugs überrollt wird, auszuwerten, um die Länge (L) der Reifenaufstandsfläche in Fahrtrichtung (R) und/oder die Radlast (F) des Rades (2) zu bestimmen.Method according to one of the preceding claims, wherein the method includes, the output signal of at least one force sensor beam ( 3 ), of a tire ( 2 ) of the vehicle is rolled over to evaluate the length (L) of the tire contact surface in the direction of travel (R) and / or the wheel load (F) of the wheel ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren einschließt, markante Zeitpunkte (t1, t2, t3, t4) im Verlauf des Ausgangssignals zu identifizieren und zur Bestimmung der Länge (L) der Reifenaufstandsfläche zu verwenden.The method of claim 4, wherein the method includes identifying distinctive times (t1, t2, t3, t4) in the course of the output signal and using them to determine the length (L) of the tire footprint. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Verfahren einschließt, die maximale Kraft (Fmax) im Verlauf des Ausgangssignals zu identifizieren und zur Bestimmung der Radlast (F) zu verwenden. The method of claim 4 or 5, wherein the method includes identifying the maximum force (F max ) in the course of the output signal and using it to determine the wheel load (F). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren einschließt, die Längen (L) der Reifenaufstandsflächen und/oder die Reifenfülldrücke (p) von wenigstens zwei Reifen (2), insbesondere von wenigstens zwei auf derselben Achse montierten Reifen (2), miteinander zu vergleichen.Method according to one of the preceding claims, wherein the method includes the lengths (L) of the tire contact surfaces and / or the tire inflation pressures (P) of at least two tires ( 2 ), in particular of at least two tires mounted on the same axle ( 2 ), to compare. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren einschließt, die Profiltiefe des Reifens (2) zu messen und bei der Berechnung der Länge (L) der Reifenaufstandsfläche zu berücksichtigen.Method according to one of the preceding claims, wherein the method includes, the tread depth of the tire ( 2 ) and to be taken into account when calculating the length (L) of the tire footprint. Vorrichtung (1) zum Prüfen des Fülldrucks (p) in einem Reifen (2) eines über eine Messplatzebene rollenden Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung (1) wenigstens einen quer zur Laufrichtung des Reifens (2) ausgerichteten Kraftsensorbalken (3) und eine Auswerteeinheit (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kraftsensorbalken (3) ausgebildet ist, ein Ausgangssignal an die Auswerteeinheit (4) auszugeben, das eine Funktion der insgesamt auf den Kraftsensorbalken (3) einwirkenden Last ist, und dass – die Auswerteeinheit (4) ausgebildet ist, aus einem zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals des Kraftsensorbalkens (3), das dieser beim Überrollen mit dem Reifen (2) an die Auswerteeinheit (4) ausgibt, auf den Fülldruck (p) in dem Reifen (2) zu schließen.Contraption ( 1 ) for checking the inflation pressure (p) in a tire ( 2 ) of a vehicle rolling over a measuring plane, wherein the device ( 1 ) at least one transverse to the running direction of the tire ( 2 ) aligned force sensor beam ( 3 ) and an evaluation unit ( 4 ), characterized in that - the force sensor bar ( 3 ), an output signal to the evaluation unit ( 4 ), which is a function of the total on the force sensor beam ( 3 ) acting load, and that - the evaluation unit ( 4 ) is formed, from a temporal course of the output signal of the force sensor beam ( 3 ), this when rolling over with the tire ( 2 ) to the evaluation unit ( 4 ), to the inflation pressure (p) in the tire ( 2 ) close. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Kraftsensorbalken (3) eine bekannte Breite (b) aufweist. Contraption ( 1 ) according to claim 1, wherein the force sensor beam ( 3 ) has a known width (b).
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