DE102004011585A1

DE102004011585A1 - Method of determining roll resistance of tire based on detected temperature

Info

Publication number: DE102004011585A1
Application number: DE200410011585
Authority: DE
Inventors: Andreas Grätz; Thomas Pitour; Karl Prof. Dr. Huber
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Rollwiderstandes von Reifen (100). DOLLAR A Um den Rollwiderstand von Reifen (100) einfach und kostengünstig zu ermitteln, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens eine Temperatur im Bereich des Reifens (100) ermittelt und aufgrund ermittelter Temperaturen eine Auswertung durchgeführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung des Rollwiderstandes eines Reifens (100) weist mindestens eine erste Einrichtung zur Ermittlung mindestens einer Temperatur sowie eine Auswertungseinrichtung auf. Mit der Auswertungseinrichtung ist aufgrund ermittelter Temperaturen eine Auswertung durchführbar.The invention relates to a method and a device for determining the rolling resistance of tires (100). DOLLAR A In order to determine the rolling resistance of tires (100) easily and cost-effectively, at least one temperature in the region of the tire (100) is determined according to the method according to the invention and an evaluation is carried out on the basis of determined temperatures. The device according to the invention for determining the rolling resistance of a tire (100) has at least one first device for determining at least one temperature and an evaluation device. With the evaluation device an evaluation can be carried out on the basis of determined temperatures.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Rollwiderstandes von Reifen.The The invention relates to a method and a device for detection the rolling resistance of tires.

Aus DE 694 15 494 sind ein Verfahren und eine stationäre Vorrichtung zur vergleichenden Messung von Rollwiderständen von Reifenpaaren bekannt. Die Vorrichtung wird auf einem ebenen Untergrund aufgestellt. Sie weist zwei parallel geführte Pendelarme auf. An jedem Pendelarm wird ein Reifen eines Reifenpaares angeordnet. Durch eine Auslenkung der Pendelarme können diese in eine Pendelbewegung versetzt werden. Während die Pendelarme pendeln, rollen die an den Pendelarmen angeordneten Reifen auf dem Untergrund ab. Gemäß dem Verfahren wird zum Vergleich zweier Reifenpaare jeweils ein Reifenpaar in einer Vorrichtung angeordnet. Die Pendelarme beider Vorrichtungen werden so ausgelenkt, daß jeder Pendelarm die gleiche potentielle Energie aufweist. Anschließend führen die beiden Vorrichtungen jeweils eine gedämpfte Pendelbewegung aus. Die Pendelbewegungen der beiden Vorrichtungen werden anhand von Messungen erfaßt. Führen die Pendelarme einer der beiden Vorrichtungen mehr Pendelbewegungen aus als die anderen, so ist diese Vorrichtung mit Reifen mit geringerem Rollwiderstand ausgestattet. Mit der Vorrichtung können qualitative Aussagen über den Rollwiderstand von Reifen gemacht werden. Dazu wird die Auswirkung der Rollwiderstandskraft auf eine Schwingbewegung untersucht.Out DE 694 15 494 For example, a method and a stationary device for the comparative measurement of rolling resistance of tire pairs are known. The device is placed on a level surface. It has two parallel guided pendulum arms. At each pendulum arm a tire of a pair of tires is arranged. By a deflection of the pendulum arms they can be set in a pendulum motion. While the pendulum arms oscillate, the tires arranged on the pendulum arms roll on the ground. According to the method, a pair of tires is arranged in a device for comparing two pairs of tires. The pendulum arms of both devices are deflected so that each pendulum arm has the same potential energy. Subsequently, the two devices each perform a damped pendulum motion. The oscillations of the two devices are detected by measurements. If the pendulum arms of one of the two devices execute more pendulum movements than the others, then this device is equipped with tires with lower rolling resistance. With the device can be made qualitative statements about the rolling resistance of tires. For this purpose, the effect of the rolling resistance force on a swinging motion is investigated.

Aus DE 30 41 849 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Rollwiderstandes eines Reifens bekannt. Bei dem Verfahren wird ein Rad auf einer Prüftrommel abgerollt. Dabei werden zwei Versuchsläufe mit jeweils entgegengesetzter Drehrichtung der Prüftrommel gefahren. Es wer den jeweils die am Reifenumfang auftretenden Kräfte und/oder Momente gemessen. Zur Bestimmung des Rollwiderstandes wird die Differenz aus beiden Meßergebnissen gebildet und das Ergebnis halbiert. Gemäß DE 30 41 849 A1 werden also zur Bestimmung des Rollwiderstandes Kräfte und/oder Momente gemessen.Out DE 30 41 849 A1 For example, a method and apparatus for determining the rolling resistance of a tire are known. In the method, a wheel is unrolled on a test drum. Two test runs are run, each with opposite direction of rotation of the test drum. It whoever measured the forces occurring on the tire circumference and / or moments. To determine the rolling resistance, the difference between the two measurement results is formed and the result is halved. According to DE 30 41 849 A1 Thus, forces and / or moments are measured to determine the rolling resistance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchen der Rollwiderstand einfach und kostengünstig ermittelt werden kann.Of the Invention is based on the object, an apparatus and a method to disposal to provide, with which the rolling resistance determined easily and inexpensively can be.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 18.The solution The object is achieved according to the invention with the features of claims 1 and 18th

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Ermittlung des Rollwiderstandes eines Reifens auf Basis einer Temperaturbetrachtung. Dazu wird in einem ersten Verfahrensschritt mindestens eine Temperatur im Bereich des Reifens ermittelt. Unter dem Bereich des Reifens werden der Reifen selbst und dessen nähere Umgebung verstanden. In einem zweiten Verfahrensschritt wird aufgrund der einen oder mehreren ermittelten Temperaturen eine Auswertung durchgeführt. Das Ergebnis der Auswertung ist der Rollwiderstand. Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß weder die Messung von Momenten noch die Messung von Kräften erforderlich ist, um den Rollwiderstand zu bestimmen.According to the method of the invention the determination of the rolling resistance of a tire is based on a temperature consideration. This is done in a first step determined at least one temperature in the region of the tire. Under the area of the tire becomes the tire itself and its surroundings Understood. In a second method step is due to the one or more determined temperatures carried out an evaluation. The Result of the evaluation is the rolling resistance. It is an advantage the invention that neither The measurement of moments nor the measurement of forces is necessary to the To determine rolling resistance.

Der Begriff Rollwiderstand im Sinne der Erfindung beschreibt das Phänomen, daß Reifen beim Abrollen eine Verzögerung oder Hemmung erfahren. Die Verzögerung oder Hemmung kann grundsätzlich durch eine Kraft, eine Leistung oder mit Hilfe eines Beiwertes erfaßt werden. Häufig genügen jedoch qualitative Aussagen über die Verzögerung oder Hemmung eines Reifens. Unter der Ermittlung des Rollwiderstandes im Sinne der Erfindung wird daher auch eine Angabe verstanden, mit der bestimmt werden kann, ob der Rollwiderstand eines Reifens besser oder schlechter als der eines anderen Reifens ist.Of the Concept rolling resistance in the sense of the invention describes the phenomenon that tires when rolling a delay or inhibition experienced. The delay or inhibition can basically be detected by a force, a power or with the aid of a coefficient. Often suffice but qualitative statements about the delay or inhibition of a tire. Under the determination of rolling resistance For the purposes of the invention, therefore, an indication is understood, with which can be determined if the rolling resistance of a tire is better or worse than another tire.

Bei einem bevorzugten Verfahren wird mindestens eine Temperatur im Bereich einer ersten und/oder zweiten Seitenwandung eines Reifens ermittelt. Eine Seitenwandung ist, auch bei an Rädern eines Fahrzeuges montierten Reifen, gut zugänglich. Aufgrund der guten Zugänglichkeit kann eine Temperaturmessung besonders einfach erfolgen und es können unterschiedliche Meßmethoden verwendet werden.at a preferred method is at least one temperature in the range a first and / or second side wall of a tire determined. A side wall is, even when mounted on wheels of a vehicle Tires, easily accessible. Due to the good accessibility Temperature measurement can be very easy and it can be different measurement methods be used.

Die Auswertung der ermittelten Temperaturen kann dadurch erfolgen, daß der Seiten-Wärmestrom des Reifens bestimmt wird. Ein Wärmestrom ensteht unter anderem durch Wärmeleitung, Wärmeabstrahlung und Konvektion. Vorteilhafterweise erfolgt die Ermittlung eines Seiten-Wärmestromes des Reifens im Bereich einer ersten und/oder zweiten Seitenwandung des Reifens mittels einer Berechnung. Eine Berechnung des Seiten-Wärmestromes kann in sehr kurzer Zeit erfolgen und spart gegenüber einer versuchsweisen Ermittlung des Seiten-Wärmestromes Kosten ein.The Evaluation of the determined temperatures can be done by the side heat flow of the Tire is determined. A heat flow arises, inter alia, by heat conduction, Heat radiation and Convection. Advantageously, the determination of a side heat flow takes place of the tire in the region of a first and / or second side wall of the tire by means of a calculation. A calculation of the side heat flow can be very short Time and save a tentative determination of the side heat flow costs.

In einem weiter bevorzugten Verfahren wird mindestens eine Temperatur im Bereich der radialen Umfangswand des Reifens ermittelt. Die radiale Umfangswand ist ebenfalls gut zugänglich und ermöglicht gleichermaßen wie die Seitenwandungen eine unkomplizierte Temperaturmessung.In a further preferred method, at least one temperature is determined in the region of the radial peripheral wall of the tire. The radial peripheral wall is also easily accessible and allows sliding just like the side walls an uncomplicated temperature measurement.

Im Bereich der radialen Umfangswand wird in einem bevorzugten Verfahren ein Radial-Wärmestrom durch eine zeit- und kostengünstige Berechnung bestimmt.in the Area of the radial peripheral wall is in a preferred method a radial heat flow through a time and cost Calculation determined.

Ein Reifen ist üblicherweise unter Spannung an einem Rad mit einer Felge montiert, so daß zwischen Reifen und Felge ein im wesentlichen druckdichter Hohlraum gebildet ist. In einem weiter bevorzugten Verfahren wird deshalb ein zu untersuchender Reifen auf einer Felge angeordnet.One Tire is common Tensioned to a wheel with a rim mounted so that between tires and rim a substantially pressure-tight cavity is formed. In a further preferred method is therefore a to be examined Tires arranged on a rim.

Die Ermittlung eines von einem Reifen an dessen Innenseite abgegebenen Wärmestromes ist schwierig zu ermitteln. In einem bevorzugten Verfahren wird ein Felgen-Wärmestrom des Reifens im Bereich einer Felge bestimmt. Es wird also die am Reifen entstehende Wärme erfaßt, die über die Felge abgegeben wird.The Identification of a given from a tire on the inside heat flow is difficult to determine. In a preferred method is a rim heat flow of the tire in the area of a rim. So it will be the am Tire resulting heat detected, the above the rim is delivered.

Die Felge ist im Vergleich zur Seitenwandung und der Umfangswandung des Reifens relativ schwer zugänglich. Eine versuchsweise Ermittlung des Felgen-Wärmestromes aufgrund einer oder mehrerer ermittelter Temperaturen im Bereich der Felge ist daher mit großen Aufwand verbunden. Des Felgen-Wärmestromes wird daher bevorzugt durch eine Berechnung ermittelt.The Rim is compared to the side wall and the peripheral wall of the tire relatively difficult to access. A tentative determination of the rim heat flow due to or several determined temperatures in the rim is therefore with big Effort connected. The rim heat flow is therefore preferably determined by a calculation.

Es kommt vor, daß an einem Reifen lokal eine höherer oder niedrigerer als der durchschnittliche Wärmestrom abgegeben wird. Das Ergebnis der Rollwiderstandsbestimmung ist umso genauer, je mehr Temperaturen an verschiedenen Stellen des Reifens erfaßt werden. In einem besonders bevorzugten Verfahren werden alle vorgenannten Wärmeströme, nämlich der Seiten-Wärmestrom, der Radial-Wärmestrom und der Felgen-Wärmestrom, ermittelt und daraus die Summe gebildet.It that happens a higher tire locally or lower than the average heat flow is delivered. The Result of rolling resistance determination is the more accurate the more Temperatures are detected at different points of the tire. In a particularly preferred method, all the above Heat flows, namely the Side heat flow, the radial heat flow and the rim heat flow, determined and from this the sum formed.

In einem anderen bevorzugten Verfahren wird aufgrund ermittelten Temperaturen eine Leistungsbilanz erstellt. Als Beispiel wird im folgenden eine einfache Leistungsbilanz an einem Reifen in einem stationären Zustand (dT/dt = 0) beschrieben.In Another preferred method is based on detected temperatures created a current account. As an example, in the following one simple power balance on a tire in a steady state (dT / dt = 0).

Ein exakter Rollwiderstand ergibt sich aus obiger Leistungsbilanz und entspricht der abgeführten Wärmeleistung.One exact rolling resistance results from the above current account and corresponds to the discharged Heat output.

Eine komplexere Leistungsbilanz ist die an einem Fahrzeug. Dem Fahrzeug wird eine Antriebsleistung P_A zugeführt. Im vorliegenden Beispiel wird unter der Antriebsleistung eine durch eine Radnabe eingebrachte mechanische Leistung verstanden.A more complex current account is that on a vehicle. The vehicle is supplied with a drive power P _A. In the present example is understood by the drive power introduced by a hub mechanical power.

Als abgegebene Leistungen werden eine Fahrleistung P_F, eine Lagerleistung P_Lager, eine aerodynamische Leistung P_Aero sowie eine Wärmeleistung dQ/dt festgestellt.Delivered services include a mileage P _F , a _bearing capacity P _bearing , an aerodynamic power P _Aero and a heat output dQ / dt.

Unter Fahrleistung wird die zwischen den Reifen des Fahrzeuges und einer Fahrbahn übertragene mechanische Leistung verstanden. Die Lagerleistung entspricht der mechanischen Verlustleistung in einem Radlager. Unter der aerodynamischen Leistung wird eine durch Luftreibung und Turbulenzen am gesamten Rad hervorgerufene Verlustleistung verstanden. Die Wärmeleistung dQ/dt umfaßt im vorliegenden Beispiel Wärmeströme aus dem Rad durch Leitung, Konvektion und Strahlung.Under Mileage will be that between the tires of the vehicle and one Roadway transmitted mechanical Performance understood. The bearing capacity corresponds to the mechanical one Power loss in a wheel bearing. Under the aerodynamic power is caused by air friction and turbulence on the entire wheel Power loss understood. The heat output dQ / dt includes in the present Example heat flows from the Wheel by conduction, convection and radiation.

Die Summe aus zugeführter und abgegebener Leistung entspricht der Änderung der inneren Energie dE/dt:

The sum of supplied and delivered power corresponds to the change in the internal energy dE / dt:

Ein mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit abrollendes Rad erreicht nach einer bestimmten Zeit eine konstante Temperatur. Ist die Temperatur am Reifen konstant, befindet sich der Reifen in einem stationären thermischen Zustand. Die Änderung der inneren Energie dE/dt des Reifens ist dann 0. Ein Rollwiderstand ist im vorliegenden Beispiel die Differenz zwischen Antriebsleistung und Fahrleistung: PRoll,Fahrzeug = PA – PF A wheel rolling at a constant angular velocity reaches a constant temperature after a certain time. When the temperature at the tire is constant, the tire is in a steady state thermal condition. The change of the internal energy dE / dt of the tire is then 0. A rolling resistance in the present example is the difference between drive power and driving power: P Roll, vehicle = P A - P F

Durch eine Kombination der beiden vorstehenden Gleichungen ergibt sich für den Rollwiderstand die Summe der Leistungen, die nicht zum Vortrieb des Fahrzeugs genutzt wird:

By a combination of the two preceding equations results for the rolling resistance Sum of services not used to propel the vehicle:

Vorzugsweise werden zur Ermittlung mindestens einer Temperatur Wärmebilder erstellt. Mit Wärmebildern können berührungsfreie Messungen erfolgen. Ferner können durch Wärmebilder Temperaturen an mehreren Stellen besonders vorteilhaft gleichzeitig erfaßt werden. Es können beispielsweise nicht nur die Umfangs-Temperatur und die Seitentemperatur sondern auch eine Fahrbahntemperatur gleichzeitig erfaßt werden. So können mit geringem Aufwand mehrere Wärmeströme ermittelt werden.Preferably are used to determine at least one temperature thermal images created. With thermal images can noncontact Measurements are made. Furthermore, can through thermal images Temperatures in several places particularly advantageous at the same time detected become. It can For example, not only the peripheral temperature and the side temperature but also a roadway temperature are detected simultaneously. So can determined with little effort several heat flows become.

Zur Temperaturmessung können alternativ oder ergänzend auch Temperatursensoren eingesetzt werden. Temperatursensoren sind im Handel in sehr vielen Ausführungsformen und Baugrößen erhältlich. Für ein erfindungsgemäßes Verfahren eignen sich unter anderem Thermoelemente, welche eine sehr geringe Baugröße und Masse aufweisen. Der Einsatz von Thermoelementen oder anderen Temperatursensoren eignet sich besonders dort, wo die Temperaturerfassung durch Erstellung von Wärmebildern nicht oder nur unter erschwerten Bedingungen möglich ist. Beispiele hierfür sind die Erfassung der Temperatur des Felgenbetts oder der Reifenluft.to Temperature measurement can alternatively or in addition also temperature sensors are used. Temperature sensors are commercially available in many embodiments and sizes available. For a method according to the invention Among other thermocouples, which are a very small Size and mass exhibit. The use of thermocouples or other temperature sensors is particularly suitable where the temperature detection by creation of thermal images not or only under difficult conditions is possible. Examples are the Detecting the temperature of the rim bed or the tire air.

In einem bevorzugten Verfahren wird mindestens ein Temperatursensor an einer Felge angeordnet. Durch die Anordnung eines oder mehrerer Temperatursensoren an einer Felge kann ein Rad als Temperaturmeßrad ausgestaltet werden, welches sich insbesondere für Temperaturmessungen im Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeuges eignet.In A preferred method is at least one temperature sensor arranged on a rim. By the arrangement of one or more Temperature sensors on a rim can be configured as a temperature measuring wheel which is particularly suitable for temperature measurements while driving a motor vehicle is suitable.

Prüfstandsversuche haben den Vorteil, daß bei jeder Versuchsdurchführung gleiche Versuchsbedingungen geschaffen werden können. Wenn es sich um einen Prüfstand in einer Halle handelt, können die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Halle mit Hilfe von Klimageräten innerhalb gewisser Grenzen frei gewählt werden. Meßapparaturen können fest installiert werden, so daß viele Versuche unter gleichen Versuchsbedingungen durchgeführt werden können. Auf einem Prüfstand können Reifen, an Rädern angeordnete Reifen oder Reifen an fahrbereiten Fahrzeugen untersucht werden.bench tests have the advantage that at every experiment same experimental conditions can be created. If it is a test bench can act in a hall the temperature and humidity of the hall with the help of air conditioners inside certain limits freely chosen become. measuring equipment can be permanently installed, so many Experiments are carried out under the same experimental conditions can. On a test bench can Tires, on wheels arranged tires or tires on running vehicles examined become.

Der Rollwiderstand eines Reifens auf trockener Straße entspricht nicht dem Rollwiderstand des gleichen Reifens bei nasser oder verschmutzter Fahrbahn. Auch führen unterschiedliche Fahrbahnbeläge zu einem unterschiedlichen Walken des Reifens und somit auch zu unterschiedlichen Rollwiderständen. Ferner beeinflussen die Fahrbahntemperatur, der Fahrbahnbelag sowie eine Vielzahl weiterer Parameter den Rollwiderstand. In einem anderen bevorzugten Verfahren wird mindestens eine Temperatur an einem fahrbereiten Fahrzeug im Fahrbetrieb ermittelt. Dadurch kann der Rollwiderstand auch unter realen Fahrbedingungen ermittelt werden. Es können dann auch Einflüsse durch unterschiedliche Fahrbahnbeläge oder Umgebungs- oder Fahrbahntemperaturen oder durch unterschiedliche Witterungen untersucht werden.Of the Rolling resistance of a tire on a dry road does not correspond to the rolling resistance the same tire in wet or dirty lanes. Also to lead different road surfaces to a different walking of the tire and thus too different rolling resistance. Furthermore, the road surface temperature, the road surface and also influence a variety of other parameters the rolling resistance. In another preferred method is at least one temperature at a ready to drive Vehicle determined while driving. This can reduce the rolling resistance be determined under real driving conditions. It can then also influences due to different road surfaces or ambient or road temperatures or be examined by different weather conditions.

In einem weiter bevorzugten Verfahrens kann bei der Bestimmung des Rollwiderstandes von an Rädern oder Fahrzeugen angeordneten Reifen eine Ermittlung der Lagerleistungsaufnahme eines Radlagers und eine Ermittlung der aerodynamischen Verlustleistung des Rades erfolgen. Dieses Verfahren eignet sich besonders, wenn die zu untersuchenden Räder unterschiedliche Dimensionen oder unterschiedliche Lager aufweisen.In A further preferred method can be used in the determination of the Rolling resistance on wheels or vehicles arranged tires a determination of the bearing power consumption a wheel bearing and a determination of the aerodynamic power loss of the wheel. This method is particularly suitable when the wheels to be examined have different dimensions or different bearings.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Radwinkelgeschwindigkeit ermittelt wird. Dann kann die Ermittlung der Lagerleistungsaufnahme des Radlagers und die Ermittlung der aerodynamischen Verlustleistung in Abhängigkeit der Radwinkelgeschwindigkeit erfolgen. Zur Ermittlung der Radwinkelgeschwindigkeit können insbesondere von Anti-Blockier-Systemen bekannte Zahnkränze zusammen mit Radsensoren eingesetzt werden, welche bei einer Vielzahl heutiger Fahrzeuge bereits vorhanden sind.at the method described above, it is advantageous if the wheel angular velocity is determined. Then the determination the bearing capacity of the wheel bearing and the determination of the aerodynamic power loss as a function of the wheel angular velocity respectively. In particular, for determining the wheel angular velocity sprockets known from anti-lock braking systems together with wheel sensors used, which in a variety of today's vehicles already exist.

In einem besonders bevorzugten Verfahren wird zur Ermittlung der Summe aus Lagerleistungsaufnahme (P_Lager) und aerodynamischer Verlustleistung (P_Aero) mindestens ein Ausrollversuch durchgeführt. Unter Ausrollversuch ist zu verstehen, daß ein Rad aufstandskraftfrei in eine Drehbewegung versetzt wird und die Radwinkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Zeit erfaßt und aufgezeichnet wird. Durch die Auswertung eines Ausrollversuches kann die Summe aus Lagerleistungsaufnahme und aerodynamischer Verlustleistung unmittelbar bestimmt werden.In a particularly preferred method, at least one coasting test is performed to determine the sum of the _bearing power consumption (P _bearing ) and the aerodynamic power loss (P _Aero ). Under Ausrollversuch is to be understood that a wheel is offset without restoring force in a rotational movement and the Radwinkelgeschwindigkeit is detected and recorded as a function of time. By evaluating a deceleration test, the sum of bearing power input and aerodynamic power dissipation can be determined immediately.

Wird ein Ausrollversuch an einem Rad ausgeführt, kann eine Messung durch den Einfluß von Störgrößen verfälscht werden. Beispiele für Störgrößen sind mitrotierende Antriebswellen, Bremsanlagen etc. In einem bevorzugten Verfahren wird daher zu mindestens einem Ausrollversuch eine Störgrößenbereinigung durchgeführt. Eine Störgrößenbereinigung kann vor dem Ausrollversuch durch den Ausbau störender Elemente erfolgen. Es ist auch möglich, den Einfluß einer Störgröße durch Messungen während des Aus rollversuches separat zu erfassen und bei der Auswertung des Ausrollversuches zu berücksichtigen.If a roll-out test is performed on a wheel, a measurement by the influence of Störgrö be falsified. Examples of disturbances are co-rotating drive shafts, brake systems, etc. In a preferred method, a disturbance adjustment is therefore carried out for at least one coasting test. A Störgrößenbereinigung can be done before the Ausrollversuch by removing disturbing elements. It is also possible to separately record the influence of a disturbance variable by measurements during the off-roll test and to take this into account in the evaluation of the unrolling test.

Wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Radwinkelgeschwindigkeit erfaßt, ist auch eine Ermittlung des Rollwiderstandes bei verschiedenen Geschwindigkeiten möglich.Becomes according to a preferred embodiment detecting the wheel angular velocity is also a determination the rolling resistance at different speeds possible.

Die Erfindung zeigt sich auch an einer Vorrichtung zur Bestimmung des Rollwiderstandes eines Reifens, für die auch unabhängig Schutz beansprucht wird. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist mindestens eine erste Temperaturmeßvorrichtung zur Ermittlung mindestens einer Temperatur auf. Ferner ist eine Auswertungseinrichtung vorgesehen, mit der aufgrund der mindestens einen Temperatur eine Auswertung durchführbar ist. Mit einer derartigen Vorrichtung können insbesondere die zuvor beschriebenen Verfahren durchgeführt und der Rollwiderstand eines Reifens durch Messung von Temperaturen und deren Auswertung ermittelt werden.The Invention is also evident in a device for determining the Rolling resistance of a tire, for which also independent protection is claimed. A device according to the invention has at least one first temperature measuring device for determining at least one temperature. Furthermore, a Evaluation device provided with the at least a temperature evaluation is feasible. With such Device can in particular, the methods described above are carried out and the rolling resistance of a tire by measuring temperatures and their evaluation are determined.

In einer besonders bevorzugten Ausführung ist bei der Vorrichtung mindestens eine zweite Temperaturmeßvorrichung vorgesehen. Durch den Einsatz einer zweiten Temperaturmeßvorrichtungen können mehr Temperaturen ermittelt werden. Je mehr Temperaturen ermittelt werden, desto genauer kann der Wärmestrom und damit auch der Rollwiderstand eines Reifens bestimmt werden. Um aus mehreren Meßwerten einen Wärmestrom zu bestimmen können in einem bevorzugten Verfahren Mittelwerte aus ermittelten Temperaturen gebildet werden, um eine Durchschnittstemperatur zu berechnen. Wenn mindestens eine zweite Temperaturmeßvorrichung vorgesehen ist, können auch zwei unterschiedliche Vorrichtungen verwendet werden. Dann können die Vorteile einzelner Vorrichtungen miteinander kombiniert werden. Auf die bereits beschriebenen Vorteile von Wärmebildkameras und Temperatursensoren wird hiermit verwiesen.In a particularly preferred embodiment is at least a second temperature measuring device in the device intended. By using a second temperature measuring devices can more temperatures are determined. The more temperatures determined be, the more accurate the heat flow and so that the rolling resistance of a tire can be determined. Around from several measured values a heat flow to determine in a preferred method averages of temperatures determined be formed to calculate an average temperature. If at least one second temperature measuring device is provided, can also two different devices are used. Then you can Advantages of individual devices are combined. On the already described advantages of thermal imaging cameras and temperature sensors is hereby referred.

Wenn bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Vorrichtung zur Messung der Radwinkelgeschwindigkeit vorgesehen ist, kann die Summe aus Lagerverlustleistung und aerodynamischer Leistung anhand der Radwinkelgeschwindigkeit ermittelt werden. Dies erfolgt bevorzugt mit Hilfe von Tabellen, Diagrammen oder Kennfeldern. Sofern derartige Tabellen, Diagramme oder Kennfelder nicht vorliegen, können diese mit Hilfe von Ausrollversuchen selbst erstellt werden.If in a device according to the invention a device for measuring the Radwinkelgeschwindigkeit provided is the sum of bearing power loss and more aerodynamic Power are determined based on the Radwinkelgeschwindigkeit. This is preferably done with the help of tables, charts or maps. If such tables, diagrams or maps are not available, can These are created with the help of Ausrollversuchen itself.

Wenn bei einer Vorrichtung ein Adapter zur Anordnung mindestens eines Temperaturmeßinstrumentes an einem Fahrzeug vorgesehen ist, kann der Rollwiderstand während des Betriebes eines Fahrzeuges ermittelt werden.If in an apparatus, an adapter for arranging at least one Temperaturmeßinstrumentes is provided on a vehicle, the rolling resistance during the Operation of a vehicle can be determined.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.Further yield advantageous embodiments and refinements of the invention from the dependent claims as well as from the description in connection with the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen an einem Temperaturmeßrad angeordneten Reifen mit Felge in einer Schnittdarstellung, 1 a arranged on a Temperaturmeßrad tire with rim in a sectional view,

2 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Adapter, 2 a schematic representation of the structure of a first embodiment of a device according to the invention with adapter,

3 ein Beispiel für ein Diagramm zur Ermittlung der Wärmeleistung dQ/dt aus ermittelten Temperaturen T für unterschiedliche Reifen und 3 an example of a diagram for determining the heat output dQ / dt from determined temperatures T for different tires and

4 ein Diagramm zur Ermittlung des Rollwiderstandes aus ermittelten Wärmeleistungen. 4 a diagram for determining the rolling resistance from determined thermal outputs.

1 zeigt einen an einem Temperaturmeßrad angeordneten Reifen 100, welcher auf einer Felge 102 montiert ist. Der Reifen 100 weist eine erste Seitenwandung 104, eine zweite Seitenwandung 106 und eine radiale Umfangswandung 108 auf. Die Seitenwandungen 104, 106 und die radiale Umfangswandung 108 begrenzen zusammen mit einem Teil der Felge 102, welcher Felgenbett 110 genannt wird, einen Hohlraum 112. Am Felgenbett ist ein erster Temperatursensor 111 zur Bestimmung der Temperatur des Felgenbetts angeordnet. Es ist ferner ein zweiter Temperatursensor 113 vorgesehen, mit welchem die Temperatur der Reifenluft bestimmt wird. 1 shows a arranged on a temperature measuring tire 100 which is on a rim 102 is mounted. The mature 100 has a first side wall 104 , a second side wall 106 and a radial peripheral wall 108 on. The side walls 104 . 106 and the radial peripheral wall 108 limit together with a part of the rim 102 , which rims bed 110 is called a cavity 112 , At the rim bed is a first temperature sensor 111 arranged to determine the temperature of the rim base. It is also a second temperature sensor 113 provided with which the temperature of the tire air is determined.

Die dem Hohlraum 112 abgewandte Seite der radialen Umfangswandung 112 wird als Lauffläche 114 bezeichnet. Jeder Bereich der Lauffläche 114 tritt bei einem Abrollen des Reifens 100 auf einer ebenen Fahrbahn einmal pro Umdrehung mit dieser in Kontakt. In der Lauffläche sind Profilrillen 115 in Laufrichtung des Reifens ausgebildet.The the cavity 112 opposite side of the radial peripheral wall 112 is called a tread 114 designated. Every area of the tread 114 occurs when the tire rolls off 100 on a flat road once per turn in contact with this. In the tread are tread grooves 115 formed in the running direction of the tire.

Aus 1 ist ersichtlich, daß Temperaturen im Bereich der Seitenwandungen 104, 106 und im Bereich der Lauffläche 114 bzw. der Umfangswandung 108 problemlos mit Hilfe von Wärmebildern erfaßt werden können, da die Wandungen von ihrer Außenseite gut zugänglich sind. Eine Temperaturerfassung von in dem Hohlraum 112 befindlicher Reifenluft 116 sowie eine Temperaturerfassung des Felgenbetts mit Hilfe von Wärmebildern ist nur mit sehr hohem Aufwand möglich, da die Erstellung eines Wärmebildes innerhalb des Hohlraums 112 erfolgen müßte. Daher werden bei einem bevorzugten Verfahren die Temperatursensoren 111, 113 in dem Hohlraum 112 angeordnet und die Temperaturen mit Hilfe dieser Sensoren gemessen. Eine Messung kann mit konventionellen Sensoren wie Thermoelementen mit Kabeln zur Signalübermittlung erfolgen. Es ist auch möglich, Sensoren mit anderen Übertragungstechniken, insbesondere mit einer Funkübertragung, einzusetzen.Out 1 It can be seen that temperatures in the region of the side walls 104 . 106 and in the tread area 114 or the peripheral wall 108 can be detected easily with the help of thermal images, since the walls are easily accessible from the outside. A temperature detection of in the cavity 112 located tire air 116 and a temperature detection of the rim well with the help of thermal images is possible only with great effort, since the creation of a thermal image within the cavity 112 would have to be done. Therefore, in a preferred method, the temperature sensors 111 . 113 in the cavity 112 arranged and measured the temperatures using these sensors. A measurement can be done with conventional sensors such as thermocouples with cables for signal transmission. It is also possible to use sensors with other transmission techniques, in particular with a radio transmission.

2 zeigt den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Adapters 130 in einer ersten Ausführungsform. Der Adapter 130 eignet sich dazu, eine Temperaturmeßvorrichtung 132, insbesondere eine Wärmebildkamera, mit einem Fahrzeugvorderwagen zu verbinden. 2 shows the schematic structure of an adapter according to the invention 130 in a first embodiment. The adapter 130 is suitable for a temperature measuring device 132 , in particular a thermal imaging camera to connect with a vehicle front end.

Der Adapter 130 weist einen symmetrischen Grundträger 132 sowie einen seitlich an dem Grundträger 132 angeordneten Haltearm 134 auf.The adapter 130 has a symmetrical base support 132 and one side of the base support 132 arranged holding arm 134 on.

Der symmetrische Grundträger 132 weist ersten Längsträger 136 und einen zweiten Längsträger 138 auf. Der erste und der zweite Längsträger 136, 138 sind über einen ersten Querträger 140 und einen zweiten Querträger 142 miteinander verbunden und bilden mit diesen ein Rechteck. Die Länge des ersten und des zweiten Querträgers 140, 142 entspricht im wesentlichen einer Fahrzeugbreite. Unterhalb des zweiten Querträgers ist mittels eines ersten Verbindungsträgers 144 und mittels eines zweiten Verbindungsträgers 146 ein dritter Querträger 148 verbunden. Der dritte Querträger 146 weist die gleiche Länge wie der erste und der zweite Querträger 140, 142 auf. Der dritte Querträger 148 ist mittels eines ersten Verstärkungsträgers 150 und eines zweiten Verstärkungsträgers 152 mit den durch den ersten und zweiten Längsträger 136, 138 und dem ersten Querträger 140 gebildeten Ecken verbunden. Zur Befestigung des Grundträgers 132 an einem Fahrzeugvorderwagen weisen der erste und der zweite Längsträger 136, 138 sowie der erste und der zweite Verstärkungsträger 150, 152 Befestigungselemente (nicht gezeigt) auf. Der Grundträger 132 ist derart ausgebildet, daß eine Abstützung des dritten Querträgers an einem an dem Vorderwagen eines Fahrzeuges angeordneten Stoßfänger erfolgt.The symmetrical basic carrier 132 has first side member 136 and a second side member 138 on. The first and second side members 136 . 138 are over a first cross member 140 and a second cross member 142 connected together and form a rectangle with these. The length of the first and second cross member 140 . 142 essentially corresponds to a vehicle width. Below the second cross member is by means of a first connection carrier 144 and by means of a second connecting carrier 146 a third cross member 148 connected. The third cross member 146 has the same length as the first and the second cross member 140 . 142 on. The third cross member 148 is by means of a first reinforcing carrier 150 and a second reinforcing carrier 152 with the through the first and second side member 136 . 138 and the first cross member 140 connected formed corners. For fixing the basic carrier 132 on a vehicle front end, the first and second side members 136 . 138 and the first and second reinforcing beams 150 . 152 Fixing elements (not shown). The basic carrier 132 is formed such that a support of the third cross member takes place on a arranged on the front of a vehicle bumper.

Der Haltearm 134 weist einen oberen Halteträger 154 und einen unteren Halteträger 156 auf. Ein Ende des oberen Halteträger 154 ist mit dem oberen Ende des ersten Verbindungsträger 144 verbunden, ein Ende es unteren Halteträgers 156 ist mit dem unteren Ende des ersten Verbindungsträger 144 verbunden. Die jeweils gegenüberliegenden Enden der oberen Halteträgers 154 und des unteren Halteträgers 156 sind miteinander verbunden und bilden einen Halteknoten 158 für die Temperaturmeßeinrichtung 132. An dem Halteknoten 158 ist eine winkelförmige Halterung 160 angeordnet, an welcher die Temperaturmeßeinrichtung befestigt wird.The holding arm 134 has an upper support bracket 154 and a lower support bracket 156 on. One end of the upper support bracket 154 is with the upper end of the first connection carrier 144 connected, one end of lower support bracket 156 is at the lower end of the first connection carrier 144 connected. The opposite ends of the upper support bracket 154 and the lower support bracket 156 are connected to each other and form a holding node 158 for the temperature measuring device 132 , At the holding node 158 is an angle-shaped bracket 160 arranged on which the temperature measuring device is attached.

Mit dem in 3 gezeigten Diagramm können Wärmeströme dQ/dt verschiedener Reifen 1, 2 und 3 ermittelt werden. Für jeden der Reifen ist in dem Diagramm eine mit der entsprechenden Reifennummer versehene Kurve eingetragen. Auf einer ersten Achse 170 des Diagramms ist der Wärmestrom dQ/dt aufgetragen, auf einer zweiten Achse 172 ist die Temperatur T aufgetragen. Das Diagramm gilt für eine bestimmte Umgebungstemperatur T₀. Mißt man am Reifentyp 1 bei einer Umgebungstemperatur T₀ beispielsweise an der Umfangswand eine bestimmte Temperatur T₁, so kann man durch Bestimmung des Schnittpunktes der Horizontalen durch T₁ auf der zweiten Achse 172 mit der Kurve 1 die Wärmeleistung dQ/dt bestimmen. Dazu muß man den ermittelten Schnittpunkt senkrecht nach unten projizieren und die zugehörige Wärmeleistung auf der ersten Achse 170 ablesen.With the in 3 Diagram shown, heat flows dQ / dt different tires 1 . 2 and 3 be determined. For each of the tires, a curve marked with the corresponding tire number is entered in the diagram. On a first axis 170 In the diagram, the heat flow dQ / dt is plotted on a second axis 172 the temperature T is applied. The diagram applies to a specific ambient temperature T ₀ . Measure on the tire type 1 at an ambient temperature T _0, for example, on the peripheral wall a certain temperature T ₁ , so you can by determining the intersection of the horizontal by T ₁ on the second axis 172 with the curve 1 determine the heat output dQ / dt. To do this, you have to project the determined intersection vertically downwards and the corresponding heat output on the first axis 170 read off.

Setzt man das oben stehende Beispiel fort und möchte aus der Wärmeleistung an der Felge den Rollwiderstand des Reifens 1 ermitteln, eignet sich dazu das in 4 gezeigte Diagramm. Das Diagramm in 4 dient der Ermittlung des Rollwiderstandes des Reifens 1, wenn die Felgen-Wärmeleistung (Kurve F), die Seitenwand-Wärmeleistung (Kurve S) oder die Radial-Wärmeleistung (Kurve R) für diesen Reifen bekannt ist. Diagramme für Reifen 2, 3 oder andere Reifen können von dem in 4 gezeigten Diagramm abweichen und sind nicht dargestellt. Zur Bestimmung des Rollwiderstandes von Reifen 1 muß die gesamte Wärmeleistung (Kurve G), d.h. die Summe aus Felgen-, Radial- und Seiten-Wärmeleistung bekannt sein. Das Diagramm weist eine Rollwiderstandsachse 174 und eine Wärmeleistungsachse 176 auf. Das Ablesen von Werten für den Rollwiderstand erfolgt analog zu der Vorgehensweise, die anhand des Diagramms in 3 erläutert wurde.If one continues the example above and wants from the heat output at the rim the rolling resistance of the tire 1 Determine is suitable in the 4 shown diagram. The diagram in 4 serves to determine the rolling resistance of the tire 1 when the rim heat output (curve F), the sidewall heat output (curve S) or the radial heat output (curve R) is known for this tire. Diagrams for tires 2 . 3 or other tires may differ from the one in 4 shown diagram and are not shown. For determining the rolling resistance of tires 1 must the entire heat output (Curve G), ie the sum of rim, radial and side heat output to be known. The diagram has a rolling resistance axis 174 and a thermal power axis 176 on. The reading of values for the rolling resistance is analogous to the procedure described in the diagram in FIG 3 was explained.

Anhand der gestrichelt eingezeichneten Linien in 4 kann man erkennen, welche Wärmeleistungen mit dem Rollwiderstand R, korrespondieren. Die Summe der Wärmeleistungen der Kurven R, S und F entspricht der Wärmeleistung der Kurve G.With the dashed lines in 4 you can see which heat outputs correspond to the rolling resistance R ,. The sum of the heat outputs of the curves R, S and F corresponds to the heat output of the curve G.

Alternativ oder ergänzend zu der vorstehend beschriebenen Ermittlung der Wärmeleistungen eines Reifens kann die Ermittlung der Wärmeleistung auch aufgrund treibender Temperaturgefälle ΔT_n erfolgen. Dazu werden z. B. zunächst die Temperaturen der Reifenluft (T_Reifenluft des Felgenbetts (T_Felgenbett der Reifenoberfläche (T_{Reifenoberfläche}), der unmittelbaren Umgebung des Reifens (T_Umgebung), der Lauffläche des Reifens (T_Lauffläche) und der Kontaktstelle zwischen der Lauffläche und der Fahrbahn (T_Kontakt) ermittelt. Mit Hilfe von Versuchen werden ferner Funktionen f_n ermittelt, welche den jeweiligen Zusammenhang zwischen einem bestimmten treibenden Temperaturgefälle ΔT_n und der entsprechenden Wärmeleistung

wiedergeben:

As an alternative or in addition to the above-described determination of the heat outputs of a tire, the determination of the heat output can also be based on driving temperature gradient ΔT _n . These are z. First, the temperatures of the tire air (T _{tire air of} the rim (T _{rim of} the tire surface (T _{tire surface} ), the immediate vicinity of the tire (T _environment ), the tread of the tire (T _tread ) and the contact point between the tread and the road ( T _contact) is determined. with the aid of experiments functions f _n further determines which _n each link between a particular driving temperature difference .DELTA.T and the corresponding heat output

play:

Mit der vorstehenden Gleichung lassen sich die Wärmeleistungen durch Konvektion in die Felge, durch Konvektion in die Umgebung und durch Leitung in die Aufstandsfläche bestimmen. Welche treibenden Temperaturgefälle zur Bestimmung welcher Wärmeleistung verwendet werden, kann der folgenden Tabelle entnommen werden.With The above equation allows the heat output by convection into the rim, by convection into the environment and by conduction in the footprint determine. Which driving temperature gradient for determining which heat output can be taken from the following table.

Claims

Method for determining the rolling resistance of a tire ( 100 ), characterized in that at least one temperature in the region of the tire ( 100 ) is determined and that an evaluation is carried out based on at least one determined temperature.

Method according to Claim 1, characterized in that the at least one temperature is a side temperature which is in the region of a first and / or second side wall ( 104 . 106 ) of the tire ( 100 ) is determined.

Method according to Claim 2, characterized in that, owing to the at least one determined side temperature in the region of a first or second side wall ( 104 . 106 ) a side heat flow of the tire ( 100 ) in the region of a first and / or second side wall ( 104 . 106 ) of the tire ( 100 ) is calculated.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one temperature is a peripheral temperature, which in the region of the radial peripheral wall ( 108 ) of the tire ( 100 ) is determined.

Method according to Claim 4, characterized in that, owing to the at least one determined circumferential temperature in the region of the radial peripheral wall ( 108 ) a radial heat flux of the tire ( 100 ) is calculated in the region of the radial peripheral surface of the tire.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tire ( 100 ) on a wheel with a rim ( 102 ) is arranged.

A method according to claim 6, characterized in that the at least one temperature is a rim temperature which is in the range of the rim ( 102 ) is determined.

A method according to claim 7, characterized in that due to the at least one determined rim temperature in the region of the rim ( 102 ) a rim heat flux of the tire ( 100 ) in the area of the rim ( 102 ) is calculated.

Method according to one of claims 4 to 8, characterized that the Rolling resistance by forming the sum of the side heat flow, of the radial heat flow and / or the rim heat flow is determined.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that due determined temperatures a power balance is created.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized that to Determine at least one temperature thermal images are created.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that for the determination of at least one temperature temperature sensors ( 111 . 113 ) be used.

Method according to claim 12, characterized in that at least one temperature sensor ( 111 . 113 ) on a rim ( 102 ) is arranged.

Method according to one of claims 1 to 13, characterized that the Determination of at least one temperature on a test bench.

Method according to one of claims 1 to 14, characterized that the Determining at least one of the temperatures at a ready to drive Vehicle is done while driving.

Method according to one of claims 1 to 15, characterized that one Determining the bearing power consumption of a wheel bearing and a determination the aerodynamic power loss of the wheel done.

Method according to claim 16, characterized in that that to Determination of the sum of bearing power consumption and aerodynamic Power loss at least one Ausrollversuch is performed.

Method according to claim 17, characterized in that that too the at least one Ausrollversuch a Störgrößenbereinigung is performed.

Method according to one of claims 1 to 18, characterized that at least a Radwinkelgeschwindigkeit is determined.

Method according to claim 19, characterized that the Sum of bearing power consumption and aerodynamic power loss dependent on the wheel angular velocity is determined.

Device for determining the rolling resistance of a tire ( 100 ), With a first device for determining at least one temperature and an evaluation device with which an evaluation can be carried out on the basis of the at least one determined temperature.

Apparatus according to claim 21, characterized that at least a second device for determining at least one temperature is provided.

Device according to one of claims 21 or 22, characterized that the first and / or the second device for determining at least a temperature a thermal imaging camera is.

Device according to one of claims 21 to 23, characterized in that the first and / or the second device for determining at least one temperature, a temperature sensor ( 111 . 113 ).

Device according to one of claims 21 to 24, characterized that one Device for measuring the Radwinkelgeschwindigkeit provided is.

Device according to one of claims 21 to 25, characterized in that an adapter ( 130 ) is provided for the arrangement of the first and / or the second device on a vehicle.