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DE102008005807A1 - Measuring arrangement for use in e.g. anti-skid system, has signal transmission line for transmitting signal to receiver of electronic controller, and optical sensor element for periodically detecting overall image from multiple reflectors - Google Patents

Measuring arrangement for use in e.g. anti-skid system, has signal transmission line for transmitting signal to receiver of electronic controller, and optical sensor element for periodically detecting overall image from multiple reflectors Download PDF

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Publication number
DE102008005807A1
DE102008005807A1 DE102008005807A DE102008005807A DE102008005807A1 DE 102008005807 A1 DE102008005807 A1 DE 102008005807A1 DE 102008005807 A DE102008005807 A DE 102008005807A DE 102008005807 A DE102008005807 A DE 102008005807A DE 102008005807 A1 DE102008005807 A1 DE 102008005807A1
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DE
Germany
Prior art keywords
tire
reflectors
control system
digital image
measuring arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008005807A
Other languages
German (de)
Inventor
Chunyang Dr. Xie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102008005807A priority Critical patent/DE102008005807A1/en
Publication of DE102008005807A1 publication Critical patent/DE102008005807A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The arrangement has an optical sensor element i.e. digital image recording device (40), and an optical transmission element (30), which are arranged at a rim (50) and supplied with electrical energy from a voltage source. Multiple reflectors (20) are arranged at an inner surface of a pneumatic flexible tire (10) opposite to the optical sensor element. A wire-bound or wireless signal transmission line (70) transmits signal to a receiver of an electronic controller (80). The optical sensor element periodically detects an overall image from multiple reflectors. Independent claims are also included for the following: (1) a chassis controlling system for dynamic adaptation of chassis characteristics of a vehicle on the basis of deformation of a pneumatic tire (2) a method for dynamic measurement of longitudinal and transverse forces arising at a pneumatic tire in a contact area with a road.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zum dynamischen Messen der mechanischen Verformung eines pneumatischen, auf einer Felge montierten elastischen Reifens im Kontaktbereich mit der Fahrbahn mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Weiterhin betrifft sie ein Verfahren zum dynamischen Messen der an einem pneumatischen Reifen im Kontaktbereich mit der Fahrbahn auftretenden Längs- und Querkräfte mit den im Oberbegriff des Anspruchs 17 genannten Merkmalen und ein Fahrwerkregelsystem zum Anpassen der Fahreigenschaften eines Fahrzeugs mit den im Oberbegriff des Anspruchs 25 genannten Merkmalen.The The invention relates to a measuring arrangement for dynamically measuring the mechanical deformation of a pneumatic, mounted on a rim elastic tire in the contact area with the road with the in Preamble of claim 1 mentioned features. Furthermore They provide a method for dynamically measuring at a pneumatic Tires occurring in the area of contact with the road surface and transverse forces with the in the preamble of claim 17 mentioned features and a chassis control system for adjusting the Driving characteristics of a vehicle with those in the preamble of the claim 25 mentioned features.

Es ist bekannt, dass der Zustand eines Reifens, vor allem der Luftdruck, einen großen Einfluss auf die Fahreigenschaften eines Fahrzeugs ausübt. Der Luftdruck wird deswegen in vielen Anwendungen gemessen und einer elektronischen Steuerung übergeben. Jedoch liefert der Luftdruckwert allein keine Information über die aktuelle Fahrsituation, zum Beispiel ob das Fahrzeug in einer scharf gefahrenen Kurve gefahren wird oder über Bodenunebenheiten bewegt wird. Um Informationen hierüber zu erhalten, verwenden verschiedene bekannte Systeme Beschleunigungssensoren, die ein Signal über Quer- und/oder Längsbeschleunigung des Fahrzeugs liefern. Das System kann beispielsweise ein Massenträgheits-Sensor sein, der ein Signal für das ganze Fahrzeug liefert. Ferner sind Systeme bekannt, die zum Ermitteln der Quer- und/oder Längsbeschleunigung die Verformung der Innenfläche eines oder mehrerer Radreifen heranziehen. Jedoch differenziert ein solches System nicht nach vorderen und hinteren, Innenkurven- und Außenkurven-Rädern.It it is known that the condition of a tire, especially the air pressure, a great influence on the driving characteristics of a vehicle exercises. The air pressure is therefore measured in many applications and passed an electronic control. However, supplies the air pressure alone does not provide information about the current one Driving situation, for example, whether the vehicle is in a sharp cornering is driven or moved over bumps. To get information about this use different ones known systems acceleration sensors that transmit a signal over Provide lateral and / or longitudinal acceleration of the vehicle. The system may, for example, be a mass inertia sensor be that sends a signal for the whole vehicle. Further are known systems for determining the transverse and / or longitudinal acceleration the deformation of the inner surface of one or more wheel tires use. However, such a system does not differentiate front and rear, inboard and outboard wheels.

Die Reifenreibung ist die physikalische Voraussetzung für jedes Fahrmanöver. Die aktiven mechatronischen Maßnahmen, zum Beispiel Antiblockiersystem (ABS), Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP), können nur die vorhandene Reibung zwischen Reifen und der Fahrbahn effektiver nutzen, jedoch nicht überschreiten. Für eine weitere Verbesserung der ABS- und ESP-Systeme zum Verbessern der dynamischen Fahreigenschaften eines Fahrzeugs ist daher die Reifenzustandserkennung eine wichtige Entwicklungsrichtung mit einem großen Potenzial.The Tire friction is the physical requirement for each Driving maneuvers. The active mechatronic measures, for example Anti-lock Braking System (ABS), Electronic Stability Program (ESP), only the existing friction between tires and use the road more effectively, but do not exceed. For a further improvement of the ABS and ESP systems to improve the dynamic driving characteristics of a vehicle Therefore, the tire condition detection is an important development direction with a big potential.

Die Entstehung der Reibung des Reifens ist eine dynamische, komplexe Interaktion zwischen dem Reifen und der Fahrbahn und abhängig von den Eigenschaften dieser beiden beteiligten Seiten. Dabei sind von der Reifenseite zum Beispiel die Bauart, Gummimischung und Betriebsparameter (Fahrgeschwindigkeit, Radlast, Reifendruck, Schlupf, Schräglaufwinkel) und von der Fahrbahnseite zum Beispiel die Textur, Temperatur und Fremdstoff-Filme auf der Fahrbahn (zum Beispiel Wasser, Öl, Eis, Staub...) zu nennen. Der Reibwert bleibt auch nicht konstant, da sich die Einflussparameter stets ändern. Auf diese komplexe Interaktion reagiert der Reifen mit seiner Verformung besonders in der Kontaktzone zwischen Reifen und der Fahrbahn (dem sogenanntem Latsch). Diese Verformung entsteht schon beim Freirollen wegen der Abplattung des Reifens. Beim Bremsen und einer Antrieb- beziehungsweise Kurvenfahrt werden zusätzliche Verformungen überlagert. Der komplexe Reifenzustand kann deshalb durch die Verformungen des Reifens charakterisiert werden.The Emergence of the friction of the tire is a dynamic, complex Interaction between the tire and the road surface and dependent from the characteristics of these two sides involved. There are from the tire side, for example, the type, rubber compound and operating parameters (Driving speed, wheel load, tire pressure, slip, slip angle) and from the road side for example the texture, temperature and Impurity films on the road surface (for example, water, oil, Ice cream, dust ...). The coefficient of friction does not remain constant, because the influencing parameters always change. On this complex Interaction of the tire reacts with its deformation especially in the contact zone between tires and the roadway (the so-called Latsch). This deformation already arises when rolling because of the Flattening of the tire. When braking and a drive or Cornering are superimposed additional deformations. The complex tire condition can therefore be explained by the deformations of the tire Tire are characterized.

Die DE 197 44 611 A1 offenbart ein Messsystem zum Vermessen des Abstands zwischen einer auf der Felge im Inneren des Reifens positionierten Sensoreinheit und der Innenwand der Lauffläche des Reifens mittels eines Ultraschall-Sensors. Mit dieser Art der Vermessung ist lediglich möglich, den Augenblick der Auffahrverformung des Reifens in Längsrichtung sowie die maximale Verformung in vertikaler Richtung zu erfassen. Beispielsweise ist der sogenannte „Schwimmwinkel" des Reifens, das heißt eine seitliche Versetzung der Reifenkontaktfläche in Bezug auf die Laufrichtung, nicht erfassbar. Somit liefert das System lediglich Messwerte zur Überwachung des Reifenluftdrucks, jedoch keine für die fahrdynamischen Fahrwerks-Regelsysteme geeigneten Informationssignale über Querbeschleunigungen.The DE 197 44 611 A1 discloses a measuring system for measuring the distance between a sensor unit positioned on the rim inside the tire and the inner wall of the tread of the tire by means of an ultrasonic sensor. With this type of measurement, it is only possible to detect the moment of the longitudinal deflection of the tire and the maximum deformation in the vertical direction. For example, the so-called "slip angle" of the tire, that is a lateral displacement of the tire contact surface with respect to the direction of travel, is not detectable Thus, the system provides only measured values for monitoring the tire air pressure, but no information about transverse accelerations suitable for the vehicle dynamics control systems.

DE 10 2006 001 297 A1 offenbart beispielsweise ein System, bei dem ein, an der Felge im Inneren des Reifens befestigtes Sensorelement den Abstand zur Innenseite des Reifens misst und daraus mittels geeigneter Sensorik die Fahrzeuglängs- und -querbeschleunigung ermittelt und diese zueinander ins Verhältnis setzt. Die Abstandsmessung solch kurzer Abstände, beispielsweise per Laserstrahl, stellt eine sehr hohe Anforderung an das Messsystem dar, insbesondere an die Geschwindigkeitsleistung der Schaltung, wenn eine ausreichende Messgenauigkeit angestrebt wird, was zu sehr hohen Kosten führen kann. Ferner ist die Inbezugsetzung der Längsverformung zur Querverformung der Kontaktfläche des Reifens nicht in jedem Fall aussagekräftig, um aus dieser Information ein realistisches Abbild der aktuellen Fahrsituation zu gewinnen. DE 10 2006 001 297 A1 discloses, for example, a system in which a, attached to the rim inside the tire sensor element measures the distance to the inside of the tire and determines therefrom by means of suitable sensors, the vehicle longitudinal and lateral acceleration and these in relation to each other. The distance measurement such short distances, for example by laser beam, represents a very high demand on the measuring system, in particular the speed performance of the circuit when a sufficient measurement accuracy is sought, which can lead to very high costs. Furthermore, the inclusion of the longitudinal deformation for transverse deformation of the contact surface of the tire is not always meaningful in order to obtain a realistic image of the current driving situation from this information.

Die WO 01/08908 A1 und WO 01/45968 A1 vom selben Anmelder offenbaren ein System, das ebenso den Abstand zwischen einem fest an der Felge angeordneten Sensor und der Innenseite der Reifenkontaktfläche ausmisst. Ferner offenbart sie ein Verfahren, welches ein ausgesendetes Signal verwendet, das von der Innenfläche des Reifens reflektiert wird. Das rotierende Teil des Messsystems überträgt das gemessene Signal drahtlos an einen feststehenden Teil des Messsystems. Das Verfahren steuert das Fahrverhalten eines Fahrzeugs durch Steuerung des Zustandes seiner Reifen. Auch hier ist die aufwendige Abstandsabtastung eingesetzt, die eine kostenintensive Elektronik erforderlich macht. Ferner ist allen Abstandsmesssystemen grundsätzlich eigen, dass sie keine relative Verschiebung der Reifenlauffläche in Bezug auf die Felge, wo das Erfassungssystem sitzt, erfassen können, da ein Bezugspunkt fehlt.The WO 01/08908 A1 and WO 01/45968 A1 by the same assignee disclose a system which also measures the distance between a sensor fixed to the rim and the inside of the tire contact surface. Further, it discloses a method which uses a transmitted signal reflected from the inner surface of the tire. The rotating part of the measuring system transmits the measured signal wirelessly to a stationary part of the measuring system. The procedure Controls the handling of a vehicle by controlling the condition of its tires. Again, the costly Abstandsabtastung is used, which makes a costly electronics required. Furthermore, all distance measuring systems are inherently peculiar in that they can not detect relative displacement of the tire tread with respect to the rim where the detection system is seated, since a reference point is missing.

Aus der DE 199 37 078 A1 ist ein Messsystem bekannt, welches mittels eines an der Felge im Inneren des Reifens ortsfest angeordneten Sensors die Ortsverschiebungen eines, an der Innenseite des Reifens angeordneten Messpunktes in zwei zueinander senkrechten Richtungen, der Längs- und Querrichtung, vermisst. Ferner wird eine Abstandsmessung zwischen Sensoreinheit und dem Messpunkt zusätzlich erfasst. Insbesondere dadurch, dass nur ein Reflexionspunkt betrachtet wird, ist es nur eingeschränkt möglich, eine umfassende Information über die Verformung der Reifenkontaktfläche infolge der Druckluftbeaufschlagung, des Beladungszustandes und der fahrdynamischen Effekte zu erhalten. Als Sensor sind Lichtstrahlelemente oder elektromagnetisch wirkende Sensoren vorgeschlagen. Die zusätzliche Abstandserfassung macht den Einsatz eines parallelen Abstandsmesssystems erforderlich, was die Herstellkosten und die Anfälligkeit des Systems erhöhen dürfte.From the DE 199 37 078 A1 a measuring system is known, which by means of a rim on the inside of the tire arranged stationary sensor, the location displacements of a, arranged on the inside of the tire measuring point in two mutually perpendicular directions, the longitudinal and transverse direction, missing. Furthermore, a distance measurement between the sensor unit and the measuring point is additionally detected. In particular, the fact that only one reflection point is considered, it is only possible to obtain a comprehensive information about the deformation of the tire contact surface due to the application of compressed air, the loading condition and the driving dynamics effects. As sensor light beam elements or electromagnetically acting sensors are proposed. The additional distance detection requires the use of a parallel distance measuring system, which should increase the manufacturing costs and the susceptibility of the system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verformung eines Reifens eines Fahrzeugs im Kontaktbereich mit der Fahrbahn genauer zu erfassen, aus den erfassten Messwerten eine größere Anzahl differenzierter Reifen- und Fahrzeugbeanspruchungsparameter zu ermitteln und für eine Fahrwerksteuerung zu verwenden und hierbei kostengünstige und zuverlässige Ausgestaltungen anzubieten.Of the Invention is based on the object, the deformation of a tire of a vehicle in the area of contact with the roadway, from the recorded measured values a larger number determine differentiated tire and vehicle load parameters and to use for a suspension control and this cost-effective and reliable designs offer.

Die Erfindung geht von einer Messanordnung zum dynamischen Messen der mechanischen Verformung eines pneumatischen, auf einer Felge montierten elastischen Reifens im Kontaktbereich mit der Fahrbahn mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen aus. Eine solche Messanordnung weist beispielsweise wenigstens ein optisches Sensorelement und wenigstens ein optisches Sendeelement auf, die an der Felge feststehend angeordnet und mit elektrischer Energie über eine drahtlose elektromagnetische oder über eine Schleifringvorrichtung verbundene Spannungsquelle versorgt sind. Ferner weist die Messanordnung wenigstens einen, an der Innenfläche des Reifens gegenüber dem optischen Sensorelement angeordneten, Reflektor und eine drahtgebundene oder drahtlose Signalübertragung zu einem außerhalb des Reifens angeordneten Empfänger auf.The The invention relates to a measuring arrangement for dynamically measuring the mechanical deformation of a pneumatic, mounted on a rim elastic tire in the contact area with the road with the in Preamble of claim 1 mentioned features. Such Measuring arrangement has, for example, at least one optical sensor element and at least one optical transmitting element on the rim fixedly arranged and with electrical energy over a wireless electromagnetic or slip ring device connected voltage source are supplied. Furthermore, the measuring arrangement at least one, opposite the inner surface of the tire the optical sensor element arranged, reflector and a wired or wireless signal transmission to an outside of the tire arranged receiver.

Dadurch, dass das optische Sensorelement ein Digitalbildaufnahmegerät ist und an der Innenfläche des Reifens gegenüber dem Digitalbildaufnahmegerät eine Vielzahl regelmäßig angeordneter Reflektoren ausgebildet ist, wobei das Digitalaufnahmegerät periodisch jeweils ein Gesamtbild von der Vielzahl der Reflektoren erfasst, sind die Aufgaben der vorliegenden Erfindung nach einem ersten Aspekt der Erfindung erreicht.Thereby, the optical sensor element is a digital image recorder is and opposite to the inner surface of the tire the digital image capture device a variety regularly arranged reflector is formed, wherein the digital recording device Periodically in each case an overall picture of the plurality of reflectors detected, the objects of the present invention after a achieved first aspect of the invention.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die, bei der Messanordnung zum dynamischen Messen der mechanischen Verformung eines pneumatischen, auf einer Felge montierten elastischen Reifens, periodische Erfassung des Gesamtbildes der Vielzahl der Reflektoren während einer Umdrehung der Felge mit dem Reifen permanent ausgeführt.According to one preferred embodiment of the present invention is the, in the measuring arrangement for dynamically measuring the mechanical deformation a pneumatic rim-mounted elastic tire, periodic acquisition of the overall image of the plurality of reflectors permanent during one revolution of the rim with the tire executed.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die regelmäßige Anordnung der einzelnen Reflektoren in gleichmäßigen Abständen voneinander ausgeführt.According to one Another preferred embodiment of the present invention the regular arrangement of the individual reflectors at regular intervals from each other executed.

Weiterhin bevorzugt ist jeder der Reflektoren von der Vielzahl der Reflektoren einzeln auf der Innenfläche des Reifens befestigt.Farther Preferably, each of the reflectors is from the plurality of reflectors individually attached to the inner surface of the tire.

Bevorzugt ist die Vielzahl der Reflektoren auf einem flexiblen Foliensubstrat angeordnet, das an der Innenfläche des Reifens befestigt ist. Hierdurch ist das Anbringen der Vielzahl der Reflektoren an definierten Positionen im Inneren des Reifens wesentlich vereinfacht.Prefers is the multitude of reflectors on a flexible film substrate arranged, which is attached to the inner surface of the tire is. As a result, the attachment of the plurality of reflectors on defined positions inside the tire much easier.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Befestigung der Vielzahl der Reflektoren an der Innenfläche des Reifens mittels eines Klebstoffs ausgeführt.In In another preferred embodiment, the attachment is the Variety of reflectors on the inner surface of the tire executed by means of an adhesive.

Weiterhin bevorzugt ist die, durch die Vielzahl der Reflektoren auf der Innenseite des Reifens abgedeckte Fläche größer als die Fläche des Kontaktbereichs mit der Fahrbahn bei der größten auftretenden Verformung des Reifens. Hierdurch wird der gesamte Kontaktbereich nach seinem jeweiligen Verformungszustand erfasst.Farther preferred is the, by the plurality of reflectors on the inside the tire covered area larger as the area of contact area with the roadway at the largest occurring deformation of the tire. As a result, the entire contact area is according to its respective Deformation state recorded.

Die Vielzahl der an der Innenfläche des Reifens regelmäßig angeordneten Reflektoren in Bezug auf das ihnen gegenüber an der Felge angeordnete Digitalbildaufnahmegerät ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung symmetrisch angeordnet.The Variety of on the inner surface of the tire regularly arranged reflectors with respect to them opposite arranged on the rim digital image pickup device is according to a preferred embodiment of the present invention symmetrically arranged.

Nach einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung geht die Erfindung von einem Fahrwerkregelsystem zum dynamischen Anpassen der Fahrwerkseigenschaften eines Fahrzeuges anhand der im Kontaktbereich mit der Fahrbahn erfassten Verformung eines pneumatischen Reifens aus. Ein derartiges Fahrwerkregelsystem weist wenigstens eine elektronische Steuerung auf, welche die erfasste Verformung des pneumatischen Reifens auswertet und zu Steuersignalen verarbeitet. Ferner ist das Fahrwerkregelsystem mit einer Messanordnung zum dynamischen Messen der mechanischen Verformung eines pneumatischen, auf wenigstens einer Felge montierten elastischen Reifens im Kontaktbereich mit der Fahrbahn ausgestattet, die wenigstens ein optisches Sensorelement und wenigstens ein optisches Sendeelement aufweist, die an der Felge feststehend angeordnet sind und mit elektrischer Energie über eine drahtlose elektromagnetische oder über eine Schleifringvorrichtung verbundene Spannungsquelle versorgt sind. Außerdem ist an der Innenfläche des Reifens gegenüber dem optischen Sensorelement ein Reflektor angeordnet und eine drahtgebundene oder drahtlose Signalübertragung zu einem außerhalb des Reifens angeordneten Empfänger einer elektronischen Steuereinheit vorhanden.According to a further aspect of the present invention, the invention relates to a chassis gearing system for dynamically adjusting the chassis properties of a vehicle based on the detected in the contact area with the roadway deformation of a pneumatic tire. Such a chassis control system has at least one electronic control, which evaluates the detected deformation of the pneumatic tire and processes it into control signals. Further, the suspension control system is provided with a measuring arrangement for dynamically measuring the mechanical deformation of a pneumatic, mounted on at least one rim elastic tire in the contact area with the road having at least one optical sensor element and at least one optical transmitting element, which are fixedly arranged on the rim and are supplied with electrical energy via a wireless electromagnetic or via a slip ring device connected voltage source. In addition, a reflector is disposed on the inner surface of the tire opposite to the optical sensor element and a wired or wireless signal transmission to a arranged outside the tire receiver of an electronic control unit is present.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nach diesem Aspekt dadurch erreicht, dass das optische Sensorelement der Messanordnung ein Digitalbildaufnahmegerät ist und an der Innenfläche des Reifens gegenüber dem Digitalbildaufnahmegerät eine Vielzahl regelmäßig angeordneter Reflektoren ausgebildet ist, wobei das Digitalaufnahmegerät periodisch jeweils ein Gesamtbild von der Vielzahl der Reflektoren erfasst, und die elektronische Steuerung Mittel zum Auswerten der von dem Digitalbildaufnahmegerät erfassten Bildinformation aufweist.The Object of the present invention is characterized by this aspect achieved that the optical sensor element of the measuring arrangement a Digital image capture device is and on the inside surface of the tire relative to the digital image capture device Variety of regularly arranged reflectors formed is, wherein the digital recording device periodically captured an overall picture of the multitude of reflectors, and the electronic control means for evaluating the digital image capture device having captured image information.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind bei dem Fahrwerkregelsystem zum dynamischen Anpassen der Fahrwerkseigenschaften die Mittel zum Auswerten der, von dem Digitalbildaufnahmegerät erfassten Bildinformation als Programmmittel ausgeführt, die von einem Mikroprozessorsystem ausgeführt werden.According to one preferred embodiment of the present invention are in the Chassis control system for dynamic adjustment of chassis characteristics the means for evaluating, from the digital image capture device recorded image information executed as a program means, which are executed by a microprocessor system.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist mit dem Mittel zum Auswerten der von dem Digitalbildaufnahmegerät erfassten Bildinformation die Konturform des Kontaktbereichs des Reifens mit der Fahrbahn erkannt. Die Kontur des Kontaktbereichs kann in Grenzbereichen der Belastungen durch Beschleunigung, Bremsung oder Seitenkräfte bei Kurvenfahrt eine wesentlich genauere Aussage über die Qualität und die Quantität auftretender Kräfte liefern, als das ein einzelner, nach dem Stand der Technik erfasster Punkt zu tun vermag.In Another preferred embodiment of the invention is with the Means for evaluating the from the digital image capture device captured image information, the contour shape of the contact area of the tire recognized with the roadway. The contour of the contact area can be in Limits of the loads caused by acceleration, braking or Side forces when cornering a much more accurate statement about the quality and quantity of occurring forces deliver, as that a single, according to the state of the art Can do point.

Weiterhin bevorzugt ist bei dem Fahrwerkregelsystem zum dynamischen Anpassen der Fahrwerkseigenschaften eines Fahrzeuges mit dem Mittel zum Auswerten der, von dem Digitalbildaufnahmegerät erfassten Bildinformation ein Vergleich mit wenigstens einem Referenzbild ausgeführt. Es können ein oder mehrere Referenzbilder bereitgestellt werden, um zum Beispiel einen normalen Belastungszustand im Stand, eine Geradeausfahrt, einen Vollbeladungszustand oder einen definierten Kurvenfahrtzustand zum Vergleich mit der erfassten Bildinformation über die Kontaktfläche des Reifens mit der Fahrbahn heranziehen zu können.Farther preferred is in the chassis control system for dynamic adjustment the chassis characteristics of a vehicle with the means for evaluation the image information captured by the digital image capture device performed a comparison with at least one reference image. One or more reference images can be provided be in order, for example, a normal load condition in the state, a straight ahead, a full load condition or a defined Curve state for comparison with the acquired image information on Use the contact surface of the tire with the road surface to be able to.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Unterscheidung der räumlichen Orientierung einzelner Reflektoren von der Vielzahl der Reflektoren, mit dem Mittel zum Auswerten der, von dem Digitalbildaufnahmegerät erfassten Bildinformation durch Helligkeitsunterschiede ausgeführt. Die einzelnen Reflektoren sind im flachen Bereich der Kontaktfläche horizontal ausgerichtet und sind an den Übergängen zu den nicht verformten Bereichen des Reifens unter jeweils einem zunehmend größeren Winkel, in Bezug auf die Ausrichtung des Digitalbildaufnahmegeräts, ausgerichtet. Hierdurch reflektieren die horizontal angeordneten Reflektoren und die angewinkelt positionierten Reflektoren das Licht des optischen Sendeelementes unterschiedlich, so dass deutliche Helligkeitsunterschiede auftreten, die dazu herangezogen werden können, die äußere Kontur des Kontaktbereichs zu erkennen.In Another preferred embodiment is the distinction the spatial orientation of individual reflectors of the Variety of reflectors, with the means for evaluating, from the image acquisition information captured by the digital image capture device Brightness differences executed. The individual reflectors are aligned horizontally in the flat area of the contact surface and are at the transitions to the undeformed Areas of the tire, each one progressively larger Angle, with respect to the orientation of the digital imaging device, aligned. This reflects the horizontally arranged Reflectors and the angled reflectors position the light the optical transmitting element different, so that significant Brightness differences occur, which are used can, the outer contour of the contact area to recognize.

Weiterhin bevorzugt sind mit dem Mittel zum Auswerten der von dem Digitalbildaufnahmegerät erfassten Bildinformation die Abstände zwischen einzelnen Reflektoren der Vielzahl der Reflektoren ermittelbar. Diese Abstände ändern sich aufgrund der Elastizität des Reifenmaterials infolge der auftretenden Kräfte, wobei nach Quer- und Längskräften unterschieden werden kann.Farther preferred are with the means for evaluating the from the digital image capture device captured image information the distances between individual Reflectors of the plurality of reflectors determined. Change these distances due to the elasticity of the tire material due to the forces occurring, wherein after transverse and longitudinal forces can be distinguished.

Zusätzlich kann in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ein Druckluftsensor zum Erfassen des Luftdrucks im Reifen vorgesehen werden. Dieser kann dazu herangezogen werden, den Einfluss der Beladung des Fahrzeugs und den, im Reifen herrschenden, Luftdruck voneinander zu unterscheiden und für weitere verknüpfte Auswertungen zu verwenden.additionally can in a further preferred embodiment of the present Invention, a compressed air sensor for detecting the air pressure in the tire be provided. This can be used to influence the loading of the vehicle and the tire pressure in the tire to distinguish and for further linked evaluations to use.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird wenigstens ein Ergebnis der Signalverarbeitung des Fahrwerkregelsystems an eine oder mehrere von den aktiven oder passiven Fahrwerkregelsystemen, wie Antiblockiersystem (ABS), Antischlupfregelung (ASR), Adaptive Cruise Control (ACC), aktive Differenzialsperre, ESP und dergleichen, geliefert. Die Leistung dieser bekannten Fahrwerkregelsysteme kann durch erfindungsgemäße Mehrinformation über die Kontaktfläche des Reifens weiter gesteigert werden, obgleich diese Systeme bereits hoch entwickelt sind und über fast keine weiteren Verbesserungspotenziale verfügen.According to a preferred embodiment, at least one result of the signal processing of the chassis control system is provided to one or more of the active or passive chassis control systems, such as anti-lock braking system (ABS), traction control (ASR), adaptive cruise control (ACC), active differential lock, ESP, and the like. The performance of these known suspension control systems can be further increased by the invention more information about the contact surface of the tire, although these systems are already highly developed and almost no further improvement potential.

Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung geht die Erfindung von einem Verfahren zum dynamischen Messen der, an einem pneumatischen Reifen im Kontaktbereich mit der Fahrbahn, auftretenden Längs- und Querkräfte aus, das eine Erfassung der Verformung des pneumatischen Reifens mit einem Fahrwerkregelsystem zum dynamischen Anpassen der Fahrwerkseigenschaften eines Fahrzeuges aufweist. Das dynamische Anpassen der Fahrwerkseigenschaften wird hierbei anhand der, im Kontaktbereich mit der Fahrbahn, erfassten Verformung des pneumatischen Reifens ausgeführt. Das Fahrwerkregelsystem weist wenigstens eine elektronische Steuerung auf, welche die erfasste Verformung des pneumatischen Reifens auswertet und zu Steuersignalen verarbeitet. Ferner weist das Fahrwerkregelsystem, wie oben beschrieben, eine Messanordnung zum dynamischen Messen der mechanischen Verformung eines pneumatischen Reifens mit den oben beschriebenen Merkmalen auf.To Yet another aspect of the present invention is the invention from a method of dynamically measuring, on a pneumatic Tire in the contact area with the road surface, occurring longitudinally and lateral forces, which is a detection of the deformation of the pneumatic tire with a suspension control system for dynamic Adapting the chassis properties of a vehicle has. The Dynamic adjustment of the chassis properties is based on this the, in the contact area with the road, detected deformation of the pneumatic tire running. The chassis control system has at least one electronic control that detected the Evaluating deformation of the pneumatic tire and control signals processed. Furthermore, the suspension control system, as described above, a measuring arrangement for dynamically measuring the mechanical deformation a pneumatic tire with the features described above on.

Nach diesem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Aufgaben der Erfindung mit folgenden erfindungsgemäßen Verfahrensschritten erreicht, wobei in einem ersten Schritt ein Abbild einer Vielzahl von Reflektoren mithilfe eines Digitalbildaufnahmegeräts als Bildinformation erfasst wird. In einem zweiten Schritt werden die Form und/oder Größenparameter des Kontaktbereichs des Reifens mit der Fahrbahn aus der Bildinformation ermittelt, und in einem dritten Schritt wird die erfasste Bildinformation mit wenigstens einem Referenzbild verglichen. In einem vierten erfindungsgemäßen Schritt wird wenigstens eine Stellgröße für wenigstens ein Fahrwerkregelsystem nach wenigstens einer fallbezogenen Berechnungsregel berechnet. Schließlich wird in einem fünften Schritt die wenigstens eine, berechnete Stellgröße an wenigstens ein Fahrwerkregelsystem geliefert.To This further aspect of the present invention has the objects the invention with the following invention Steps reached, wherein in a first step a Image of a variety of reflectors using a digital imaging device is detected as image information. In a second step will be the shape and / or size parameters of the contact area of the tire with the roadway determined from the image information, and in a third step, the captured image information with at least compared to a reference image. In a fourth inventive Step is at least one manipulated variable for at least one chassis control system according to at least one case-related Calculation rule calculated. Finally, in a fifth Step the at least one calculated manipulated variable delivered to at least one suspension control system.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird durch eine erfasste Verschiebung der Vielzahl der Reflektoren, in Bezug auf das Digitalbildaufnahmegerät, quer zur Fahrtrichtung eine an dem jeweiligen Reifen auftretende Querkraft mit Richtungserkennung nach innen oder nach außen ermittelt.According to one preferred embodiment is by a detected shift the plurality of reflectors, with respect to the digital image capture device, transverse to the direction of travel occurring at the respective tire Transverse force with directional detection inwards or outwards determined.

Weiterhin bevorzugt ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch eine erfasste beziehungsweise ermittelte Verschiebung der Vielzahl der Reflektoren in Fahrtrichtung, in Bezug auf das Digitalbildaufnahmegerät, eine an dem jeweiligen Reifen auftretende Längskraft mit Richtungserkennung nach vorn oder nach hinten ermittelbar. Diese Verschiebung in Längsrichtung gibt ein Maß dafür, mit welcher Beschleunigung oder Verzögerung das Fahrzeug beschleunigt oder abgebremst wird, und über die zwischen dem Reifen und der Fahrbahn auftretende Reibungskräfte.Farther preferred is in the inventive method by a detected or determined displacement of the Variety of reflectors in the direction of travel, with respect to the digital image capture device, a longitudinal force occurring at the respective tire with Direction detection can be determined forwards or backwards. These Displacement in the longitudinal direction is a measure of with which acceleration or deceleration the vehicle accelerated or decelerated, and over the interim frictional forces occurring in the tire and the road surface.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die Flächengröße des Kontaktbereichs des Reifens mit der Fahrbahn aus der Bildinformation berechnet und aus ihr die vertikale Belastung im Reifen ermittelt. Dies ermöglicht es, die Messung der vertikalen Belastung des Reifens ohne Abstandsmessungen auszuführen, beziehungsweise auf den Abstand zwischen Kontaktfläche und der Felge Schlüsse ziehen zu können, um zum Beispiel auch den Verschleiß eines Reifens zu ermitteln.In Another preferred embodiment is the area size the contact area of the tire with the roadway from the image information calculated and determined from it the vertical load in the tire. This allows the measurement of vertical load run the tire without distance measurements, respectively on the distance between contact surface and the rim conclusions to be able to pull, for example, the wear of a Tire to determine.

Vorteilhafterweise werden die Abstände zwischen einzelnen Reflektoren von der Vielzahl der Reflektoren aus der Bildinformation ermittelt und ihre Änderungen nach Richtung unterschieden, wobei hieraus Beschleunigungs-, Brems- und Fliehkräfte berechnet werden.advantageously, are the distances between individual reflectors of the plurality of reflectors determined from the image information and their changes are differentiated by direction, and from this Accelerating, braking and centrifugal forces are calculated.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden die Abstände zwischen einzelnen Reflektoren von der Vielzahl der Reflektoren und die jeweiligen Geschwindigkeiten dieser Abstandsänderungen aus der erfassten Bildinformation ermittelt und nach Richtung unterschieden, wobei hieraus die aktuellen Reibungseigenschaften zwischen dem Reifen und der Fahrbahn berechnet werden.In In a preferred embodiment of the method, the distances become between individual reflectors of the plurality of reflectors and the respective speeds of these distance changes determined from the captured image information and distinguished by direction, from this the actual friction properties between the tire and the carriageway are calculated.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird bei jeder Umdrehung des Reifens eine Erkennung des Querrandes eines, mit der Vielzahl der Reflektoren gebildeten Reflektorfeldes ausgeführt und die Position dieses Querrandes, sowie das Abzählen der dem Querrand folgenden Reflektorreihen herangezogen, um die Mitte des voll abgebildeten Kontaktbereichs in Laufrichtung des Reifens oder die Position eines anderen festgelegten Referenzpunktes zu ermitteln.In Another preferred embodiment of the method upon each revolution of the tire, detection of the transverse edge of a executed with the plurality of reflectors formed reflector field and the position of this transverse edge, as well as the counting used the reflector rows following the transverse edge to the Center of the fully imaged contact area in the direction of the Tire or the position of another specified reference point to investigate.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird bei jeder Umdrehung des Reifens eine Erkennung des mindestens einen Längsrandes des mit der Vielzahl der Reflektoren gebildeten Reflektorfeldes ausgeführt und die Position dieses Randes, sowie das Abzählen der, von dem Längsrand versetzt angeordneten, Reflektorspalten herangezogen, um die Mitte des voll abgebildeten Kontaktbereichs quer zur Laufrichtung des Reifens oder einen anderen festgelegten Referenzpunkt zu ermitteln. Beide Maßnahmen dienen dazu, die Position der erfassten Kontaktfläche in Bezug auf die Felge zu erfassen.According to one Another preferred embodiment of the method is at each revolution of the tire, a recognition of at least one longitudinal edge of the reflector field formed with the plurality of reflectors executed and the position of this edge, as well as the counting the, offset from the longitudinal edge arranged reflector columns used, around the middle of the fully mapped contact area across the direction of travel tire or other specified reference point. Both measures are used to determine the position of the detected Capture contact surface with respect to the rim.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Aufgaben der Erfindung mit einem Fahrwerkregelsystem zum Anpassen der Fahreigenschaften eines Fahrzeugs, in Abhängigkeit von erfassten Fahrparametern und Eigenschaften dadurch erfüllt, dass neben anderen erfassten Parametern zusätzlich wenigstens eine, nach dem obigen erfindungsgemäßen Verfahren berechnete, Stellgröße erfasst und zum Anpassen der Fahreigenschaften verwendet wird.According to another aspect of the present invention, the objects of the invention with a suspension control system for adjusting the driving characteristics of a vehicle, depending on detected driving parameters and characteristics are met by the fact that, in addition to other detected Parame In addition, at least one, calculated according to the above method according to the invention, control variable detected and used to adjust the driving characteristics.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Fahrzeugregelsystem eines oder mehrere von einem Antiblockiersystem ABS, Antischlupfregelung ASR, Adaptive Cruise Control ACC, aktive Differenzialsperre, ESP und dergleichen.According to one preferred embodiment is the invention Vehicle control system one or more of an antilock braking system ABS, Anti-slip ASR, Adaptive Cruise Control ACC, Active Differential lock, ESP and the like.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das Fahrzeug wenigstens einen Reifen auf einer Felge, mit der Messanordnung nach einer der obigen bevorzugten Ausgestaltungen auf.In Another preferred embodiment of the present invention Invention, the vehicle has at least one tire on a rim, with the measuring arrangement according to one of the above preferred embodiments on.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in embodiments the accompanying drawings explained. Show it:

1 einen schematischen Querschnitt durch einen, auf einer Felge montierten, Reifen mit einer erfindungsgemäßen Messanordnung und 1 a schematic cross section through a, mounted on a rim, tire with a measuring arrangement according to the invention and

2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein, aus einer Vielzahl von Reflektoren gebildetes, erfindungsgemäßes Reflektorfeld. 2 a schematically illustrated plan view of an inventive reflector field formed from a plurality of reflectors.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen, auf einer Felge 50 montierten, Reifen 10 mit einer erfindungsgemäßen Messanordnung, die eine Vielzahl auf der Innenfläche des Reifens 10 montierter Reflektoren 20, eine Lichtquelle 30, ein Digitalbildaufnahmegerät 40, eine Daten-Übertragungseinheit 60, eine vorzugsweise drahtlose Übertragungsstrecke 70 und eine elektronische Steuerung 80 aufweist. 1 shows a schematic cross section through a, on a rim 50 mounted tires 10 with a measuring arrangement according to the invention, which has a plurality on the inner surface of the tire 10 mounted reflectors 20 , a light source 30 , a digital image recorder 40 , a data transmission unit 60 , a preferably wireless transmission link 70 and an electronic control 80 having.

Die Lichtquelle 30 sendet gerichtetes Licht 31, beispielsweise im sichtbaren oder infraroten Spektrumbereich, aus und wird von den einzelnen Reflektoren 20 als rückreflektiertes Licht 32 zurück zum Digitalbildaufnahmegerät 40 geworfen, wo periodisch während einer Umdrehung des Reifens 10 Bilder erfasst werden. Eine (nicht dargestellte) Spannungsversorgungsquelle versorgt die Lichtquelle 30, das Digitalbildaufnahmegerät 40 und die Daten-Übertragungseinheit 60 mit elektrischer Energie. Beispielsweise kann dies konventionell durch einen elektromagnetischen Energieumwandler, der die mechanische Rotationsenergie der Felge 50 in Bezug auf die (nicht dargestellte) Radnabe in elektrische Energie umwandelt, oder durch einen Schleifring mit gleitenden Kontakten bewerkstelligt werden. Die mit Z bezeichnete Ordinate gibt die vertikale Richtung der Lastwirkung infolge des Gewichts des Fahrzeugs und dynamischer Trägheitseffekte infolge von Fahrbahnunebenheiten wieder. Die mit Y bezeichnete Querkraftrichtung gibt die Wirkungsrichtung der Querkräfte wieder, die zum Beispiel bei Kurvenfahrt auftreten.The light source 30 sends directional light 31 For example, in the visible or infrared spectrum range, and is of the individual reflectors 20 as back-reflected light 32 back to the digital image recorder 40 thrown where periodically during one revolution of the tire 10 Pictures are captured. A power source (not shown) powers the light source 30 , the digital image recorder 40 and the data transmission unit 60 with electrical energy. For example, this can be done conventionally by an electromagnetic energy converter that controls the mechanical rotational energy of the rim 50 is converted into electrical energy with respect to the wheel hub (not shown), or by a sliding ring with sliding contacts. The ordinate labeled Z represents the vertical direction of the load effect due to the weight of the vehicle and dynamic inertia effects due to road bumps. The direction of the force of movement Y indicates the direction of action of the transverse forces that occur, for example, when cornering.

2 zeigt eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein, aus einer Vielzahl von Reflektoren 9011 bis 9Nmn gebildetes, erfindungsgemäßes Reflektorfeld 20. In dieser bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die einzelnen Reflektoren voneinander gleichmäßig beabstandet. 2 shows a schematic plan view of a, from a plurality of reflectors 90 11 to 9N mn formed, inventive reflector field 20 , In this preferred embodiment of the present invention, the individual reflectors are equally spaced from each other.

Die mit Y bezeichnete Querkraftrichtung gibt auch hier die Wirkungsrichtung der Querkräfte wieder, die bei Kurvenfahrt auftreten und die mit X bezeichnete Ordinatenrichtung gibt die Fahrtrichtung wieder.The Y direction of force also indicates the direction of action here the lateral forces that occur when cornering and the ordinate direction designated X indicates the direction of travel.

Vorzugsweise ist das, aus einer Vielzahl von Reflektoren 9011 bis 9Nmn gebildete, erfindungsgemäße Reflektorfeld 20 ein in Fahrtrichtung X länglich ausgebildetes Rechteck. Alternativ sind jedoch auch beliebige andere, vorzugsweise regelmäßige, Anordnungen der einzelnen Reflektoren möglich.Preferably, that is, from a plurality of reflectors 90 11 to 9N mn formed, inventive reflector field 20 a longitudinally formed in the direction of travel X rectangle. Alternatively, however, any other, preferably regular, arrangements of the individual reflectors are possible.

Damit die Verschiebung des Reflektorfeldes 20 in Querrichtung Y und in Längsrichtung X in Bezug auf das an der Felge angebrachte Digitalbildaufnahmegerät 40 erfasst werden kann, kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wenigstens einer der Ränder des Reflektorfeldes 20 in der elektronischen Steuerung 80 erfasst werden. Für die Richtung X kann es vorzugsweise ein in Laufrichtung zuerst in den Kontaktbereich des Reifens 10 einlaufender Querrand 901 sein, mit dem der Beginn des Reflektorfeldes 20 erkannt wird und eventuell seine Verschiebung in Bezug auf die Felge 50 infolge einer Beschleunigung oder Verzögerung dadurch feststellbar ist.Thus the shift of the reflector field 20 in the transverse direction Y and in the longitudinal direction X with respect to the rim mounted digital image pickup device 40 can be detected, in a preferred embodiment of the present invention, at least one of the edges of the reflector field 20 in the electronic control 80 be recorded. For the direction X, it may preferably be in the running direction first in the contact region of the tire 10 incoming transverse edge 901 be, with which the beginning of the reflector field 20 is detected and possibly its displacement in relation to the rim 50 as a result of acceleration or deceleration can be determined.

Für die Querrichtung Y kann es vorzugsweise wenigstens eines der Längsränder 902, 903 sein, mit dem die Y-Position des Reflektorfeldes 20 in Bezug auf die Felge 50 erkannt wird und eventuell seine Verschiebung in Bezug auf die Felge 50, infolge einer Querkraft, beziehungsweise Querbeschleunigung feststellbar ist.For the transverse direction Y, it may preferably be at least one of the longitudinal edges 902 . 903 be, with the Y-position of the reflector field 20 in terms of the rim 50 is detected and possibly its displacement in relation to the rim 50 , as a result of a lateral force, or lateral acceleration is detected.

Die vorangehenden Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind lediglich beispielhaft und nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend auszulegen. Die vorliegende Erfindungslehre kann leicht auf andere Anwendungen übertragen werden. Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist zur Veranschaulichung vorgesehen und nicht, um den Schutzbereich der Patentansprüche einzuschränken. Viele Alternativen, Modifikationen und Varianten sind für einen durchschnittlichen Fachmann offensichtlich, ohne dass er hierfür den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen müsste, der in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.The previous embodiments of the present invention are by way of example only, and not to be construed as limiting the present invention. The present invention can easily be applied to other applications become. The description of the embodiment is by way of illustration provided and not to the scope of the claims limit. Many alternatives, modifications and Variants are obvious to one of ordinary skill in the art without that he is the scope of the present invention would have to leave the, in the following claims is defined.

1010
Reifentires
102102
Reifenseite linkstire side Left
103103
Reifenseite rechtstire side right
2020
Reflektorfeldreflector panel
3030
Lichtquelle, optisches SendeelementLight source optical transmission element
3131
ausgesendetes Lichtsent out light
3232
reflektiertes Lichtreflected light
4040
DigitalbildaufnahmegerätDigital imaging device
5050
Felgerim
6060
Daten-ÜbertragungseinheitData transfer unit
7070
Übertragungsstrecketransmission path
8080
elektronische Steuerung, Mikroprozessorsystemelectronic Control, microprocessor system
9011–9Nmn 90 11 -9N mn
Vielzahl der Reflektorenmultitude the reflectors
901901
erste Reflektoren-Reihefirst Reflectors Series
902902
linke Reflektoren-Spalteleft Reflectors column
903903
rechte Reflektoren-Spalteright Reflectors column
XX
Fahrtrichtung, Längsrichtungdirection of travel, longitudinal direction
YY
Querkraftrichtung, QuerrichtungShear direction transversely
ZZ
vertikale Richtung der Lastwirkungvertical Direction of load effect

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19744611 A1 [0005] DE 19744611 A1 [0005]
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  • - WO 01/08908 A1 [0007] WO 01/08908 A1 [0007]
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  • - DE 19937078 A1 [0008] - DE 19937078 A1 [0008]

Claims (27)

Messanordnung zum dynamischen Messen der mechanischen Verformung eines pneumatischen, auf einer Felge (50) montierten, elastischen Reifens (10) im Kontaktbereich mit der Fahrbahn, aufweisend wenigstens ein optisches Sensorelement und wenigstens ein optisches Sendeelement (30), die an der Felge (50) feststehend angeordnet sind und mit elektrischer Energie über eine drahtlose elektromagnetische oder über eine Schleifringvorrichtung verbundene Spannungsquelle versorgt sind, und wenigstens einem, an der Innenfläche des Reifens (10) gegenüber dem optischen Sensorelement angeordneten, Reflektor (20) und einer drahtgebundenen oder drahtlosen Signalübertragung (70) zu einem außerhalb des Reifens (10) angeordneten Empfänger einer elektronischen Steuerung (80), dadurch gekennzeichnet, dass das optische Sensorelement ein Digitalbildaufnahmegerät (40) ist und an der Innenfläche des Reifens (10) gegenüber dem Digitalbildaufnahmegerät (40) eine Vielzahl regelmäßig angeordneter Reflektoren (20, 9011 9Nmn ) ausgebildet sind, wobei das Digitalaufnahmegerät (40) periodisch jeweils ein Gesamtbild von der Vielzahl der Reflektoren (20, 9011 9Nmn ) erfasst.Measuring arrangement for dynamically measuring the mechanical deformation of a pneumatic, on a rim ( 50 ) mounted, elastic tire ( 10 ) in the contact region with the roadway, comprising at least one optical sensor element and at least one optical transmitting element ( 30 ) on the rim ( 50 ) are fixedly arranged and supplied with electrical energy via a wireless electromagnetic or slip-ring connected voltage source, and at least one, on the inner surface of the tire ( 10 ) arranged opposite the optical sensor element, reflector ( 20 ) and a wired or wireless signal transmission ( 70 ) to one outside the tire ( 10 ) arranged receiver of an electronic control ( 80 ), characterized in that the optical sensor element is a digital image recorder ( 40 ) and on the inner surface of the tire ( 10 ) relative to the digital image capture device ( 40 ) a plurality of regularly arranged reflectors ( 20 . 90 11 - 9N mn ), wherein the digital recording device ( 40 ) Periodically each an overall picture of the plurality of reflectors ( 20 . 90 11 - 9N mn ) detected. Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die periodische Erfassung des Gesamtbildes der Vielzahl der Reflektoren (20, 9011 9Nmn ) während einer Umdrehung der Felge (50) mit dem Reifen (10) permanent ausgeführt ist.Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the periodic detection of the overall image of the plurality of reflectors ( 20 . 90 11 - 9N mn ) during one revolution of the rim ( 50 ) with the tire ( 10 ) is permanently executed. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die regelmäßige Anordnung der einzelnen Reflektoren (9011 9Nmn ) in gleichmäßigen Abständen voneinander ausgeführt ist.Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the regular arrangement of the individual reflectors ( 90 11 - 9N mn ) is carried out at regular intervals from each other. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Reflektoren (9011 9Nmn ) von der Vielzahl der Reflektoren einzeln auf der Innenfläche des Reifens (10) befestigt ist.Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that each of the reflectors ( 90 11 - 9N mn ) of the plurality of reflectors individually on the inner surface of the tire ( 10 ) is attached. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der Reflektoren (9011 9Nmn ) auf einem flexiblen Foliensubstrat angeordnet ist, das an der Innenfläche des Reifens (10) befestigt ist.Measuring arrangement according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the plurality of reflectors ( 90 11 - 9N mn ) is arranged on a flexible film substrate which is attached to the inner surface of the tire ( 10 ) is attached. Messanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Vielzahl der Reflektoren (9011 9Nmn ) an der Innenfläche des Reifens (10) mittels eines Klebstoffs ausgeführt ist.Measuring arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the attachment of the plurality of reflectors ( 90 11 - 9N mn ) on the inner surface of the tire ( 10 ) is performed by means of an adhesive. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die, durch die Vielzahl der Reflektoren (9011 9Nmn ) auf der Innenseite des Reifens (10) abgedeckte, Fläche größer als die Fläche des Kontaktbereichs mit der Fahrbahn bei der größten auftretenden Verformung des Reifens (10) ist.Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that, by the plurality of reflectors ( 90 11 - 9N mn ) on the inside of the tire ( 10 ), area greater than the area of the contact area with the road at the largest occurring deformation of the tire ( 10 ). Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der an der Innenfläche des Reifens (10) regelmäßig angeordneten Reflektoren (9011 9Nmn ) in Bezug auf das ihnen gegenüber an der Felge (50) angeordnete Digitalbildaufnahmegerät (40) symmetrisch angeordnet ist.Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the plurality of on the inner surface of the tire ( 10 ) regularly arranged reflectors ( 90 11 - 9N mn ) with respect to the rim ( 50 ) arranged digital image recording device ( 40 ) is arranged symmetrically. Fahrwerkregelsystem zum dynamischen Anpassen der Fahrwerkseigenschaften eines Fahrzeuges anhand der im Kontaktbereich mit der Fahrbahn erfassten Verformung eines pneumatischen Reifens (10), aufweisend wenigstens eine elektronische Steuerung (80), welche die erfasste Verformung des pneumatischen Reifens (10) auswertet und zu Steuersignalen verarbeitet und mit einer Messanordnung zum dynamischen Messen der mechanischen Verformung eines pneumatischen, auf wenigstens einer Felge (50) montierten elastischen Reifens (10) im Kontaktbereich mit der Fahrbahn, aufweisend wenigstens ein optisches Sensorelement und wenigstens ein optisches Sendeelement (30), die an der Felge (50) feststehend angeordnet sind und mit elektrischer Energie über eine drahtlose elektromagnetische oder über eine Schleifringvorrichtung verbundene Spannungsquelle versorgt sind, und wenigstens einem an der Innenfläche des Reifens (10) gegenüber dem optischen Sensorelement angeordneten Reflektor (9011 9Nmn ) und einer drahtgebundenen oder drahtlosen Signalübertragung zu einem außerhalb des Reifens (10) angeordneten Empfänger einer elektronischen Steuerung (80), dadurch gekennzeichnet, dass das optische Sensorelement der Messanordnung ein Digitalbildaufnahmegerät (40) ist und an der Innenfläche des Reifens (10) gegenüber dem Digitalbildaufnahmegerät (40) eine Vielzahl regelmäßig angeordneter Reflektoren (9011 9Nmn ) ausgebildet ist, wobei das Digitalaufnahmegerät (40) periodisch jeweils ein Gesamtbild von der Vielzahl der Reflektoren erfasst, und die elektronische Steuerung (80) Mittel zum Auswerten der, von dem Digitalbildaufnahmegerät (40) erfassten, Bildinformation aufweist.Chassis control system for dynamically adapting the chassis properties of a vehicle based on the deformation of a pneumatic tire detected in the area of contact with the roadway ( 10 ), comprising at least one electronic controller ( 80 ), which detects the detected deformation of the pneumatic tire ( 10 ) and processed into control signals and with a measuring arrangement for dynamically measuring the mechanical deformation of a pneumatic, on at least one rim ( 50 ) mounted elastic tire ( 10 ) in the contact region with the roadway, comprising at least one optical sensor element and at least one optical transmitting element ( 30 ) on the rim ( 50 ) are fixed and are supplied with electrical power via a wireless electromagnetic or slip-ring connected voltage source, and at least one on the inner surface of the tire ( 10 ) arranged opposite the optical sensor element reflector ( 90 11 - 9N mn ) and a wired or wireless signal transmission to an outside of the tire ( 10 ) arranged receiver of an electronic control ( 80 ), characterized in that the optical sensor element of the measuring arrangement comprises a digital image recorder ( 40 ) and on the inner surface of the tire ( 10 ) relative to the digital image capture device ( 40 ) a plurality of regularly arranged reflectors ( 90 11 - 9N mn ), wherein the digital recording device ( 40 ) periodically captures an overall image of the plurality of reflectors, and the electronic controller ( 80 ) Means for evaluating, from the digital image capture device ( 40 ), having image information. Fahrwerkregelsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Auswerten der, von dem Digitalbildaufnahmegerät (40) erfassten, Bildinformation als Programmmittel ausgeführt sind, die von einem Mikroprozessorsystem (80) ausgeführt werden.Chassis control system according to claim 9, characterized in that the means for evaluating, from the digital image recorder ( 40 ), image information is executed as program means which are generated by a microprocessor system ( 80 ). Fahrwerkregelsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Mittel zum Auswerten der, von dem Digitalbildaufnahmegerät (40) erfassten, Bildinformation die Konturform des Kontaktbereichs des Reifens (10) mit der Fahrbahn erkannt wird.Chassis control system according to one of claims 9 to 10, characterized in that the means for evaluating, from the digital image recording device ( 40 ), image information the Contour shape of the contact area of the tire ( 10 ) is detected with the roadway. Fahrwerkregelsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Mittel zum Auswerten der, von dem Digitalbildaufnahmegerät (40) erfassten, Bildinformation ein Vergleich mit wenigstens einem Referenzbild ausgeführt wird.Chassis control system according to one of claims 9 to 11, characterized in that the means for evaluating, from the digital image recording device ( 40 ), image information is compared with at least one reference image. Fahrwerkregelsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterscheidung der räumlichen Orientierung einzelner Reflektoren (9011 9Nmn ) von der Vielzahl der Reflektoren mit dem Mittel zum Auswerten der, von dem Digitalbildaufnahmegerät (40) erfassten, Bildinformation durch Helligkeitsunterschiede ausgeführt wird.Chassis control system according to one of claims 9 to 12, characterized in that the distinction of the spatial orientation of individual reflectors ( 90 11 - 9N mn ) of the plurality of reflectors with the means for evaluating the, from the digital image capture device ( 40 ), image information is performed by brightness differences. Fahrwerkregelsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Mittel zum Auswerten der, von dem Digitalbildaufnahmegerät (40) erfassten, Bildinformation die Abstände zwischen einzelnen Reflektoren (9011 9Nmn ) der Vielzahl der Reflektoren ermittelt werden.Chassis control system according to one of claims 9 to 13, characterized in that the means for evaluating, from the digital image recorder ( 40 ), image information captured the distances between individual reflectors ( 90 11 - 9N mn ) of the plurality of reflectors are determined. Fahrwerkregelsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Druckluftsensor zum Erfassen des Luftdrucks im Reifen (10) vorgesehen ist.Chassis control system according to one of claims 9 to 14, characterized in that in addition a compressed air sensor for detecting the air pressure in the tire ( 10 ) is provided. Fahrwerkregelsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ergebnis der Signalverarbeitung des Fahrwerkregelsystems an eine oder mehrere von den aktiven oder passiven Fahrwerkregelsystemen, wie Antiblockiersystem (ABS), Antischlupfregelung (ASR), Adaptive Cruise Control (ACC), aktive Differenzialsperre, ESP und dergleichen, geliefert wird.Chassis control system according to one of the claims 9 to 15, characterized in that at least one result of Signal processing of the chassis control system to one or more from active or passive suspension control systems, such as anti-lock braking system (ABS), traction control (ASR), Adaptive Cruise Control (ACC), active differential lock, ESP and the like. Verfahren zum dynamischen Messen der, an einem pneumatischen Reifen (10) im Kontaktbereich mit der Fahrbahn auftretenden, Längs- und Querkräfte, aufweisend eine Erfassung der Verformung des pneumatischen Reifens (10) mit einem Fahrwerkregelsystem zum dynamischen Anpassen der Fahrwerkseigenschaften eines Fahrzeuges anhand der im Kontaktbereich mit der Fahrbahn erfassten Verformung eines pneumatischen Reifens (10), aufweisend wenigstens eine elektronische Steuerung, welche die erfasste Verformung des pneumatischen Reifens (10) auswertet und zu Steuersignalen verarbeitet und mit einer Messanordnung zum dynamischen Messen der mechanischen Verformung eines pneumatischen, auf wenigstens einer Felge (50) montierten elastischen Reifens (10) im Kontaktbereich mit der Fahrbahn, aufweisend wenigstens ein optisches Sensorelement und wenigstens ein optisches Sendeelement (30), die an der Felge (50) feststehend angeordnet sind und mit elektrischer Energie über eine drahtlose elektromagnetische oder über eine Schleifringvorrichtung verbundene Spannungsquelle versorgt sind, und wenigstens einem an der Innenfläche des Reifens (10) gegenüber dem optischen Sensorelement angeordneten Reflektor und einer drahtgebundenen oder drahtlosen Signalübertragung zu einem außerhalb des Reifens (10) angeordneten Empfänger einer elektronischen Steuerung (80), dadurch gekennzeichnet, dass – in einem ersten Schritt ein Abbild einer Vielzahl von Reflektoren, mithilfe eines Digitalbildaufnahmegeräts (40) als Bildinformation, erfasst wird, – in einem zweiten Schritt die Form- und/oder Größenparameter des Kontaktbereichs des Reifens (10) mit der Fahrbahn aus der Bildinformation ermittelt werden, – in einem dritten Schritt die erfasste Bildinformation mit wenigstens einem Referenzbild verglichen wird, – in einem vierten Schritt wenigstens eine Stellgröße für wenigstens ein Fahrwerkregelsystem nach wenigstens einer fallbezogenen Berechnungsregel berechnet wird, und – in einem fünften Schritt die wenigstens eine berechnete Stellgröße an wenigstens ein Fahrwerkregelsystem geliefert wird.Method for dynamically measuring, on a pneumatic tire ( 10 ) occurring in the contact region with the roadway, longitudinal and lateral forces, comprising detecting the deformation of the pneumatic tire ( 10 ) with a chassis control system for dynamically adapting the chassis properties of a vehicle on the basis of the deformation of a pneumatic tire detected in the area of contact with the roadway ( 10 ), comprising at least one electronic control which detects the detected deformation of the pneumatic tire ( 10 ) and processed into control signals and with a measuring arrangement for dynamically measuring the mechanical deformation of a pneumatic, on at least one rim ( 50 ) mounted elastic tire ( 10 ) in the contact region with the roadway, comprising at least one optical sensor element and at least one optical transmitting element ( 30 ) on the rim ( 50 ) are fixed and are supplied with electrical power via a wireless electromagnetic or slip-ring connected voltage source, and at least one on the inner surface of the tire ( 10 ) arranged opposite the optical sensor element reflector and a wired or wireless signal transmission to an outside of the tire ( 10 ) arranged receiver of an electronic control ( 80 ), characterized in that - in a first step, an image of a plurality of reflectors, by means of a digital image recording device ( 40 ) is detected as image information, - in a second step, the shape and / or size parameters of the contact area of the tire ( 10 ) are determined with the road from the image information, - in a third step, the detected image information is compared with at least one reference image, - in a fourth step at least one manipulated variable for at least one chassis control system is calculated according to at least one case-related calculation rule, and - in a fifth Step, the at least one calculated control variable is supplied to at least one chassis control system. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch die erfasste Verschiebung der Vielzahl der Reflektoren (9011 9Nmn ), in Bezug auf das Digitalbildaufnahmegerät (40), quer zur Fahrtrichtung eine an dem jeweiligen Reifen (10) auftretende Querkraft mit Richtungserkennung nach innen oder nach außen ermittelt wird.A method according to claim 17, characterized in that by the detected displacement of the plurality of reflectors ( 90 11 - 9N mn ), with respect to the digital image capture device ( 40 ), transverse to the direction of travel one on the respective tire ( 10 ) occurring lateral force with directional detection is determined inward or outward. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch die erfasste Verschiebung der Vielzahl der Reflektoren (9011 9Nmn ) in Fahrtrichtung, in Bezug auf das Digitalbildaufnahmegerät (40), eine an dem jeweiligen Reifen (10) auftretende Längskraft mit Richtungserkennung nach vorn oder nach hinten ermittelt wird.Method according to one of claims 17 to 18, characterized in that by the detected displacement of the plurality of reflectors ( 90 11 - 9N mn ) in the direction of travel, with respect to the digital image recorder ( 40 ), one on the respective tire ( 10 ) occurring longitudinal force with direction detection forwards or backwards is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächengröße des Kontaktbereichs des Reifens (10) mit der Fahrbahn aus der Bildinformation berechnet und aus ihr die vertikale Belastung im Reifen (10) ermittelt wird.Method according to one of claims 17 to 19, characterized in that the area size of the contact area of the tire ( 10 ) calculated with the roadway from the image information and from it the vertical load in the tire ( 10 ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen einzelnen Reflektoren (9011 9Nmn ) von der Vielzahl der Reflektoren aus der Bildinformation ermittelt werden und ihre Änderungen nach Richtung unterschieden werden, wobei hieraus Beschleunigungs-, Brems- und Fliehkräfte berechnet werden.Method according to one of claims 17 to 20, characterized in that the distances between individual reflectors ( 90 11 - 9N mn ) are determined from the plurality of reflectors from the image information and their changes are distinguished by direction, from which acceleration, braking and centrifugal forces are calculated. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen einzelnen Reflektoren von der Vielzahl der Reflektoren (9011 9Nmn ) aus der Bildinformation ermittelt werden und die jeweiligen Geschwindigkeiten dieser Abstandsänderungen ermittelt und nach Richtung unterschieden werden, wobei hieraus die aktuellen Reibungseigenschaften zwischen dem Reifen (10) und der Fahrbahn berechnet werden.Method according to one of claims 17 to 21, characterized in that the distances between individual reflectors of the plurality of reflectors ( 90 11 - 9N mn ) determined from the image information and the respective speeds of these changes in distance are determined and distinguished according to direction, from which the actual friction properties between the tire ( 10 ) and the road surface are calculated. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Umdrehung des Reifens (10) eine Erkennung eines Querrandes (901) eines, mit der Vielzahl der Reflektoren (9011 9Nmn ), gebildeten Reflektorfeldes (20) ausgeführt wird und die Position dieses Querrandes (901), sowie das Abzählen der dem Querrand folgenden Reflektorreihen, herangezogen wird, um die Mitte des als Bild abgebildeten Kontaktbereichs in Laufrichtung des Reifens (10) oder einen anderen festgelegten Referenzpunkt zu ermitteln.Method according to one of claims 17 to 22, characterized in that at each revolution of the tire ( 10 ) a detection of a transverse edge ( 901 ) one, with the plurality of reflectors ( 90 11 - 9N mn ), formed reflector field ( 20 ) and the position of this transverse edge ( 901 ), as well as the counting of the rows of reflectors following the transverse edge, is used to determine the center of the contact region imaged in the running direction of the tire ( 10 ) or another specified reference point. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Umdrehung des Reifens (10) eine Erkennung des mindestens einen Längsrandes (902, 903) eines mit der Vielzahl der Reflektoren (9011 9Nmn ) gebildeten Reflektorfeldes (20) ausgeführt wird und die Position dieses Längsrandes (902, 903), sowie das Abzählen der, von dem Längsrand (902, 903) versetzt angeordneter, Reflektorspalten herangezogen wird, um die Mitte des als Bild abgebildeten Kontaktbereichs quer zur Laufrichtung des Reifens (10) oder einen anderen festgelegten Referenzpunkt zu ermitteln.Method according to one of claims 17 to 23, characterized in that at each revolution of the tire ( 10 ) a recognition of the at least one longitudinal edge ( 902 . 903 ) one with the plurality of reflectors ( 90 11 - 9N mn ) formed reflector field ( 20 ) and the position of this longitudinal edge ( 902 . 903 ), as well as the counting of, from the longitudinal edge ( 902 . 903 ) arranged offset, reflector columns is used to the center of the image-formed contact area transverse to the running direction of the tire ( 10 ) or another specified reference point. Fahrwerkregelsystem zum Anpassen der Fahreigenschaften eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von erfassten Fahrparametern und Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass neben anderen erfassten Parametern zusätzlich wenigstens eine, nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24 berechnete, Stellgröße erfasst und zum Anpassen der Fahreigenschaften verwendet wird.Chassis control system for adjusting the driving characteristics of a vehicle as a function of detected driving parameters and properties, characterized in that, among other detected Parameters additionally at least one, according to the method according to any one of claims 17 to 24 calculated, manipulated variable recorded and used to customize the driving characteristics. Fahrwerkregelsystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugregelsystem eines oder mehrere von einem Antiblockiersystem (ABS), Antischlupfregelung (ASR), Adaptive Cruise Control (ACC), aktive Differenzialsperre, ESP und dergleichen ist.Chassis control system according to claim 25, characterized in that that the vehicle control system one or more of an antilock braking system (ABS), traction control (ASR), Adaptive Cruise Control (ACC), active differential lock, ESP and the like. Fahrwerkregelsystem nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug wenigstens einen Reifen (10) auf einer Felge (50) mit der Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.Chassis control system according to one of claims 25 or 26, characterized in that the vehicle has at least one tire ( 10 ) on a rim ( 50 ) with the measuring arrangement according to one of claims 1 to 8.
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