用于确定车辆轮胎的轮胎状态的系统
阅读说明：本技术 用于确定车辆轮胎的轮胎状态的系统 (System for determining the state of a vehicle tyre ) 是由 L·罗特坎普 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于确定车辆中的车辆轮胎(1)的轮胎状态的系统,所述系统具有：一定数量的传感器(11),所述传感器获取与轮胎状态相关的测量值(m-(1)、m-(2)、m-(3))；用于数据记录和数据传输的装置(5),该装置在输入侧与传感器(11)以传递信号的方式连接。根据本发明,所述装置(5)的信号输出端与读取单元(13)以传递信号的方式连接(8),优选无线连接,所述装置(1)基于所获取的测量值(m-(1)、m-(2)、m-(3))生成实际轮胎参数并且将所述实际轮胎参数传输至读取单元(13)。(The invention relates to a system for determining a tire condition of a vehicle tire (1) in a vehicle, having: a number of sensors (11) for obtaining measurements (m) related to the condition of the tyre 1 、m 2 、m 3 ) (ii) a A device (5) for data recording and data transmission is connected on the input side to a sensor (11) in a signal-transmitting manner. According to the invention, the signal output of the device (5) is connected (8), preferably wirelessly, to a reading unit (13) in a signal-transmitting manner, and the device (1) is based on the acquired measured values (m) 1 、m 2 、m 3 ) Generating actual tire parameters and referencing the actual tire parametersThe number is transmitted to a reading unit (13).)
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于确定车辆中车辆轮胎的轮胎状态的系统。
背景技术
当前经常手动检查车辆轮胎的状态，例如通过相应测量工具在老化、损坏以及胎纹深度测量方面进行目视监测。此外在一些车辆中已知通过轮胎压力传感器自动识别空气损耗或确定轮胎参数的间接估计方法。这种对车辆轮胎的手动监测是不方便的。此外，轮胎监测经常被忘记。此外，许多轮胎参数没有被获取，例如轮胎所承受的最高温度。
一种用于确定车辆轮胎的轮胎状态的本类型的系统具有多个传感器，这些传感器获取与轮胎状态相关的测量值。此外，该系统具有用于数据记录和数据传输的装置，该装置在输入侧与传感器以传递信号的方式连接。
WO 2018/095615 A公开了一种具有集成的导体线路的车辆轮胎。EP 3 287 304A1公开了一种车辆充气轮胎以及一种用于该车辆充气轮胎的电子化配置方法。DE 10 2009008 350 B4公开了一种轮胎监测装置。DE 10 2008 014 547 A1公开了一种轮胎状态监测设备。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于确定车辆轮胎的轮胎状态的系统，其中，能够以结构简单以及运行更可靠的方式估计或确定当前的轮胎状态。
该目的通过权利要求1的特征实现。本发明的优选的改进方案在从属权利要求中公开。
根据权利要求1的特征部分，与传感器以信号技术的方式相连的装置以其信号输出端与读取单元以传递信号的方式连接，优选无线连接。该装置能够基于利用传感器技术获得的测量值生成实际轮胎参数并且将其输送至读取单元。
用于数据记录和数据传输的装置能够连接在车轮的轮胎上或轮辋上。该装置可以被永久地安装(例如在制造轮胎时就已经被置入到橡胶中)或半永久地或暂时地安装，例如通过合适的粘合方法安装。
借助于本发明，获得了关于轮胎的寿命的准确认识。由此可以实现安全方面的收益。此外，本发明可以针对轮胎定制决策，从而能节省运行成本。对于(例如采矿、农业或赛车领域中)相对昂贵的特殊轮胎，这一点特别重要。
在一种技术上的实施方式中，所述装置运行所需的供电电压能由电池或者蓄电器提供、和/或由位于车轮上的用于获取能量(例如通过车轮的旋转或者加速度变化机械地获取能量或者通过温度梯度获取能量)的设备提供、和/或由车辆上的设备(例如无接触的感应传输)提供、和/或由其他设备提供。
借助于(例如商用的)传感器，该装置可以连续地、周期性地、根据询问或以其他方式获取以下测量参量中的至少一部分的测量参量的当前值、尤其所有以下测量参量的当前值：
-车轮的转向角
-外部空气的温度、轮胎气体的温度和/或胎面的温度
-绝对或相对的轮胎内压
-轮胎外部的气压和/或空气湿度
-轮胎外部的水分值(例如测量胎面的传导能力)
-车轮围绕横轴的转速(即车轮每单位时间的转数)
-车轮围绕竖轴的旋转速度(转向运动)
-车轮在横向方向上的加速度(转弯、侧滑)
-车轮在纵向方向上的加速度(车辆加速或制动)
-车轮在高度方向上的加速度(车轮的弹入)
这些由传感器获取的测量值可以存储在集成在装置中的或与装置连接的存储单元上。替代地或附加地，这些测量值可以被连续地、周期性地、根据问询或以其他方式经由集成在装置中的或与装置连接的传输单元传输给车辆侧的接收部件、其他设备(例如智能电话或在车间中的读取设备)和/或经由互联网传输到服务器。该传输有利地无线地进行，例如通过近场通信(RFID)、蓝牙、W-Lan或移动通信网络进行。
在装置中还额外保存有同样可以以这种方式被传输的以下轮胎状态参量中的至少一部分(尤其所有的轮胎状态参量)：
-轮胎的老化程度
-轮胎的总运行时间
-仓储时间和仓储温度
-使用概况的历程(例如包括仓储时段在内的轮胎“履历”)
-截至目前的轮胎转动的圈数
-测量值的最大值
-测量值的最小值
-测量值的平均值或其分布(例如直方图)
替代地，这些值可以在关联的设备上(例如由车辆的车载计算机)根据测量值来计算得出。
同样可以由在装置中或在装置外部的评估软件以合适的方法(例如与轮胎的许可的运行规格相比较和/或与无缺陷的或并非无缺陷的轮胎的典型模型相比较)来计算关于轮胎状态、尤其关于轮胎是仍能行驶、还是必须被更换的信息。也可以计算，该轮胎是否还适合于翻新。尤其可以通过合适的方法(例如借助于轮胎耗损模型)来估计当前的胎纹深度。
这些信息可以例如经由车辆显示器或通过语音输出装置被传输给车辆驾驶员和/或车辆外部的其他人员(例如在车队管理中)。尤其可以在轮胎耗损时发出警告。该警告也可以通过合适的传输装置自动地报告给中心，例如车队管理的服务器，从而例如可以为车辆制定维护日期。
根据功能范围，该装置可以以不同的范围来设计。在最简单的形式时仅测量简单的值、例如温度并且通过近场通信(RFID)进行读取。在此，有利地同样通过近场通信提供所需的能量，从而不需要装置的自身的电流供给。在这个范围内，装置类似于贴片或小芯片。
在功能范围非常大的情况下，装置被构造为“微型PC”并且例如配备有现代的操作系统。在此，需要合适的壳体，必要时还需要冷却装置。
下面详细描述本发明的一个方面：因此，读取单元可以是车间侧的读取设备、车辆侧的用于车辆用户的接收部件(即，车辆显示器或车辆侧的语音输出装置)。替代地，该读取单元也可以是用于车辆外的人员的读取设备。
在一种技术上的实施方式中，装置可以配设有数据存储器，在其中能够读取和存储实际轮胎参数。数据存储器可以在输出侧与读取单元优选无线地、以传递信号的方式连接，以便将数据存储器中存储的实际轮胎参数读取到读取单元中。
在尽可能准确地估计当前轮胎状态方面，优选的是，为装置配设计算单元。借助计算单元可以由利用传感器获取的测量值推导出与之相关的轮胎状态参量。优选地，根据本发明，实际轮胎参数应当理解为既包含轮胎状态参量、又包含利用传感器获取的测量值。
在本发明的一个改进方案中，所述装置可以配有评估单元。借助于评估单元可以通过合适的方法确定或估计当前的轮胎状态。在一个具体的实施变型方案中，可以在评估单元中进行理论值实际值比较，其中将至少一个实际轮胎参数与例如来自许可轮胎规格的对应的理论值进行比较。许可轮胎规格的理论值可以存储在评估单元中。
借助于评估单元优选可以确定：轮胎是能够行驶、还是不能够行驶、亦或者是适合翻新。
替代地和/或附加地，评估单元可以是轮胎耗损模型单元。借此可以在实际轮胎参数的基础上确定轮胎的当前胎纹深度，特别是无需提供胎纹深度传感器。
优选地，装置借助于例如粘接方法被永久地、半永久地或暂时地安装在车轮的轮胎上或轮辋上。
附图说明
下面借助于附图描述本发明的实施例。
附图中：
图1是安装有装置的车辆轮胎的放大的横截面图；
图2是根据第一实施例的用于确定轮胎状态的系统的框图；
图3和图4分别是根据第二和第三实施例的相应于图2的视图。
具体实施方式
在图1中以放大的横截面图示出了具有轮胎1的车轮，所述轮胎被嵌入到轮辋3中。轮胎1在其径向外部的胎面上具有胎纹深度t的胎面花纹。装置5粘接在轮胎1的侧壁上。装置5是根据图2描述的用于确定车辆轮胎的轮胎状态的系统的组成部分。在该系统中，在装置5中进行数据传输和数据记录。
下面根据图2所示的框图对用于确定轮胎状态的系统进行说明。框图的制作是为了便于理解本发明。因此，图2仅仅是粗略的、简化的示图，其不反映系统的现实软件架构。因此，在图2中，装置5具有作为程序模块的数据存储器7和计算单元9。在图2中，装置5在输入侧与多个传感器11以传递信号的方式连接，这些传感器获取与轮胎状态相关的测量值m1、m2、m3。这些测量值m1、m2、m3被读取到数据存储器7中并被存储在其中。计算单元9由利用传感器获取的测量值m1、m2、m3推导出轮胎状态参量z1、z2、z3，这些轮胎状态参量与相应的测量值m1、m2、m3相关联。计算出的轮胎状态参量z1、z2、z3以及利用传感器获取的测量值m1、m2、m3构成本发明意义上的实际轮胎参数，在其基础上可以确定当前的轮胎状态。
在计算单元9中确定的轮胎状态参量z1、z2、z3和利用传感器获取的测量值m1、m2、m3在图2中被存储在数据存储器7中并且必要时从那里被读取到读取单元13中。读取单元13在图1中与数据存储器7的信号输出端无线地、以传递信号的方式连接8，例如通过近场通信(RFID)、蓝牙、W-LAN或通过移动通信网络连接。优选地，读取单元13可以是车间侧的读取设备或车辆侧的接收部件，例如车辆显示器或车辆侧的语音输出装置。替代于此，读取设备也可以在车队管理方面在车辆外部设置在车队管理的中央调度台处。
在图3中示出了根据第二实施例的、用于确定车辆轮胎的轮胎状态的系统，其基本结构以及功能方式相应于在图1和2中示出的第一实施例。附加于第一实施例(的技术方案)，装置5还具有评估单元15，借助于评估单元可以确定轮胎状态。在图3中这例如借助于理论值实际值比较来进行，其中从数据存储器7中读取至少一个实际轮胎参数mx，zx并且与保存在装置5中的许可的轮胎规格10的相应的理论值SW进行比较。借助这种比较，评估单元15确定轮胎是能够行驶、还是不能够行驶、亦或是适合轮胎翻新。在评估单元15中确定的轮胎状态作为相应的信号通过无线的、传递信号方式的连接8被传输至读取单元13。
替代于此，在图4中示出第三实施例。根据该实施例，在评估单元15中存储轮胎耗损模型。借助于存储在评估单元15中的轮胎耗损模型来基于从数据存储器7中读取的实际轮胎参数mx、zx确定轮胎1的当前的胎纹深度t，特别是无需提供专门的胎面深度传感器。在评估单元15中所确定的当前的胎面深度t被作为相应的信号通过无线连接8传输至读取单元13。
附图标记列表：
1 轮胎
3 轮辋
5 装置
7 数据存储器
9 计算单元
10 轮胎运行规格
11 传感器
13 读取单元
15 评估单元
t 胎纹深度
SW 理论值
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