DE19548759A1 - Einrichtung und Verfahren zum Messen und zum Ermitteln von Radlast, Beschleunigungskraft und von der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs - Google Patents
Einrichtung und Verfahren zum Messen und zum Ermitteln von Radlast, Beschleunigungskraft und von der Geschwindigkeit eines FahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung sowie ein Verfahren
zum Messen und zum Ermitteln von Radlast, von Beschleuni
gungskraft und von der Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeug
rads sowie ein Fahrzeugrad mit Reifen und mit radialen
Verbindungsstegen zwischen Reifen und Radachse und ein
Fahrzeug mit Rädern zum Antrieb des Fahrzeugs, die zwischen
Reifen und Radachse im wesentlichen radiale Verbindungs
stege aufweisen. Für unterschiedliche, bekannte Steuerungs
vorgänge des Fahrzeugs sowie zur Information für den Fahrer
sind Informationen über die Drehgeschwindigkeit eines
Fahrzeugrades, auf das Fahrzeugrad wirkende Beschleunigungs
kräfte und über die das Fahrzeugrad wirkende Radlast
gewünscht, teilweise sogar erforderlich. Wenn überhaupt,
dann wurden Beschleunigungskräfte, Radlast und Drehgeschwin
digkeit separat mit unterschiedlichen Meßeinrichtungen
aufwendig ermittelt.
Aus der DE 41 33 418 C2 ist ein sehr aufwendiger Mechanismus
bekannt, bei der mehrere Dehnungsmeßstreifen an radialen
Meßstegen zwischen Felge und Radachse und zusätzlich an
achsparallelen Stehbolzen gekreuzt angeordnet sind. Dabei
wird mit Hilfe der Dehnungsmeßstreifen am radialen Meßsteg
die Bremskraft und durch aufwendige Überlagerung mit den
Meßergebnissen der gekreuzten Dehnungsmeßstreifen am
achsparallelen Stehbolzen die Radlast ermittelt. Die
Drehzahl wird separat über eine Stator-Drehzahlgeber
einrichtung ermittelt. Zur Ermittlung von Bremskraft,
Radlast und Drehgeschwindigkeit sind hierbei eine Vielzahl
von Einzelelementen erforderlich mit aufwendiger
Verschaltung und Auswertung der durch die Vielzahl von
Sensoren ermittelten Ergebnisse. Innerhalb des Felgenrings
ist der gewaltige bauliche Aufwand für radiale Meßstege,
achsparallele Stehbolzen, Anschraubflansch, Drehlagengeber,
Lagerung mit einer ungewünscht hohen Gewichtserhöhung des
Fahrzeugrades verbunden. Die hohe rotierende Masse erhöht
die Störungsgefahr im Rundlaufs des Fahrzeugrads.
Vibrationen des Fahrzeugrads, Belastungen der Achse,
erhöhter ungleichförmiger Abrieb des Reifens und zusätzliche
Geräuscherzeugung können auftreten. Die zusätzliche Masse
wirkt sich außerdem negativ auf den Energieverbrauch des
Fahrzeugs aus.
Der gesamte Komplex der Meßeinrichtung mit axialen Steh
bolzen, radialen Meßstegen und Drehlagengeber erfordern
darüber hinaus die Bereitstellung einer hohen Raumkapazität
in axialer Erweiterung der eigentlichen Felge. Die
Ausbildung eines solchen komplexen baulichen axialen Anhangs
an die Felge zur Fahrzeugaußenseite hin, ist für Versuchs
zwecke denkbar. Die Straßentauglichkeit ist eher fraglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ermittlung von
Radlast, Beschleunigungskräften und der Drehgeschwindigkeit
eines Fahrzeugrades mit einfacheren Mitteln zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Ausbildung einer
Einrichtung und durch ein Verfahren zum Messen und zum
Ermitteln von Radlast, von Beschleunigungskraft und von der
Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades gemäß den Merkmalen
von Anspruch 1 und 3 gelöst. Außerdem wird die Aufgabe durch
die Ausbildung eines Fahrzeugrades mit Reifen und mit
radialen Verbindungsstegen zwischen Reifen und Radachse des
Fahrzeugrades gemäß den Merkmalen von Anspruch 5 und durch
die Ausbildung eines Fahrzeugs mit Rädern zum Antrieb des
Fahrzeugs, die zwischen Reifen und Radachse im wesentlichen
radiale Verbindungsstege aufweisen, gemäß den Merkmalen von
Anspruch 6 gelöst. Außerdem wird die Erfindung durch die
Verwendung eines Dehnungsmeßstreifens gemäß den Merkmalen
von Anspruch 7 gelöst.
Mit Hilfe eines gemeinsamen Sensors, insbesondere einem
Dehnungsmeßstreifen, der einem radialen Verbindungssteg
zwischen Reifen und Achse eines Fahrzeugrads vor- bzw.
nachgeschaltet zur Messung von in dem Verbindungssteg
erzeugten Zug-/Druckspannungen an diesem befestigt ist, ist
es möglich, die Biegebelastung des Verbindungssteges während
der Umdrehung eines Fahrzeugrades zu messen. Die bei der
Umdrehung des Fahrzeugrades gemessenen Werte werden mit
Mitteln zum Übertragen an Mittel zur Auswertung übertragen.
Aus der durch den gemeinsamen Sensor ermittelten
Belastungskurve für Zug-/Druckbelastungen des Verbindungs
steges während der Umdrehung eines Fahrzeugrades wird mit
Hilfe der Mittel zur Auswertung die Radlast, die
Beschleunigungskraft und die Drehgeschwindigkeit des
Fahrzeugrades ermittelt. Dabei wird die bei der Umdrehung
eines Fahrzeugrades auf den radialen Verbindungssteg sinus
förmig wirkende und von dem gemeinsamen Sensor ermittelte
Belastungskurve mit bekannten mathematischen Verfahren zur
Kurvenanalyse in Amplitude, Frequenz und Niveau der Null-
Linie analysiert. Die ermittelten Amplituden werden als Maß
für die Radlast, die ermittelte Frequenz als Maß für die
Drehgeschwindigkeit des Rades und das Niveau der Null-Linie
als Maß für die wirkende Beschleunigungskraft ermittelt.
Abspeicherung der ermittelten Werte, Weiterleitung zur
Steuerung oder zur Anzeige ist möglich. Auf diese Weise wird
mit einfachen Sensoren an lediglich einem radialen Steg
zwischen Felge und Achse des Fahrzeugrades lediglich
der Biegebelastungsverlauf des Steges ermittelt und aus
diesem durch den gemeinsamen Sensor ermittelten
Belastungsverlauf Radlast, Beschleunigungskraft und
Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrades ermittelt. Der
bauliche Aufwand und die dadurch bedingte rotatorische Masse
des Fahrzeugrades zum Messen und zur Ermittlung von Radlast,
Beschleunigungskraft und von Drehgeschwindigkeit eines
Fahrzeugrades werden minimiert. Die Datenübertragung kann
aufgrund der Minimierung der Verschiedenartigkeit von
Sensortypen vereinfacht werden. Die Reduzierung auf nur
einen gemeinsamen Sensor zur Ermittlung von Radlast,
Beschleunigungskraft und der Drehgeschwindigkeit eines
Fahrzeugrades vereinfacht die Datenübertragung zusätzlich.
Auch der Aufwand zur Auswertung der Daten kann aufgrund der
Reduzierung der gemessenen Größen vereinfacht werden.
Aufgrund der baulichen Vereinfachung, durch die der
Felgenraum kaum beansprucht wird, ist auch eine straßen
taugliche Messung gegeben. Besonders einfach ist die
Ermittlung von Radlast, von Beschleunigungskraft und von der
Geschwindigkeit mit Hilfe eines Dehnungsmeßstreifens als
gemeinsamem Sensor. Die Messung wird kostengünstig, einfach,
platzsparend und zuverlässig.
Bevorzugt ist die Messung mit Hilfe eines Sensors bestehend
aus zwei Dehnungsmeßstreifen, von denen je einer in Umfangs
richtung des Fahrzeugrades dem radialen Verbindungssteg vor
bzw. nachgeordnet ist, von denen je einer die Dehnung bzw.
Stauchung an der in Drehrichtung des Fahrzeugrades weisenden
Oberfläche und der andere an der in Gegendrehrichtung
weisenden Oberfläche des Verbindungsstegs die Dehnung bzw.
die Stauchung mißt, wobei die beiden Dehnungsmeßstreifen
beispielsweise durch eine elektrische Brücke, so verschaltet
sind, daß nur Biegebelastungen des Verbindungsstegs
ermittelt werden. Dies ist dadurch möglich, daß die Signale
der Dehnungsmeßstreifen sich bei reiner Zug-/Druckbelastung
aufheben und bei reiner Biegebelastung addieren. Der durch
diesen gemeinsamen Sensor ermittelte Belastungsverlauf ist
besonders genau und in einfacher Weise frei von die Messung
störenden, auf das Fahrzeugrad wirkenden Querkräften.
Bevorzugt erfolgt die Messung an wenigstens zwei radialen
Stegen, wobei an jedem dieser beiden radialen Stege jeweils
ein Sensor zur gemeinsamen Ermittlung von Radlast,
Beschleunigungskraft und Drehgeschwindigkeit des Fahrzeug
rades angeordnet ist. Aus den für die beiden Verbindungs
stege ermittelten Belastungsverläufen werden jeweils die
Amplitude, die Frequenz und das Niveau der Null-Linie
ermittelt. Die für die beiden Sensoren ermittelten Werte
werden gemittelt und aus den gemittelten Werten werden
Radlast, Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrades und
Beschleunigungskraft ermittelt. Hierdurch werden ebenfalls
in einfacher Weise die Meßergebnisse verbessert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Fig. 1
bis 6 näher erläutert. Darin zeigen
Fig. 1 schematische Darstellung eines Fahrzeugrades mit
Dehnungsmeßstreifen an radialen Verbindungsstegen
Fig. 2 Darstellung der Lage eines Dehnungsmeßstreifens am
Verbindungssteg von Fig. 1 gemäß Schnittdarstellung
II-II von Fig. 1
Fig. 3 Brückenschaltung der Dehnungsmeßstreifen von Fig. 1
Fig. 4 schematische Darstellung der Datenübertragung
Fig. 5 qualitative Darstellung einer gemessenen Zug-
/Druckbelastungskurve eines Verbindungsbolzens
Fig. 6 alternative Ausführung der Sensoranordnung.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeugrad bekannter Bauart in
perspektivischer Darstellung mit auf einer Felge 5
montiertem Fahrzeugluftreifen 1. Die Felge 5 ist
konzentrisch mit Hilfe von radial ausgerichteten, in
Umfangsrichtung äquidistant angeordneten radialen
Verbindungsstegen 4 an einer Felgenschüssel 2 mit einer
Achse 3 befestigt. In Fig. 1 ist mit dem Pfeil r die
Radiale, mit dem Pfeil u die Umfangsrichtung und mit dem
Pfeil a die Achsrichtung, die senkrecht zur Felgenschüssel
angeordnet ist, dargestellt. An einem Verbindungssteg 4 ist
eine Sensoreinrichtung 6 befestigt.
Wie in Fig. 2a dargestellt ist, besteht der Sensor 6 aus
zwei Dehnungsmeßstreifen 7, 8. Die Dehnungsmeßstreifen 7, 8
sind dem Verbindungssteg 4 in Umfangsrichtung vor- und
nachgeordnet in gleicher radialer Höhe mit Ausrichtung ihrer
Meßdrähte parallel zur Achse des Verbindungsstegs 4
befestigt. Hierzu ist der Verbindungssteg sowohl an seiner
in Umfangsrichtung als auch an seiner in Gegenumfangs
richtung ausgebildeten Oberfläche jeweils mit einer
Ausnehmung 12 versehen, in der eine plane Fläche 11
ausgebildet ist. Die beiden planen Flächen 11 des Verbin
dungsstegs sind parallel zueinander und zur radialen Achse
des radialen Stegs 4 ausgebildet. Die Dehnungsmeßstreifen 7
bzw. 8 sind auf diesen planen Flächen 11 befestigt. Die
Dehnungsmeßstreifen 11 sind dabei mit Hilfe einer bekannten
Brückenschaltung so verschaltet, daß die Signale der
Dehnungsmeßstreifen sich bei reiner Zug-/Druckbelastung des
Verbindungssteges aufheben und bei reiner Biegebelastung des
Verbindungssteges 4 addieren. Zur Kompensation von
Temperatureinflüssen ist es denkbar, beispielsweise auf die
Umfangsoberfläche der Felgenschüssel 5 in unmittelbar
benachbarter Position zum Verbindungssteg 4 diesem in
Umfangsrichtung vor- und nachgeordnet jeweils einen
Kompensationsdehnungsmeßstreifen 9 bzw. 10 auszubilden.
In Fig. 3 ist beispielhaft eine derartige Brückenschaltung
mit den Dehnungsmeßstreifen 7 und 8 und den beiden
Kompensationsdehnungsmeßstreifen 9 und 10 schematisch
dargestellt. Mit Bezugszeichen 21 ist die Versorgungs
spannung, mit dem Bezugszeichen 20 die Ausgangsspannung und
mit dem Bezugszeichen 19 ein Verstärkerelement dargestellt.
Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, erfolgt während
der Umdrehung des Fahrzeugluftreifens die Messung der im
Bereich der planen Flächen 11 des Verbindungssteges 4 durch
die Belastung des Fahrzeugluftreifens erzeugten Zug- und
Druckspannungen mit Hilfe der Dehnungsmeßstreifen 7 und 8.
Durch Superposition dieser ermittelten Spannungen mit Hilfe
der Brückenschaltung liefert der Sensor 6 Meßwerte für die
auftretende Biegebelastung des Verbindungssteges in der
radialen Position der Dehnungsmeßstreifen 7 bzw. 8 während
der Umdrehung des Fahrzeugluftreifens. Die gemessenen
Signale werden verstärkt durch einen Verstärker 19 bekannter
Bauart über einen an der Felgenscheibe 5 befestigten
Schleifring 23 und einen fahrzeugfesten Schleifkontakt 22 an
eine Auswerteeinrichtung 24 bekannter Art weitergeleitet.
Diese kann beispielsweise ein Bordcomputer oder eine weitere
Signalverarbeitungseinrichtung bekannter Art sein. Die
Übertragung der Meßwerte kann alternativ berührungslos,
beispielsweise induktiv oder über ein frequenzmoduliertes
Signal erfolgen.
Der ermittelte Belastungsverlauf ist beispielhaft qualitativ
in Fig. 5 dargestellt. Die Abszisse gibt die Zeit und die
Ordinate die ermittelte Ausgangsspannung UA an. Hierin ist
in einem ersten Zeitabschnitt I der Belastungsverlauf
während einer Radumdrehung im Zustand des reinen Rollens des
Fahrzeugrads dargestellt. Dabei gibt der beginnende Null
punkt 33 den ermittelten Wert in einer Umfangsposition 33
der maximalen Höhe des Verbindungssteges 4 wieder, wie in
Fig. 1 dargestellt ist. Beim Weiterdrehen des Fahrzeugrades
mit konstanter Winkelgeschwindigkeit ω in Umfangsrichtung
steigt die gemessene Ausgangsspannung UA bis zu einem
Maximum an, das sie in der Umfangsposition 34, d. h. nach
90°, erreicht. Im Anschluß daran nimmt der Wert für die
Ausgangsspannung wieder ab und erreicht nach 180°-Umdrehung
in Punkt 31 wieder die Null-Linie und nach 270° in
Position 32 ein Minimum um anschließend wieder anzusteigen.
In Umfangsposition 33 liegt die ermittelte Ausgangsspannung
wieder auf der Null-Linie. In Fig. 5 ist in einem Zeit
abschnitt II eine Periode mit Beschleunigung und im
Zeitabschnitt III eine Periode mit Abbremsung dargestellt.
Wie zu erkennen ist, verschiebt sich die Null-Linie 27 in
der Phase des Beschleunigens um ein Maß 28′ nach oben und in
der Phase des Abbremsens um ein Maß 28′′ von der
Ausgangsnull-Linie nach unten. Diese Verschiebungen 28′
bzw. 28′′ des Niveaus der Null-Linie stellt jeweils ein Maß
für die Höhe des wirkenden Antriebsmoments bzw. für die
Größe des wirkenden Bremsmoments dar. Die betragliche
Summe 25, 25′, 25′′ zweier aufeinanderfolgender Amplituden
innerhalb einer jeden Periode stellen jeweils ein Maß für
die auf das Fahrzeugrad wirkende Radlast dar.
Mit bekannten mathematischen Methoden wird in der Auswerte
einrichtung beispielsweise durch Diskretisierung zunächst
die Phasenlage bestimmt. Nach Ermittlung des Signalabstands
der aufeinanderfolgenden Amplituden wird der Abstand
gemittelt und das Niveau der Null-Linie gegenüber einer
vordefinierten Basisnull-Linie bestimmt. Durch Ermittlung
des zeitlichen Abstands zweier gleichgerichteter Amplituden
wird die Phasenlänge und somit die Frequenz bestimmt. Die
Frequenz stellt ein proportionales Maß für die
Geschwindigkeit, der Betrag des Abstands der aufeinander
folgenden Amplituden innerhalb einer Periode ein
proportionales Maß für die auf das Fahrzeugrad ausgeübte
Radlast und das Maß der Verschiebung 28 der Lage der Null-
Linie von einer definierten Basisnull-Linie ein
proportionales Maß, wenn positiv, für das Antriebsmoment
bzw., wenn negativ, für das Bremsmoment dar. In der
Auswerteeinrichtung werden dementsprechend aus dem
Kurvenverlauf die Radlast, die Geschwindigkeit, das
Antriebsmoment und das Bremsmoment berechnet und zur
Weiterverarbeitung bereitgestellt. Es ist denkbar, die
ermittelten Werte beispielsweise mit Hilfe eines Displays
anzuzeigen oder der Bordelektronik zur Steuerung
weiterzureichen.
Da die Biegebelastung innerhalb eines Verbindungsstegs
aufgrund seiner festen Einspannung sowohl in Felge 5 als
auch in Felgenschüssel 2, insbesondere im unmittelbaren
radialen, an die Befestigungsstelle angrenzenden Bereich
besonders groß ist, ist es sinnvoll, die Dehnungsmeß
streifen 7, 8 möglichst nah an der Felge bzw. an der Felgen
schüssel anzuordnen.
Es ist auch denkbar, zur Verfeinerung der ermittelten Werte
noch an wenigstens einem weiteren Verbindungssteg 4, der
sinnvollerweise möglichst weit von dem ersten beabstandet
ist, ebenfalls Dehnungsmeßstreifen 7′ bzw. 8′ in oben
genannter Art zu befestigen, wobei die Dehnungsmeß
streifen 7, 8 bzw. 7′, 8′ untereinander so verschaltet
werden, daß die ermittelten Biegebelastungen des ersten
Verbindungsstegs mit den ermittelten Biegebelastungen des
zweiten Verbindungssteges 4 gemittelt werden. Eine derartige
Verschaltung ist in Fig. 3b schematisch dargestellt.
Sinnvollerweise werden, wenn bereits Temperatur
kompensatoren 9 und 10 zum ersten Schaltkreis ausgebildet
sind, auch temperaturkompensierende Dehnungsmeß
streifen 9′, 10′ für den zweiten Schaltkreis in oben
genannter Art ausgebildet.
Wie in Fig. 6 dargestellt ist, ist es auch denkbar, den
Sensor 6 aus einem Dehnungsmeßstreifen 13 auszubilden, der
seitlich in axialer Richtung des Fahrzeugrades am
Verbindungssteg 4 befestigt ist und der in bekannter Weise
mit Meßdrähten 14 bzw. 15 ausgebildet ist, die V-förmig
symmetrisch zur Achse des Verbindungssteges 4 ausgerichtet
sind, wobei auch diese bekannten Dehnungsmeßstreifen die im
Bereich seiner Befestigungsfläche im Verbindungssteg
wirkenden Zug- bzw. Druckspannungen aufgrund von Scherung in
der Oberfläche mißt und durch geeignete Verschaltung die
Biegebelastungen des Verbindungssteges in Umfangsrichtung
ermittelt. Zur Temperaturkompensation ist es auch hier
denkbar, beispielsweise auf der Umfangsfläche der
Felgenscheibe kompensierende Dehnungsmeßstreifen
auszubilden. Diese können ebenfalls entweder, wie im
Ausführungsbeispiel von Fig. 2 dargestellt, zweiteilig oder
wie in Fig. 6b dargestellt ist, aus einem einteiligen
Dehnungsmeßstreifen 16 mit geeigneter, beispielsweise
V-förmiger Anordnung der Meßdrähte ausgebildet sein.
Bei Verwendung eines V-förmigen Dehnungsmeßstreifens 13 ist
es sinnvoll, diesen im Bereich der radialen Mitte des
Verbindungssteges 4 auszubilden, da hier die Scherung am
größten ist.
Bezugszeichenliste
1 Luftreifen
2 Felgenschüssel
3 Achse
4 radialer Steg
5 Felge
6 Sensor
7 Dehnungsmeßstreifen
8 Dehnungsmeßstreifen
9 Kompensationsmeßstreifen
10 Kompensationsmeßstreifen
11 plane Fläche
12 Ausnehmung
13 Dehnungsmeßstreifen
14 Meßdrähte
15 Meßdrähte
16 Kompensationsdehnungsmeßstreifen
17
18
19 Verstärker
20 Ausgangsspannung
21 Versorgungsspannung
22 Schleifkontakt
23 Schleifring
24 Auswerteeinheit
25 Amplitudensumme
26 Radperiode
27 Nullniveau
28 Abweichungsmaß
2 Felgenschüssel
3 Achse
4 radialer Steg
5 Felge
6 Sensor
7 Dehnungsmeßstreifen
8 Dehnungsmeßstreifen
9 Kompensationsmeßstreifen
10 Kompensationsmeßstreifen
11 plane Fläche
12 Ausnehmung
13 Dehnungsmeßstreifen
14 Meßdrähte
15 Meßdrähte
16 Kompensationsdehnungsmeßstreifen
17
18
19 Verstärker
20 Ausgangsspannung
21 Versorgungsspannung
22 Schleifkontakt
23 Schleifring
24 Auswerteeinheit
25 Amplitudensumme
26 Radperiode
27 Nullniveau
28 Abweichungsmaß
Claims (7)
1. Einrichtung zum Messen und zum Ermitteln von Radlast,
von Beschleunigungskraft und von der Geschwindigkeit
eines Fahrzeugs
- - mit einem für diese Messungen gemeinsamen Sensor, insbesondere einem Dehnungsmeßstreifen, der an einem radialen Verbindungssteg zwischen Reifen und Achse eines Fahrzeugrads, insbesondere diesem vor- bzw. nachgeordnet, zur Messung von Zug-/Druckspannungen des Verbindungssteges befestigt ist,
- - mit Mitteln zum Übertragen der bei der Umdrehung des Fahrzeugrads gemessenen Werte für Zug- und Druckspannungen des Verbindungsstegs an Mittel zur Auswertung.
2. Einrichtung zum Messen und Ermitteln von Radlast,
Beschleunigungskraft und von Geschwindigkeit eines
Fahrzeugrades gemäß den Merkmalen von Anspruch 1,
- - bei dem an wenigstens zwei radialen Verbindungs stegen diesen vor- und/oder nachgeordnet je ein gemeinsamer Dehnungsmeßstreifen zur Messung der während der Umdrehung des Fahrzeugrades in dem Verbindungssteg erzeugten Zug-/Druckspannungen angeordnet ist, wobei zu jedem dieser Verbindungs stege Mittel zur Übertragung der gemessenen Werte an eine Auswerteeinrichtung ausgebildet sind,
- - mit Mitteln zum Mitteln der für diese Verbindungs stege ermittelten Amplituden, der ermittelten Frequenzen und des ermittelten Niveaus der Null- Linien als Maß für die Radlast, für die Beschleuni gungskraft bzw. für die Drehgeschwindigkeit.
3. Verfahren zum Messen und zum Ermitteln von Radlast, von
Beschleunigungskraft und von der Drehgeschwindigkeit
eines Fahrzeugrades,
- - bei dem die erzeugten Zug-/Druckspannungen eines radialen Verbindungssteges zwischen Achse und Reifen des Fahrzeugrades während der Umdrehung des Fahrzeugrades mit einem gemeinsamen Sensor gemessen und an Mittel zur Auswertung weitergeleitet wird und
- - bei dem die Radlast, die Beschleunigungskraft und die Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads aus dem gemeinsam gemessenen, sinusförmigen Belastungs verlauf durch Bestimmung von Amplituden, Frequenz und Niveau der Null-Linie derart ermittelt werden, daß die Amplitude Maß für die Radlast, die Frequenz Maß für die Drehgeschwindigkeit des Rades und das Niveau der Null-Linie Maß für die Beschleunigungs kraft ist.
4. Verfahren zum Messen und Ermitteln von Radlast,
Beschleunigungskraft sowie von der Drehgeschwindigkeit
eines Fahrzeugrades gemäß den Merkmalen von Anspruch 3,
- - bei dem die Zug-/Druckspannungen von mindestens zwei radialen Verbindungsstegen zwischen Achse und Reifen des Fahrzeugrades während der Umdrehung des Rades mit jeweils einem Sensor gemessen wird,
- - wobei die gemittelten Werte für Amplitude Maß für die Radlast, die für die Frequenz Maß für die Dreh geschwindigkeit des Rades und somit für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die für das Niveau der Null-Linie Maß für die Beschleunigungskraft sind.
5. Fahrzeugrad mit Reifen und mit radialen Verbindungs
stegen zwischen Reifen und Radachse des Fahrzeugrades,
- - mit einem Sensor, insbesondere mit einem Dehnungs meßstreifen, zur kontinuierlichen Messung von Zug- und Druckspannungen zumindest eines radialen Verbindungssteges, wobei der Sensor diesem insbesondere in Umfangsrichtung vor- oder nachgeordnet ist, insbesondere mit zwei Dehnungsmeßstreifen, von denen je einer dem Steg vor- bzw. nachgeordnet ist und die elektrisch so gekoppelt sind, daß sie einen gemeinsamen Sensor zur Ermittlung der Biegebelastung des Verbindungssteges bilden,
- - mit Mitteln zum Ermitteln der beim Abrollen des Rades durch den Sensor gemessenen Amplituden, Frequenz und Niveau der der Null-Linie des sinusförmigen Belastungsverlaufs als Maß für die Radlast, für die Rotationsgeschwindigkeit bzw. für die Beschleunigungskraft,
- - mit Mitteln zur Übertragung der von dem Sensor gemessenen Zug-/Druckspannungen des Verbindungs steges an die Mittel zur Ermittlung von Amplitude, Frequenzen und des Niveaus der Null-Linie.
6. Fahrzeug mit Rädern zum Antrieb des Fahrzeugs, die
zwischen Reifen und Radachse im wesentlichen radiale
Verbindungsstege aufweisen,
- - wobei wenigstens ein Verbindungssteg mit zumindest einem Sensor zur Ermittlung der Zug-/Druckspannungen während des Abrollens des Reifens bestückt ist,
- - mit Mitteln zur Übertragung der gemessenen Werte an eine Auswerteeinrichtung, in der die Amplituden, die Frequenz und das Niveau der Null-Linie des durch den Sensor gemessenen Verlaufs der Zug-/Druckspannungen ermittelt und aus ihnen Radlast, Drehgeschwindig keit des Rades bzw. Beschleunigungskraft ermittelt werden.
7. Verwendung eines Dehnungsmeßstreifens an einem radialen
Verbindungssteg zwischen Reifen und Radachse eines
Fahrzeugrades zur gemeinsamen Ermittlung von Radlast,
Beschleunigungskraft und von Drehgeschwindigkeit des
Rades aus dem durch diesen Dehnungsmeßstreifen
gemessenen Verlauf der Zug-/Druckspannungen des
Verbindungssteges während der Umdrehung des Rades.
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DE19548759A DE19548759A1 (de) | 1995-12-23 | 1995-12-23 | Einrichtung und Verfahren zum Messen und zum Ermitteln von Radlast, Beschleunigungskraft und von der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs |
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DE19548759A DE19548759A1 (de) | 1995-12-23 | 1995-12-23 | Einrichtung und Verfahren zum Messen und zum Ermitteln von Radlast, Beschleunigungskraft und von der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs |
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---|---|
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2787194A1 (fr) * | 1998-12-11 | 2000-06-16 | Sagem | Detecteur d'acceleration de pneumatique de vehicule automobile |
WO2000070309A1 (de) * | 1999-05-18 | 2000-11-23 | Continental Teves Ag & Co. Ohg. | Sensorbaugruppe und sensor für eine derartige baugruppe |
DE19937078A1 (de) * | 1999-08-06 | 2001-02-08 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Meßeinrichtung und Sensor zur berührungslosen Messung von Reifenkräften |
DE10001272A1 (de) * | 2000-01-14 | 2001-07-26 | Daimler Chrysler Ag | Einrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Kräften im Reifen eines Fahrzeugrades |
EP1225451A1 (de) * | 2001-01-20 | 2002-07-24 | Robert Bosch Gmbh | Messanordnung im Radlager eines Kraftfahrzeugs zur Detektierung von Kräften und Momenten |
EP1426259A1 (de) * | 2002-12-04 | 2004-06-09 | Sumitomo Rubber Industries Ltd. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Radkräften |
DE10164929B4 (de) * | 2001-02-02 | 2010-08-19 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Erfassen von Reaktionskräften in einem Radlager |
CN102967727A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-03-13 | 深圳市君斯达实业有限公司 | 用于测量非机动车车轮转速的系统和方法 |
CN103604614A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-02-26 | 中国北方车辆研究所 | 一种可测试负重轮装置及其验证校准方法 |
DE102017117649A1 (de) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Cartesy Gmbh | Dehnungssensor |
DE102018221103A1 (de) * | 2018-12-06 | 2020-06-10 | Continental Automotive Gmbh | Anordnung und Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeuggewichts |
AT524837A4 (de) * | 2021-07-07 | 2022-10-15 | Avl List Gmbh | System aus messsystem und felge |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3715472A1 (de) * | 1986-05-09 | 1987-11-12 | Yamato Scale Co Ltd | Einrichtung zum messen von kraeften und momenten, welche auf fahrzeugreifen einwirken |
DE4133418C2 (de) * | 1991-10-09 | 1993-11-04 | Daimler Benz Ag | Mehrkomponenten-messscheibenrad |
-
1995
- 1995-12-23 DE DE19548759A patent/DE19548759A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3715472A1 (de) * | 1986-05-09 | 1987-11-12 | Yamato Scale Co Ltd | Einrichtung zum messen von kraeften und momenten, welche auf fahrzeugreifen einwirken |
DE4133418C2 (de) * | 1991-10-09 | 1993-11-04 | Daimler Benz Ag | Mehrkomponenten-messscheibenrad |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000036424A1 (fr) * | 1998-12-11 | 2000-06-22 | Sagem S.A. | Detecteur d'acceleration de pneumatique de vehicule automobile |
US6505515B1 (en) | 1998-12-11 | 2003-01-14 | Sagem Sa | Acceleration detector for a tire of a motor vehicle |
FR2787194A1 (fr) * | 1998-12-11 | 2000-06-16 | Sagem | Detecteur d'acceleration de pneumatique de vehicule automobile |
WO2000070309A1 (de) * | 1999-05-18 | 2000-11-23 | Continental Teves Ag & Co. Ohg. | Sensorbaugruppe und sensor für eine derartige baugruppe |
DE19937078A1 (de) * | 1999-08-06 | 2001-02-08 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Meßeinrichtung und Sensor zur berührungslosen Messung von Reifenkräften |
DE19937078C2 (de) * | 1999-08-06 | 2003-08-28 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Meßeinrichtung zur berührungslosen Messung von Reifenkräften |
US6612164B1 (en) | 1999-08-06 | 2003-09-02 | Continental Teves Ag & Co., Ohg | Measuring device and sensor for contactlessly measuring tire forces |
DE10001272A1 (de) * | 2000-01-14 | 2001-07-26 | Daimler Chrysler Ag | Einrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Kräften im Reifen eines Fahrzeugrades |
DE10001272C2 (de) * | 2000-01-14 | 2003-08-21 | Markus Fach | Einrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Kräften im Reifen eines Fahrzeugrades |
EP1225451A1 (de) * | 2001-01-20 | 2002-07-24 | Robert Bosch Gmbh | Messanordnung im Radlager eines Kraftfahrzeugs zur Detektierung von Kräften und Momenten |
DE10164929B4 (de) * | 2001-02-02 | 2010-08-19 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Erfassen von Reaktionskräften in einem Radlager |
EP1426259A1 (de) * | 2002-12-04 | 2004-06-09 | Sumitomo Rubber Industries Ltd. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Radkräften |
US7418362B2 (en) | 2002-12-04 | 2008-08-26 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Method and device for determining wheel force |
CN102967727A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-03-13 | 深圳市君斯达实业有限公司 | 用于测量非机动车车轮转速的系统和方法 |
CN103604614A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-02-26 | 中国北方车辆研究所 | 一种可测试负重轮装置及其验证校准方法 |
CN103604614B (zh) * | 2013-12-05 | 2016-05-18 | 中国北方车辆研究所 | 一种验证校准可测试负重轮装置的方法 |
DE102017117649A1 (de) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Cartesy Gmbh | Dehnungssensor |
DE102018221103A1 (de) * | 2018-12-06 | 2020-06-10 | Continental Automotive Gmbh | Anordnung und Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeuggewichts |
AT524837A4 (de) * | 2021-07-07 | 2022-10-15 | Avl List Gmbh | System aus messsystem und felge |
AT524837B1 (de) * | 2021-07-07 | 2022-10-15 | Avl List Gmbh | System aus messsystem und felge |
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