專利名稱：輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器用的印跡-分析線路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于分析輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的傳感器信號(hào)以求得輪胎的印跡 (Latsch)的分析線路。此外，本發(fā)明還涉及一種用于求得輪胎的印跡的裝置。本發(fā)明還涉及一種車輛。本發(fā)明還涉及一種用于分析輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的傳感器信號(hào)以求得輪胎的印跡的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種程序元件。此外，本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的機(jī)動(dòng)車形成了復(fù)雜的硬件和軟件系統(tǒng)。為了調(diào)節(jié)和控制機(jī)電一體化的汽車系統(tǒng)，使用了大量差別極大的控制器。智能的輪胎系統(tǒng)將輪胎的印跡也整合到機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行中。輪胎的印跡表示輪胎支承面，或者說表示指示輪胎支承面的參量。這樣的參量特別是印跡的長度，也就是沿著行駛方向測(cè)量的長度，輪胎沿著該長度安放在道路上。在行駛時(shí)，轎車的輪胎支承面常常大約只有手掌般大小。對(duì)于摩托車則還要小。如果輪胎空氣壓力太高，那么輪胎支承面就變得比較小。這樣，輪胎只在中間磨損，并只能傳遞較小的力到路面上。如果空氣壓力太低，那么輪胎只用外部的輪胎肩部滾動(dòng)，只在外面磨損，同樣也只能傳遞較小的力，此外，這還將導(dǎo)致輪胎加熱，并且在極端情況下發(fā)生爆炸或分解。因此，在傳統(tǒng)車輛上，會(huì)因有缺陷的輪胎印跡而造成輪胎損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種可精確求得輪胎印跡的系統(tǒng)。該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題得以解決。本發(fā)明的有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中描述。按照本發(fā)明的第一方面，提出一種分析線路，用于分析輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器(例如壓電元件)的傳感器信號(hào)以求得輪胎的印跡(特別是印跡長度或其它指示印跡的參量)或者說求得支座上的輪胎支承面，其中，所述分析線路具有傳感器信號(hào)輸入端，在該傳感器信號(hào)輸入端上能夠提供所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器的與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)(比如電壓)，所述傳感器信號(hào)能夠由于所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器(該機(jī)電轉(zhuǎn)換器可安置在輪胎上或輪胎中)在輪胎的印跡通過過程(也就是在某一時(shí)間間隔中，在該時(shí)間間隔中，滾動(dòng)的輪胎的安置有所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器的區(qū)段與基礎(chǔ)接觸)中的彎曲而產(chǎn)生。此外，所述分析線路還包含靈敏度調(diào)節(jié)裝置，該靈敏度調(diào)節(jié)裝置用于基于所述傳感器信號(hào)的強(qiáng)度(例如幅值或者說最大幅度)調(diào)節(jié)所述分析線路的輸入靈敏度(例如能夠由分析線路無錯(cuò)誤地處理的輸入電壓范圍)，從而以所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度能夠?qū)ν暾膫鞲衅餍盘?hào)(也就是在其整個(gè)強(qiáng)度范圍內(nèi)，比如在整個(gè)信號(hào)電平范圍內(nèi))進(jìn)行分析。所述分析線路還具有分析裝置，該分析裝置用于在所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度下基于提供的傳感器信號(hào)產(chǎn)生指示輪胎印跡的分析信號(hào)。按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提出一種用于求得輪胎印跡的裝置，其中，該裝置具有機(jī)電轉(zhuǎn)換器(例如壓電元件)，該機(jī)電轉(zhuǎn)換器可被安置到輪胎上并且用于在輪胎的印跡通過過程中由于所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器的彎曲而產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)。此外，該裝置還包含具有前述特征的分析線路，所述分析線路用于分析所述輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的傳感器信號(hào)以求得輪胎的印跡。按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種帶有具有前述特征的分析線路或具有前述特征的裝置的車輛(如機(jī)動(dòng)車，特別是轎車或貨車或摩托車)。 按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于分析輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的傳感器信號(hào)以求得輪胎的印跡的方法。在該方法中，接收所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器的與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)由于所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器在輪胎的印跡通過過程中的彎曲而產(chǎn)生。此外，基于所述傳感器信號(hào)的強(qiáng)度調(diào)節(jié)所述用于分析傳感器信號(hào)的分析線路的輸入靈敏度， 使得用所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度能夠在所述傳感器信號(hào)的整個(gè)強(qiáng)度范圍內(nèi)分析所述傳感器信號(hào)。此外，在所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度下基于所接收的傳感器信號(hào)產(chǎn)生分析信號(hào)，使得該分析信號(hào)指示所述輪胎的印跡。按照本發(fā)明的實(shí)施例，在計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)中保存用于分析輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的傳感器信號(hào)以求得輪胎的印跡的程序，當(dāng)處理器運(yùn)行該程序時(shí)，該程序執(zhí)行或控制具有前述特征的方法。按照本發(fā)明的實(shí)施例，用于分析輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的傳感器信號(hào)以求得輪胎的印跡的程序元件(計(jì)算機(jī)程序元件)具有前述的方法步驟(或者說控制或者執(zhí)行這些方法步驟)，如果執(zhí)行所述程序元件。本發(fā)明的實(shí)施例不僅可以借助于計(jì)算機(jī)程序也就是軟件實(shí)現(xiàn)，也可以借助于一個(gè)或多個(gè)專用的電的線路也就是硬件來實(shí)現(xiàn)，或者以兩者任意混合的形式也就是借助于軟件組件和硬件組件實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明的示范性的實(shí)施例，考慮機(jī)電轉(zhuǎn)換器的傳感器信號(hào)可能會(huì)經(jīng)歷較大波動(dòng)這個(gè)事實(shí)。出于該目的，通過分析線路對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行無錯(cuò)誤并且無偽影 (artifaktfrei)的分析可以通過如下方式得到保證，即分析線路可基于傳感器信號(hào)的強(qiáng)度或幅值比如反饋性地自動(dòng)調(diào)整其輸入靈敏度，從而保證連接在后面的分析裝置在整個(gè)信號(hào)幅值范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的分析以用于確定輪胎印跡的長度。下面進(jìn)一步對(duì)分析線路的示范性的實(shí)施例進(jìn)行描述。這些實(shí)施例也適用于前面提到的裝置、車輛、方法、程序元件及計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)。按照本發(fā)明的實(shí)施例，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置具有可變的放大器，傳感器信號(hào)可被輸入所述放大器中。該可變的放大器的放大系數(shù)能夠借助于控制信號(hào)改變，所述控制信號(hào)可以以所述可變的放大器的輸出信號(hào)為基礎(chǔ)。換句話說，可以實(shí)現(xiàn)反饋回路，該反饋回路動(dòng)態(tài)地調(diào)整所述可變的放大器或變阻器的相應(yīng)的放大系數(shù)，從而將所述傳感器信號(hào)的目前的信號(hào)強(qiáng)度考慮在內(nèi)。仍舊參照前述實(shí)施例，所述分析單元還可具有微控制器或另外的處理器，所述可變的放大器的輸出信號(hào)可輸入所述微控制器或另外的處理器中?；谶@個(gè)輸出信號(hào)，所述微控制器可產(chǎn)生分析信號(hào)。基于這個(gè)輸出信號(hào)，所述微控制器可產(chǎn)生控制信號(hào)并且輸入所述可變的放大器。因此，所述微控制器不僅可用于產(chǎn)生對(duì)可變的放大器進(jìn)行再調(diào)整的控制信號(hào)，而且也可對(duì)處于可處理的幅值范圍內(nèi)的傳感器信號(hào)進(jìn)行預(yù)先處理，以確定表征當(dāng)前的輪胎印跡的值。此外，所述微控制器還可基于所述輸出信號(hào)產(chǎn)生分析信號(hào)，使得所述分析信號(hào)不超過能夠預(yù)先設(shè)定的下閾值，并且不超過能夠預(yù)先設(shè)定的上閾值。所述下閾值可如此選擇， 從而避免因信號(hào)太弱而使信號(hào)不能被分析或只能具有高的信噪比地進(jìn)行分析。將信號(hào)保持在上閾值以下保證了不必對(duì)處于幅值的可處理的范圍之外的信號(hào)進(jìn)行處理。所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置可具有采樣保持元件(“sample and holcTGlied)。該采樣保持元件可用于保存?zhèn)鞲衅餍盘?hào)的強(qiáng)度并可基于此在所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器中并聯(lián)可變的電容， 以使輸入所述分析裝置的傳感器信號(hào)的強(qiáng)度可相應(yīng)變化。換句話說，所述采樣保持元件可保存?zhèn)鞲衅餍盘?hào)的最大幅值并由此可以在電容值方面增大或者縮小可調(diào)節(jié)的電容。通過給所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器并聯(lián)可變的電容，可實(shí)現(xiàn)對(duì)阻尼或者說時(shí)間常數(shù)的調(diào)整，從而，可為所述分析裝置提供可由所述分析裝置進(jìn)行處理的信號(hào)。所述分析裝置可具有比較器，也就是可將兩個(gè)在兩個(gè)輸入端上提供的信號(hào)的比較結(jié)果提供給輸出端的功能塊。連接這種比較器可基于所述與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)的兩個(gè)先后相隨的過零點(diǎn)之間的距離來求得所述輪胎的印跡的長度。對(duì)于作為所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器的優(yōu)選的實(shí)例的壓電元件，可在印跡通過過程中探測(cè)與時(shí)間相關(guān)的信號(hào)，尤其是電荷或電壓信號(hào)，該信號(hào)的兩個(gè)過零點(diǎn)為印跡長度的尺度。為此，為了進(jìn)行所述分析可考慮輪胎的當(dāng)前的速度。由于壓電元件的特性，有利的是，將信號(hào)輸入到比較器中，以此得到具有一種脈沖長度的脈沖狀的信號(hào)，而該脈沖長度正是印跡長度的尺度。所述分析線路還可具有時(shí)間常數(shù)改變單元，該時(shí)間常數(shù)改變單元可以為了改變所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器的時(shí)間常數(shù)與所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器并聯(lián)。這種時(shí)間常數(shù)改變單元可以是由電容和歐姆電阻所組成的線路，由此由于該并聯(lián)線路可以延長或縮短壓電元件的傳感器信號(hào)的特征性的時(shí)間常數(shù)。尤其為將信號(hào)無偽影地提供給比較器而可能要求延長這種時(shí)間常數(shù)。下面進(jìn)一步對(duì)所述裝置的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行描述。這些設(shè)計(jì)方案也同樣適用于所述分析線路、車輛、方法、程序元件和計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)。按照一種實(shí)施例，該裝置可被設(shè)計(jì)為輪胎模塊。換句話說，所述分析線路的組件以及所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器這兩者可被安置到輪胎上或輪胎中，以此作為緊湊的模塊類的單元來輸出輪胎印跡長度作為輸出信號(hào)或在已知印跡寬度的情況下下輸出印跡面積。作為替代方案，也可在所述輪胎中比如只安裝所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器，而所述分析線路的其余組件則可作為車輛電子模塊的一部分來實(shí)現(xiàn)。然后，出于控制或其它類似的目的，車輛電子設(shè)備也可以使用所述印跡長度，這對(duì)機(jī)動(dòng)車的安全運(yùn)行以及燃料消耗最小化和從發(fā)動(dòng)機(jī)到道路的力傳遞的最大化都具有重要意義。下面進(jìn)一步對(duì)車輛的附加設(shè)計(jì)方案進(jìn)行說明。這些設(shè)計(jì)方案同樣適用于所述分析線路、裝置、方法、程序元件及計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)。車輛比如可以是一種汽車(例如機(jī)動(dòng)車，尤其是轎車或貨車)。但按本發(fā)明的控制系統(tǒng)也可以應(yīng)用到火車、自行車或類似車輛中。需要指出，本發(fā)明的實(shí)施方式是參考了不同的發(fā)明主題來說明的。特別的，本發(fā)明的一些實(shí)施方式以裝置權(quán)利要求描述，而本發(fā)明的其它實(shí)施方式則以方法權(quán)利要求描述。 然而，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在閱讀本申請(qǐng)時(shí)可立即明白，只要沒有另外明確說明， 除了屬于一種發(fā)明主題的特征的組合以外，也可以任意組合屬于不同種類的發(fā)明主題的特征。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)及特征可從如下對(duì)目前優(yōu)選的實(shí)施方式的示例性描述中得出。 本申請(qǐng)圖紙中的各個(gè)附圖都僅僅應(yīng)該看作是示意性的而沒有按照比例尺。圖1示出了按照本發(fā)明示范性實(shí)施例的用于求得輪胎的印跡的裝置。圖2圖解說明了作為機(jī)電轉(zhuǎn)換器的壓電元件在輪胎印跡通過過程中的彎曲。圖3示出了表示壓電元件的彎曲與輪胎的轉(zhuǎn)角的關(guān)系的圖表。圖4圖解說明了作為機(jī)電轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例的壓電元件。圖5示出了表示壓電元件所產(chǎn)生的電荷與輪胎的轉(zhuǎn)角的關(guān)系的圖表。圖6是表示比較器輸出及輸入信號(hào)作為機(jī)電轉(zhuǎn)換器的傳感器信號(hào)的圖表。圖7示出了按照本發(fā)明示范性實(shí)施例的用于求得輪胎的印跡的裝置。圖8示出了按照本發(fā)明另一個(gè)示范性實(shí)施例的用于求得輪胎的印跡的裝置。圖9示出了圖表，該圖表圖解說明了按照示范性實(shí)施例的分析線路的靈敏度調(diào)節(jié)的影響，所述分析線路用于分析輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的傳感器信號(hào)以求得輪胎的印跡。相同或相似的組件在不同的附圖中具有相同的附圖標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式圖1示出了按照本發(fā)明的示范性實(shí)施例的裝置150，該裝置用于求得輪胎104的表征印跡的參數(shù)，更確切地說用于求得印跡長度1。所述裝置150包含機(jī)電轉(zhuǎn)換器102，該機(jī)電轉(zhuǎn)換器被安置在輪胎104上，并用于在輪胎104的印跡通過過程(見箭頭120，或者圖2中位置2與4之間的間隔)中根據(jù)所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器102的彎曲產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)。此外，所述裝置150還包括用于分析輪胎104的機(jī)電轉(zhuǎn)換器102的傳感器信號(hào)以求得輪胎104的印跡的分析線路100。當(dāng)所述輪胎104沿120所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只要機(jī)電轉(zhuǎn)換器102與作為輪胎104基礎(chǔ)的道路122鄰接，那么所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器102例如壓電元件就在這種轉(zhuǎn)動(dòng)過程中發(fā)生彎曲。所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器102的彎曲會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生電的傳感器信號(hào)，該電的傳感器信號(hào)在傳感器信號(hào)輸入端106上提供給分析線路100。以此，將所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器102的與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)提供給傳感器信號(hào)輸入端106，所述傳感器信號(hào)由于所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器102在輪胎104的印跡通過過程中的彎曲而產(chǎn)生。將這個(gè)與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)輸入到分析線路100 的靈敏度調(diào)節(jié)裝置108中。所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置108用于比如基于反饋信號(hào)180以及基于傳感器信號(hào)的強(qiáng)度例如幅值來如此調(diào)節(jié)所述分析線路100的輸入靈敏度，從而用所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度能夠完全地在所述傳感器信號(hào)的整個(gè)強(qiáng)度或信號(hào)電平內(nèi)分析所述傳感器信號(hào)。 因此，盡管傳感器信號(hào)在最大幅值方面由于剛好在使用輪胎104的印跡的測(cè)量時(shí)的外部影響而會(huì)發(fā)生劇烈變化，但是所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置108能夠靈活地對(duì)分析線路100的靈敏度進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而，可以在所述傳感器信號(hào)的整個(gè)幅值范圍內(nèi)為連接在后面的分析裝置110實(shí)現(xiàn)所提供的傳感器信號(hào)的分析。所述分析裝置110可在設(shè)定的處理間隔內(nèi)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行無錯(cuò)誤的分析。由此，借助于連接在前面的靈敏度調(diào)節(jié)裝置108，能夠保證即使在傳感器信號(hào)的強(qiáng)度劇烈變化時(shí)也借助于所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置108來如此適應(yīng)所述傳感器信號(hào)， 使得所述分析裝置110能夠正確地分析所述信號(hào)。因此，分析裝置110用于在所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度下基于所提供的傳感器信號(hào)產(chǎn)生分析信號(hào)，該分析信號(hào)表征或指示輪胎104的印跡。在所述分析裝置110后面連接了輸出裝置112，該輸出裝置112輸出分析的結(jié)果， 也就是印跡的長度1。所述輸出例如可以傳遞給在圖1中未示出的車輛電子設(shè)備，該車輛電子設(shè)備可基于所測(cè)得的印跡對(duì)車輛的控制進(jìn)行調(diào)整。也可以將比如非最優(yōu)的印跡值告知使用者，使用者可基于此采取相應(yīng)的預(yù)防措施，從而將印跡調(diào)節(jié)到所期望的值。優(yōu)選構(gòu)造為壓電元件的機(jī)電轉(zhuǎn)換器102可被布置在輪胎模塊中，并在這種情況下用于測(cè)量印跡長度。這里，壓電元件將通過輪胎104的形狀而發(fā)生彎曲。輪胎104的彎曲在此可以從0%至100%地(按機(jī)械設(shè)計(jì))傳遞給壓電元件。圖2再次示出了壓電元件形式的機(jī)電轉(zhuǎn)換器102，該壓電元件被集成在輪胎104 中。在印跡通過過程中，所述壓電元件首先從位置1處開始經(jīng)歷由1到2的轉(zhuǎn)變，然后經(jīng)歷由2到3的轉(zhuǎn)變，然后經(jīng)歷由3到4的轉(zhuǎn)變，并且最后經(jīng)歷由4到1的轉(zhuǎn)變。在狀態(tài)1中，壓電元件具有恒定的彎曲，從而，相應(yīng)的電荷或電壓信號(hào)沒有上升。在由1到2轉(zhuǎn)變時(shí)，由輕微彎曲過渡到劇烈彎曲，這導(dǎo)致傳感器信號(hào)的正的上升。在由2到3轉(zhuǎn)變時(shí)，由劇烈彎曲過渡到卸去應(yīng)力，這相應(yīng)于傳感器信號(hào)的負(fù)的上升。在由3到4轉(zhuǎn)變時(shí)，由卸去應(yīng)力過渡到劇烈彎曲，這導(dǎo)致傳感器信號(hào)的正的上升。在由4到1轉(zhuǎn)變時(shí)，由劇烈彎曲過渡到輕微彎曲， 這導(dǎo)致傳感器信號(hào)的負(fù)的上升。圖3示出了圖表300，其具有橫坐標(biāo)302，沿著所述橫坐標(biāo)302繪出了輪胎104的轉(zhuǎn)角α，沿著縱坐標(biāo)304可以看出壓電元件的所產(chǎn)生的彎曲。圖3也示出了按圖2的點(diǎn)1、 2、3、4 ο圖4示出了如何將壓電元件作為實(shí)施例用于機(jī)電轉(zhuǎn)換器102。在載體材料400上可以沉積一層壓電材料402，其中，在圖4中也可看出機(jī)電轉(zhuǎn)換器102的中性相(neutrale Phase)404. 一旦中性相404在壓電元件中不對(duì)稱，就將通過壓電元件的彎曲引起所述元件的長度變化。載體材料400比如可以是金屬(如黃銅)或合適的線路板，在它們上面可直接施加壓電材料402。若壓電材料402的長度發(fā)生變化(由彎曲的變化引起)，則將發(fā)生電荷分離。由此得出的結(jié)果在圖5中示出，在圖5中可看到圖表500，該圖表具有橫坐標(biāo)502， 沿著所述橫坐標(biāo)示出了輪胎104的轉(zhuǎn)角α。沿著圖表500的縱坐標(biāo)504繪出了壓電材料中的電荷，更確切地說繪出了在圖2中所定義的狀態(tài)1、2、3、4中的電荷。通過壓電材料的電容(或者說外部并聯(lián)的電容)，可按照關(guān)系式U = Q/C從電荷求得電壓。在壓電元件發(fā)生彎曲時(shí)，印跡長度1介于兩個(gè)在印跡進(jìn)入或印跡退出(參見圖3 和圖5)時(shí)的過零點(diǎn)之間。借助于比較線路，可實(shí)現(xiàn)實(shí)際印跡長度的測(cè)量。在這種情況下，壓電元件及與之相連的部件(如電容器或電阻)的時(shí)間常數(shù)的大小應(yīng)能使壓電電壓即使在印跡通過過程中速度較低時(shí)也不會(huì)顯著降低，并且由此不會(huì)歪曲測(cè)量信號(hào)。為此，為壓電元件優(yōu)選并聯(lián)電容器和(比如高歐姆的)歐姆電阻。圖6示出了圖表600，該圖表具有橫坐標(biāo)602，沿著該橫坐標(biāo)繪出了時(shí)間。沿著縱坐標(biāo)604則可看出信號(hào)幅值。在圖6中標(biāo)記為“輸入”的信號(hào)對(duì)應(yīng)于比較器上的輸入信號(hào)， 而相反在圖6中標(biāo)記為“輸出”的信號(hào)則對(duì)應(yīng)于比較器輸出端上的信號(hào)。圖6示出了帶有壓電元件的簡單的比較線路的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的偏差。根據(jù)外部實(shí)際情況(輪胎類型、 溫度、與輪胎的連接等等)，壓電元件的幅值可能發(fā)生劇烈波動(dòng)，因此，比較器的輸入電壓范圍不能在所有情況下都保證無缺陷的功能。為解決該問題，有利地是提供一種可自動(dòng)與實(shí)際情況(特別是壓電元件的幅值)相匹配的線路?？捎欣剡\(yùn)用這樣一種線路，其將其輸入靈敏度與壓電信號(hào)的幅值相匹配。由此， 可看出本發(fā)明的實(shí)施例的構(gòu)思在于，自動(dòng)地匹配(“auto range (自動(dòng)范圍)”)壓電信號(hào)以實(shí)現(xiàn)盡可能寬的功能范圍。圖7示出了按照本發(fā)明的實(shí)施例的分析線路700。根據(jù)圖7，所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器102首先為可變的放大器702提供傳感器信號(hào)，其中， 所述放大器702的放大系數(shù)可借助于控制信號(hào)來改變，所述控制信號(hào)以所述可變的放大器 702的輸出信號(hào)為基礎(chǔ)。所述可變的放大器702將所述輸出信號(hào)提供給微控制器704，該微控制器704基于該輸出信號(hào)產(chǎn)生分析信號(hào)并且基于該輸出信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)并借助于反饋回路706輸入所述放大器702。在比較器702的輸出端提供的并且傳輸給微控制器704 的信號(hào)是模擬信號(hào)。通過反饋回路706將控制信號(hào)放大系數(shù)傳輸給放大器702。構(gòu)造為壓電元件的機(jī)電轉(zhuǎn)換器102的傳感器信號(hào)由此由可變的放大器702(變阻器)如此調(diào)整，即，使得其可由微控制器704進(jìn)行處理。微控制器704調(diào)節(jié)傳感器信號(hào)的放大系數(shù)，以使得幅值既不太大也不太小。圖8示出了按照本發(fā)明另一示范性實(shí)施例的分析線路800。根據(jù)圖8，設(shè)置有采樣保持元件802，該采樣保持元件用于保存?zhèn)鞲衅餍盘?hào)的最大幅值并基于此給機(jī)電轉(zhuǎn)換器102并聯(lián)可變的電容804。這是如此進(jìn)行的，使得輸入分析裝置或者說比較器806的傳感器信號(hào)的強(qiáng)度可相應(yīng)地發(fā)生變化。因此，圖8給出了另一種可能性，即，使由作為機(jī)電轉(zhuǎn)換器102的壓電元件所產(chǎn)生的壓電信號(hào)的幅值可自動(dòng)匹配。傳感器信號(hào)的最大幅度可被保存在采樣保持元件802( "sample and hold”Glied)中。用這個(gè)電壓所述電容804就可被可變地(也就是說，或多或少)并聯(lián)到壓電元件102上。圖9示出了圖表900，該圖表圖解說明了本發(fā)明實(shí)施例的有利效果。所述圖表900 包含橫坐標(biāo)902，沿著所述橫坐標(biāo)繪出了時(shí)間信號(hào)。沿著縱坐標(biāo)904可以看出信號(hào)的幅值。 圖表900示出了電平調(diào)整線路的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)。所述輸入信號(hào)首先在較短的時(shí)間內(nèi)比較大。輸出信號(hào)是不可信的，比較器則不受控地切換。隨后，輸入信號(hào)得到緩沖。大約從第四次通過起，輸出信號(hào)無缺陷地起作用。需要指出，這里所闡述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明可能的實(shí)施方案的有限選擇。因此，可將各個(gè)實(shí)施方式的特征以合適的方式彼此組合，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可通過在這里詳盡描述的實(shí)施方案將大量不同的實(shí)施方式視為是明確公開的實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.用于分析輪胎(104)的機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)的傳感器信號(hào)以求得所述輪胎(104)的印跡的分析線路(100)，其中，所述分析線路(100)具有 傳感器信號(hào)輸入端(106)，在所述傳感器信號(hào)輸入端上能夠提供所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器 (102)與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)能夠由于所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)在所述輪胎(104)的印跡通過過程中的彎曲產(chǎn)生； 靈敏度調(diào)節(jié)裝置(108)，該靈敏度調(diào)節(jié)裝置用于基于所述傳感器信號(hào)的強(qiáng)度來調(diào)節(jié)所述分析線路(100)的輸入靈敏度，從而能夠用所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度分析完整的傳感器信號(hào)； 分析裝置(110)，該分析裝置用于在所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度下基于所提供的傳感器信號(hào)產(chǎn)生指示所述輪胎(104)的印跡的分析信號(hào)。
2.按照權(quán)利要求1的分析線路(700)，其中，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置(108)具有可變的放大器(702)，能夠向所述放大器(70 輸入所述傳感器信號(hào)，并且所述放大器(702)的放大系數(shù)能夠借助控制信號(hào)改變，所述控制信號(hào)以所述可變的放大器(702)的輸出信號(hào)為基石出。
3.按照權(quán)利要求2的分析線路(700)，其中，所述分析裝置(110)具有微控制器(704)， 所述可變的放大器(70 的輸出信號(hào)能夠輸入所述微控制器(704)，所述微控制器(704)基于所述輸出信號(hào)產(chǎn)生分析信號(hào)并且基于所述輸出信號(hào)產(chǎn)生所述控制信號(hào)并且輸入所述放大器(702)。
4.按照權(quán)利要求3的分析線路(700)，其中，所述微控制器(704)基于所述輸出信號(hào)產(chǎn)生所述分析信號(hào)，從而所述分析信號(hào)不低于能夠預(yù)先設(shè)定的下閾值并且不超過能夠預(yù)先設(shè)定的上閾值。
5.按照權(quán)利要求1的分析線路(800)，其中，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置(108)具有采樣保持元件(802)，所述采樣保持元件用于保存所述傳感器信號(hào)的強(qiáng)度并基于此給所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器(10 并聯(lián)可變的電容(804)，使得輸入到所述分析裝置(110)中的傳感器信號(hào)的強(qiáng)度能夠相應(yīng)地變化。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的分析線路(800)，其中，所述分析裝置(110)具有比較器(806)，連接所述比較器用于基于與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)的兩個(gè)彼此先后相隨的過零點(diǎn)之間的距離來求得所述輪胎(104)的印跡的長度。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的分析線路(800)，具有時(shí)間常數(shù)改變單元(804)，該時(shí)間常數(shù)改變單元能夠與所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器(10 并聯(lián)從而改變所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器(10 的時(shí)間常數(shù)。
8.用于求得輪胎(104)的印跡的裝置(150)，其中，所述裝置(150)具有 機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)，該機(jī)電轉(zhuǎn)換器能夠被安裝在所述輪胎(104)上并且用于在所述輪胎(104)的印跡通過過程中由于所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)的彎曲而產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)； 按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的分析線路(100)，用于分析所述輪胎(104)的機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)的傳感器信號(hào)以求得所述輪胎(104)的印跡。
9.按照權(quán)利要求8的裝置(150)，該裝置被設(shè)計(jì)成輪胎模塊或者車輛電子模塊。
10.車輛，具有按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的分析線路(100)或者按照權(quán)利要求8或9中任一項(xiàng)的裝置(150)。
11.用于分析輪胎(104)的機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)的傳感器信號(hào)以求得所述輪胎(104)的印跡的方法，其中，所述方法具有以下步驟眷接收所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器(10 的與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)由于所述機(jī)電轉(zhuǎn)換器(10 在所述輪胎(104)的印跡通過過程中的彎曲而產(chǎn)生； 基于所述傳感器信號(hào)的強(qiáng)度調(diào)節(jié)用于分析所述傳感器信號(hào)的分析線路(100)的輸入靈敏度，從而以所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度能夠分析完整的傳感器信號(hào)；眷在所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度下基于所接收的傳感器信號(hào)產(chǎn)生分析信號(hào)，使得所述分析信號(hào)指示所述輪胎(104)的印跡。
12.計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，在該存儲(chǔ)介質(zhì)中保存有用于分析輪胎(104)的機(jī)電轉(zhuǎn)換器(10 的傳感器信號(hào)以求得所述輪胎(104)的印跡的程序，該程序用于執(zhí)行或控制按照權(quán)利要求11的方法。
13.用于分析輪胎(104)的機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)的傳感器信號(hào)以求得所述輪胎(104)的印跡的程序元件，當(dāng)所述程序元件被處理器執(zhí)行時(shí)，所述程序元件用于執(zhí)行或控制按照權(quán)利要求11的方法。
全文摘要
輪胎的機(jī)電轉(zhuǎn)換器用的印跡-分析線路分析輪胎(104)機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)的傳感器信號(hào)以求得輪胎(104)印跡，分析線路(100)具有傳感器信號(hào)輸入端(106)，在其上能夠提供機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)的與時(shí)間相關(guān)的電的傳感器信號(hào)，傳感器信號(hào)可由于機(jī)電轉(zhuǎn)換器(102)在輪胎(104)的印跡通過過程中的彎曲產(chǎn)生。分析線路(100)還包含靈敏度調(diào)節(jié)裝置(108)，其基于傳感器信號(hào)的強(qiáng)度調(diào)節(jié)分析線路(100)的輸入靈敏度，從而以所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度可對(duì)完整的傳感器信號(hào)進(jìn)行分析。分析線路(100)還具有分析裝置(110)，其在所調(diào)節(jié)的輸入靈敏度下基于所提供的傳感器信號(hào)產(chǎn)生指示輪胎(104)的印跡的分析信號(hào)。
文檔編號(hào)B60C23/06GK102180070SQ20101062502
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者S·卡曼 申請(qǐng)人:歐陸汽車有限責(zé)任公司