DE102010016551A1

DE102010016551A1 - Verfahren zum Überwachen oder Messen der Profiltiefe bei einem Fahrzeugreifen mit einem Reifenmodul

Info

Publication number: DE102010016551A1
Application number: DE201010016551
Authority: DE
Inventors: Stefan Kammann; Peter Säger; Joachim Busche; Marian Rostek
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2011-10-27
Anticipated expiration: 2030-04-22
Also published as: DE102010016551B4

Abstract

Um ein Verfahren bereitzustellen, mit dem auf einfache Weise die Profiltiefe von Fahrzeugreifen gemessen und überwacht werden können, wird folgendes Verfahren mit folgenden Schritten vorgeschlagen: a) Bestimmung der Latschlänge des Fahrzeugreifens mit einem auf der Reifeninnenseite angeordneten Reifenmodul mit einem Verformungssensor, wobei der Verformungssensor die Verformung des Fahrzeugreifens bei Eintritt und Austritt aus der Bodenaufstandsfläche auswertet und daraus die Latschlänge des Fahrzeugreifens bestimmt, b) Abspeichern der Messwerte (1) für die Latschlänge in der Anfangsphase bei dem der Fahrzeugreifen neuwertig ist und der Fahrzeugreifen seine maximale Profiltiefe aufweist, c) Durchführung einer Langzeitstatistik bei der die Messwerte für die Latschlänge mit vorhergehenden Messwerten aus der Anfangsphase verglichen werden, wobei die Messwerte (2) jeweils im Vergleich zu einem unbeladenen Fahrzeug mit einem vorgegeben Reifendruck kalibriert werden, d) Detektieren einer signifikanten Abnahme (3) der Profiltiefe, wobei diese Abnahme indirekt über eine signifikante Reduzierung der Latschlänge bestimmt wird e) Aktivierung ei die dem Fahrzeughalter einen Unterschreitung einer vorgegeben Profiltiefe anzeigt und dem Fahrzeughalter dazu anhält, die Profiltiefe der Fahrzeugreifen zu kontrollieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen oder Messen der Profiltiefe bei einem Fahrzeugreifen mit einem Reifenmodul.
Mit Transpondern versehene Reifenmodule werden im Reifen für verschiedene Aufgaben eingesetzt. Hierzu zählt insbesondere eine Reifenidentifikation, mit der ein Automobilhersteller u. a. schnell sowie automatisiert feststellen kann, aus welchem Reifenwerk ein bestimmter Reifen geliefert wurde und an welches Fahrzeug der Reifen montiert wurde. Andere Aufgaben sind in der Regel eine Luftdrucküberwachung, eine Temperaturmessung oder die Messung von mechanischen Spannungszuständen im Reifen. Moderne Transponder bestehen aus einem Elektronikbauteil bzw. -Chip, in dem Sensorelemente angeordnet sein können sowie aus einer an dieses Elektronikbauteil angeschlossenen Antenne. Ein Beispiel für einen solchen Transponder offenbart die DE 102 43 441 A1 .
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem auf einfache Weise die Profiltiefe von Fahrzeugreifen gemessen und überwacht werden können.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit folgenden Schritten:

a) Bestimmung der Latschlänge des Fahrzeugreifens mit einem auf der Reifeninnenseite angeordneten Reifenmodul mit einem, Verformungssensor, wobei der Verformungssensor die Verformung des Fahrzeugreifens bei Eintritt und Austritt aus der Bodenaufstandsfläche auswertet und daraus die Latschlänge des Fahrzeugreifens bestimmt,
b) Abspeichern der Messwerte für die Latschlänge in der Anfangsphase bei dem der Fahrzeugreifen neuwertig ist und der Fahrzeugreifen seine maximale Profiltiefe aufweist,
c) Durchführung einer Langzeitstatistik bei der die Messwerte für die Latschlänge mit vorhergehenden Messwerten aus der Anfangsphase verglichen werden, wobei die Messwerte jeweils im Vergleich zu einem unbeladenen Fahrzeug mit einem vorgegeben Reifendruck kalibriert werden,
d) Detektieren einer signifikanten Abnahme der Profiltiefe, wobei diese Abnahme indirekt über eine signifikante Reduzierung der Latschlänge bestimmt wird
e) Aktivierung einer Warnmeldung bei Erreichen eines Schwellwertes, die dem Fahrzeughalter einen Unterschreitung einer vorgegeben Profiltiefe anzeigt und dem Fahrzeughalter dazu anhält, die Profiltiefe der Fahrzeugreifen zu kontrollieren.

Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass mit diesem Verfahren auf einfache Weise und automatisch die Profiltiefe von Fahrzeugreifen gemessen und überwacht werden können. Bei dem Verfahren ist lediglich eine Zusatzsoftware notwendig zur Auswertung der Messsignale, die mit dem Reifenmodul aufgezeichnet werden. Mit der Messung der Latschlänge der Fahrzeugreifen lässt sich indirekt über eine entsprechende Auswertung die Profiltiefe bestimmen und gleichzeitig überwachen. Die Messwerte für die Latschlänge müssen lediglich auf einen vorgegebenen Reifendruck und auf ein unbeladenes Fahrzeug normiert werden, damit über die Latschlänge die Profiltiefe des Fahrzeugreifens bestimmt werden kann. Da in der Regel jeder Fahrzeugreifen mit einem Reifenmodul ausgerüstet wird, lässt sich für jeden Fahrzeugreifen einzeln die Profiltiefe bestimmen und überwachen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt c) zusätzlich die Massebestimmung des Fahrzeuges über eine Analyse des Motormomentes erfolgt, wobei die dadurch ermittelte Masse des Fahrzeuges bei der Kalibrierung der Messerwerte im Vergleich zu einem unbeladenen Fahrzeug berücksichtigt wird. Über die Analyse des Motormomentes und eine entsprechende Langzeitstatistik lässt sich mit hoher Präzision die tatsächliche Masse des Fahrzeuges bestimmen. Die auf diese Weise ermittelte Fahrzeugmasse sollte bei der Kalibrierung der Messwerte für die Latschlänge berücksichtigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Massebestimmung des Fahrzeuges über eine Analyse des Motormomentes eine Langzeitstatistik präzise Ergebnisse liefert, wobei die ermittelte Latschlänge mit Hilfe dieser Ergebnisse kalibriert wird. Mit der Langzeitstatistik lassen sich präzise Werte für die Fahrzeugmasse ermitteln.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwellwert für die Aktivierung der Warnmeldung bei einer signifikanten Abnahme der Latschlänge von 7 bis 10% liegt. Bei diesem Schwellwert hat der Fahrzeugreifen im Allgemeinen eine Profiltiefe erreicht, die gerade noch den gesetzlichen Bestimmungen genügt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die relevanten Messwerte zur Bestimmung der Latschlänge bei den neuwertigen Fahrzeugreifen in einem Datenspeicher von jedem Reifenmodul zu jedem einzelnen Fahrzeugreifen abgespeichert werden. Dadurch lässt sich jeder Fahrzeugreifen am Fahrzeug einzeln überwachen. Die Fahrzeugreifen auf der Antriebsachse haben in der Regel einen höheren Abrieb als die anderen Fahrzeugreifen am Fahrzeug.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die relevanten Messwerte zu einer zentralen Empfangseinheit im Fahrzeug übermittelt werden und dort mit einem Algorithmus ausgewertet werden. Die Messwerte lassen sich in der zentralen Empfangseinheit im Fahrzeug mit einer höheren Präzision auswerten. Außerdem kann in dieser zentralen Empfangseinheit ein Vergleich der Profiltiefen von einzelnen Fahrzeugreifen erfolgen, wodurch die Plausibilität der Messergebnisse noch einmal überprüft werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach der Auswertung der Messdaten dem Fahrzeughalter im Armaturenbrett eine Verschleißanzeige der einzelnen Fahrzeugreifen mit der noch zur Verfügung stehenden Profiltiefe angezeigt wird. Dadurch erhält der Fahrer einen Überblick über den Zustand seiner Fahrzeugreifen. Außerdem kann der Fahrer dann abschätzen, wann ein Wechsel der Fahrzeugreifen erforderlich wird.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach der Bestimmung der noch verbleibenden Profiltiefe einzelne Fahrerregelsysteme automatisch angepasst werden. Beispielsweise könnte die Bremsanlage mit einem ABS-System an die verringerte Profiltiefe der Fahrzeugreifen angepasst werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt a) der Verformungssensor im Fahrzeugreifen ein Piezoelement umfasst. Ein Piezoelement eignet sich besonders als Verformungssensor, weil er einfach in dem Reifenmodul integrierbar ist und mit den Piezoelementen mit einer hohen Präzision die Latschlänge der Fahrzeugreifen bestimmt werden kann.
An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachfolgend erläutert werden. Es zeigt:
1 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der Abzisse die Geschwindigkeit in Stundenkilometern und auf der Ordinate die gemessene Latschlänge des Fahrzeugreifens in mm aufgetragen ist.
Die obere Linie 1 im Diagramm zeigt das Fahrzeugreifenverhalten bei einem neuwertigen Reifen, bei dem das Profil seine maximale Profiltiefe aufweist. Dem Diagramm ist entnehmbar, dass mit steigender Geschwindigkeit eine längere Latschlänge L gemessen wird. Die untere Messlinie bzw. Messkurve 2 zeigt das Verhalten bei einem gealterten und abgefahrenen Fahrzeugreifen, bei dem gerade noch die zulässige Profiltiefe vorliegt. Der Messkurve 2 ist deutlich zu entnehmen, dass bei dem abgefahrenen Fahrzeugreifen die Latschlänge L signifikant geringer ist als bei dem neuwertigen Fahrzeugreifen, dessen Messkurve die Linie 1 zeigt. Die signifikante Abweichung beträgt zwischen 7% und 10% bezogen auf die Latschlänge des neuwertigen Fahrzeugreifens. Das Diagramm in 1 zeigt somit eindeutig, dass über die Messung der Latschlänge L des Fahrzeugreifens die Profiltiefe des Fahrzeugreifens bestimmt bzw. überwacht werden kann. Würde beispielsweise bei einem der Fahrzeugreifen eine Reduzierung der Latschlänge von 7 bis 10% bestimmt werden, würde eine entsprechende Warnmeldung aktiviert werden, die den Fahrer auf eine zu geringe Profiltiefe des entsprechenden Fahrzeugreifens hinweisen würde. Weitere Einflussgrößen für die Latschlänge bei Fahrzeugreifen sind insbesondere die Fahrzeugmasse und der Reifendruck. Daher muss bei der Bestimmung der Latschlänge L des Fahrzeugreifens der Einfluss dieser beiden Größen berücksichtigt bzw. herausgerechnet werden. Es muss somit immer eine sogenannte normierte Latschlänge des Fahrzeugreifens bestimmt werden, bei dem ein Fahrzeug im unbeladenen Zustand mit einem vorgegebenen Reifendruck zugrunde gelegt wird. Für den Fall, dass mit dem Reifenmodul die Fahrzeugmasse berechnet wird, muss die auftretende Langzeitverschiebung kompensiert werden. Um die Grundmasse des Fahrzeugs zu bestimmen, sollte ein unabhängiges Messsystem genutzt werden. Beispielsweise könnte die Massenbestimmung des Fahrzeuges über eine Analyse des Motormoments erfolgen. Die Massenbestimmung über eine Analyse des Motormomentes und eine entsprechende Langzeitstatistik liefert sehr präzise Ergebnisse. Dieser Langzeitmittelwert kann dann mit dem Langzeitmittelwert aus der Massenbestimmung mit dem Reifenmodul verglichen werden. Anschließend würde dann mit den gewonnenen Informationen die Messergebnisse kalibriert werden.
Das Verhalten der neuwertigen Reifen sollte zunächst im Reifenmodul abgespeichert werden und anschließend an die zentrale Empfangseinheit im Fahrzeug übertragen werden. Dadurch werden der zentralen Empfangseinheit kontinuierlich Messdaten zugeführt, die sie über eine Langzeitstatistik auswerten kann. Ein Vergleich der Messwerte des gebrauchten Fahrzeugreifens mit den Messwerten des neuwertigen Fahrzeugreifens ergibt schließlich einen für die Profiltiefe des Fahrzeugreifens signifikanten Wert. Die auf diese Weise festgestellte Profiltiefe kann dazu genutzt werden, dem Fahrer eine Verschleißanzeige seiner Reifen im Armaturenbrett darzustellen. Außerdem sind diese Informationen vorteilhaft, um bestimmte Fahrerregelsysteme anzupassen.
Bezugszeichenliste

1: Messkurve bei einem neuwertigen Fahrzeugreifen
2: Messkurve bei einem gealterten Fahrzeugreifen, der gerade noch die zulässige Profiltiefe aufweist
3: signifikante Abnahme der Latschlänge um 7 bis 10
L: Latschlänge
V: Geschwindigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10243441 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Überwachen oder Messen der Profiltiefe bei einem Fahrzeugreifen mit einem Reifenmodul mit folgenden Schritten: a) Bestimmung der Latschlänge des Fahrzeugreifens mit einem auf der Reifeninnenseite angeordneten Reifenmodul mit einem Verformungssensor, wobei der Verformungssensor die Verformung des Fahrzeugreifens bei Eintritt und Austritt aus der Bodenaufstandsfläche auswertet und daraus die Latschlänge des Fahrzeugreifens bestimmt, b) Abspeichern der Messwerte (1) für die Latschlänge in der Anfangsphase bei dem der Fahrzeugreifen neuwertig ist und der Fahrzeugreifen seine maximale Profiltiefe aufweist, c) Durchführung einer Langzeitstatistik bei der die Messwerte für die Latschlänge mit vorhergehenden Messwerten aus der Anfangsphase verglichen werden, wobei die Messwerte (2) jeweils im Vergleich zu einem unbeladenen Fahrzeug mit einem vorgegeben Reifendruck kalibriert werden, d) Detektieren einer signifikanten Abnahme (3) der Profiltiefe, wobei diese Abnahme indirekt über eine signifikante Reduzierung der Latschlänge bestimmt wird e) Aktivierung einer Warnmeldung bei Erreichen eines Schwellwertes, die dem Fahrzeughalter einen Unterschreitung einer vorgegeben Profiltiefe anzeigt und dem Fahrzeughalter dazu anhält, die Profiltiefe der Fahrzeugreifen zu kontrollieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bei Schritt c) zusätzlich die Massebestimmung des Fahrzeuges über eine Analyse des Motormomentes erfolgt, wobei die dadurch ermittelte Masse des Fahrzeuges bei der Kalibrierung der Messerwerte im Vergleich zu einem unbeladenen Fahrzeug berücksichtigt wird
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Massebestimmung des Fahrzeuges über eine Analyse des Motormomentes eine Langzeitstatistik präzise Ergebnisse liefert, wobei die ermittelte Latschlänge mit Hilfe dieser Ergebnisse kalibriert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert (3) für die Aktivierung der Warnmeldung bei einer signifikanten Abnahme der Latschlänge von 7 bis 10% liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relevanten Messwerte (1) zur Bestimmung der Latschlänge bei den neuwertigen Fahrzeugreifen in einem Datenspeicher von jedem Reifenmodul zu jedem einzelnen Fahrzeugreifen abgespeichert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relevanten Messwerte zu einer zentralen Empfangseinheit im Fahrzeug übermittelt werden und dort mit einem Algorithmus ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Auswertung der Messdaten dem Fahrzeughalter im Armaturenbrett eine Verschleißanzeige der einzelnen Fahrzeugreifen mit der noch zur Verfügung stehenden Profiltiefe angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Bestimmung der noch verbleibenden Profiltiefe einzelne Fahrerregelsysteme automatisch angepasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt a) der Verformungssensor im Fahrzeugreifen ein Piezoelement umfasst.