DE102013208190B4

DE102013208190B4 - Method for monitoring tire wear on a motor vehicle

Info

Publication number: DE102013208190B4
Application number: DE102013208190.1A
Authority: DE
Inventors: Hubert Schumacher
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2033-05-04
Also published as: DE102013208190A1

Abstract

Verfahren zur Überwachung des Reifenverschleißes an einem Kraftfahrzeug, mit einer elektronischen Steuereinheit, wobei:• jedem Rad-Reifen eine Sensoreinheit zugeordnet ist, welche zumindest den Luftdruck im Reifen erfasst und zusammen mit einem Reifen-Identifizierungssignal an die elektronische Steuereinheit übermittelt,• die elektronische Steuereinheit einen Ausgangszustand mit einer absolut oder relativ bekannten Ausgangs-Profiltiefe jedes Reifens erlernt,• entweder die in den Rad-Reifen enthaltenen Sensoreinheiten oder andere Sensoreinheiten zunächst eine Hindernisüberfahrt eines Vorderrades und wenig später die Überfahrt des gleichen Hindernisses durch das sich auf der gleichen Fahrzeugseite befindende Hinterrad erkennen und diese Hindernis-Überfahrten an die elektronische Steuereinheit übermitteln,• in der Zeitspanne zwischen der Hindernisüberfahrt des Vorderrades und des Hinterrades die in dieser Zeitspanne zurückgelegten Drehwinkel des Vorderrades und Hinterrades gemessen und an die Steuereinheit übermittelt werden,• aus der sich über der Betriebsdauer der Reifen ergebenden Änderung der im Lauf einer solchen Hindernisüberfahrt zurückgelegten Rad-Drehwinkel in der Steuereinheit unter Verwendung von Korrekturfaktoren für einen vom Sollwert abweichenden Luftdruck im jeweiligen Reifen sowie für eine von einer Normbeladung des Fahrzeugs abweichende und ermittelte Ist-Beladung des Fahrzeugs auf den Verschleiß der betroffenen Reifen geschlossen wird, und• bei Annäherung des so ermittelten Reifen-Verschleißes an einen Verschleiß-Grenzwert die elektronische Steuereinheit einen Hinweis gibt.Method for monitoring tire wear on a motor vehicle, with an electronic control unit, wherein: • each wheel tire is assigned a sensor unit which detects at least the air pressure in the tire and transmits it to the electronic control unit together with a tire identification signal, • the electronic control unit an initial state with an absolutely or relatively known initial tread depth of each tire is learned, • either the sensor units contained in the wheel tires or other sensor units first detect an obstacle crossing by a front wheel and a little later the crossing of the same obstacle by the rear wheel located on the same side of the vehicle detect and transmit these obstacle crossings to the electronic control unit, • in the period between the obstacle crossing of the front wheel and the rear wheel, the rotation angles of the front wheel and rear wheel covered in this period of time are measured and transmitted to the control unit, • from which the operating time of the Tire-resulting change in the wheel rotation angle covered in the course of such an obstacle crossing in the control unit using correction factors for an air pressure in the respective tire that deviates from the target value as well as for an actual load of the vehicle that deviates from a standard load of the vehicle and is determined on the wear of the affected vehicle Tire is closed, and • when the tire wear determined in this way approaches a wear limit value, the electronic control unit gives an indication.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Reifenverschleißes an einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for monitoring tire wear on a motor vehicle.

Heute noch üblich ist die Messung des Reifenverschleißes an einem Fahrzeug bspw. durch dessen Nutzer mittels eines Profil-Tiefenmessers. Bekannt sind ferner im Profil der Reifen vorgesehene Gummistege, mittels derer das Erkennen der gesetzlichen Verschleißgrenze erleichtert wird. In die gleiche Richtung geht der weiterhin bekannte Vorschlag, durch farbliche Markierungen im Reifenprofil ein Erkennen der aktuellen Profiltiefe zu ermöglichen.It is still common practice today to measure tire wear on a vehicle, for example by its user, using a tread depth gauge. Rubber bars provided in the tire profile are also known, making it easier to recognize the legal wear limit. The well-known suggestion goes in the same direction to make it possible to recognize the current tread depth through colored markings in the tire tread.

Als Stand der Technik sei ferner die in neueren Fahrzeugen verbaute Reifendrucküberwachung genannt, welche zukünftig mit in den Reifen montierten Reifensensoren realisiert werden wird. Diese künftigen Reifensensoren sind eindeutig mit dem jeweiligen Reifen verbaut und ermöglichen somit eine eindeutige Identifizierung des jeweiligen Reifens. Bekannt wurden bereits Reifensensoren, welche mittels einer Zusatzsensorik den Latschdurchgang des Reifens genau detektieren und damit die genaue Position des Sensors detektieren können. Grundsätzlich können derartige Reifensensoren bspw. über ein RF-Protokoll (insbesondere Bluetooth) Informationen an eine im Fahrzeug verbaute elektronische Rechen- und Steuereinheit senden, wie bspw. über den Druck und die Temperatur im jeweiligen Reifen sowie dessen Identifikationssignal. Eine solche Reifensensorik kann auch in der Lage sein, den aktuell befahrenen Untergrund abzutasten und dabei Unebenheiten der Fahrbahn zu detektieren und in Abhängigkeit der Unebenheit zum Zeitpunkt der Detektion ein bestimmtes RF-Telegramm an die genannte elektronische Steuereinheit zu versenden. Bekannt wurden auch bereits Sensoren zur Reifenfülldrucküberwachung, die am Reifen-Innenliner befestigt sind und dadurch exakt den Eingang in und den Ausgang aus dem/den sog. Reifen-Latsch, d.h. der Verformung des Reifens in seiner aktuellen Aufstandsfläche, erkennen können. Hierbei können als Alternative zu Beschleunigungssensoren auch piezobasierte Sensoren eingesetzt werden, die durch ihre Verformung beim Eintritt in den Latsch ein Spannungssignal erzeugen.The state of the art also includes tire pressure monitoring installed in newer vehicles, which will be implemented in the future with tire sensors installed in the tires. These future tire sensors are clearly installed with the respective tire and thus enable the respective tire to be clearly identified. Tire sensors have already become known, which use additional sensors to precisely detect the tire's contact and can therefore detect the exact position of the sensor. In principle, such tire sensors can, for example, send information to an electronic computing and control unit installed in the vehicle via an RF protocol (in particular Bluetooth), such as the pressure and temperature in the respective tire and its identification signal. Such a tire sensor system can also be able to scan the surface currently being traveled on and thereby detect unevenness in the road and, depending on the unevenness at the time of detection, send a specific RF telegram to the electronic control unit mentioned. Sensors for tire inflation pressure monitoring have already become known, which are attached to the tire inner liner and can therefore precisely detect the entrance into and exit from the so-called tire contact area, i.e. the deformation of the tire in its current contact area. As an alternative to acceleration sensors, piezo-based sensors can also be used, which generate a voltage signal through their deformation when entering the surface.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2009 006 705 A1 ein Verfahren zum Erkennen der Abnutzung an einer Lauffläche von mindestens einem Reifen. Der nachveröffentlichten DE 10 2012 217 901 B3 ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils eines Reifens als bekannt zu entnehmen. Außerdem ist aus der DE 10 2004 029 370 A1 ein System zur Erkennung eines Reifendruckverlustes bekannt.Furthermore, the reveals DE 10 2009 006 705 A1 a method for detecting wear on a tread of at least one tire. The subsequently published one DE 10 2012 217 901 B3 a method for determining a tread depth of a profile of a tire can be seen as known. In addition, from the DE 10 2004 029 370 A1 a system for detecting a loss of tire pressure is known.

In diesem technischen Umfeld, bei welchem in modernen Kraftfahrzeuge zwar eine Vielzahl von Sicherheitssystemen verbaut sind, aber über den Abnutzungszustand der Reifen, welche die einzige Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Straße darstellen, zum heutigen Zeitpunkt nicht mehr bekannt ist als in früheren Zeiten, wobei insbesondere die Profiltiefe der Reifen von maßgeblichem Einfluss auf die Fahrdynamik und Fahr-Sicherheit des Fahrzeugs hat, insbesondere bei widrigen Umweltbedingungen wie starker Regen sowie Eis und Schnee, soll nun vorliegend ein Verfahren zur automatischen Überwachung des Reifenverschleißes an einem Kraftfahrzeug aufgezeigt werden (= „Aufgabe“).In this technical environment, in which a large number of safety systems are installed in modern motor vehicles, but no more is known today than in earlier times about the state of wear of the tires, which represent the only connection between the vehicle and the road In particular, the tread depth of the tires has a significant influence on the driving dynamics and driving safety of the vehicle, especially in adverse environmental conditions such as heavy rain as well as ice and snow, a method for automatically monitoring tire wear on a motor vehicle is now to be demonstrated (= "task ").

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Überwachung des Reifenverschleißes an einem Kraftfahrzeug mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen, bestehend aus in einer elektronischen Steuereinheit durchgeführten Verfahrensschritten unter Verwendung der weiterhin aufgeführten gegenständlichen Merkmale.The solution to this problem consists in a method for monitoring tire wear on a motor vehicle with the features listed in claim 1, consisting of process steps carried out in an electronic control unit using the additional features listed.

Zunächst ist erfindungsgemäß jedem Rad-Reifen eine Sensoreinheit eindeutig zugeordnet, welche zumindest den Luftdruck im Reifen erfasst und zusammen mit einem Reifen-Identifizierungssignal an eine elektronische Steuereinheit übermittelt. Damit ist jeder Reifen des Fahrzeugs durch die elektronische Steuereinheit individuell identifizierbar. Vorgesehen ist weiterhin eine bzw. die bereits genannte elektronische Steuereinheit (und Recheneinheit), die für jeden am Fahrzeug montierten Reifen einen Ausgangszustand geeignet erlernt, in welchem absolut oder relativ eine Ausgangs-Profiltiefe jedes Reifens bekannt ist.First, according to the invention, each wheel tire is uniquely assigned a sensor unit, which detects at least the air pressure in the tire and transmits it to an electronic control unit together with a tire identification signal. This means that each tire of the vehicle can be individually identified by the electronic control unit. Furthermore, one or the already mentioned electronic control unit (and computing unit) is provided, which appropriately learns an initial state for each tire mounted on the vehicle, in which an initial tread depth of each tire is known in absolute or relative terms.

Weiterhin ist vorgesehen, dass vorzugsweise die in den Rad-Reifen enthaltenen Sensoreinheiten, alternativ andere geeignete Sensoreinheiten, bspw. in Form von dem Fachmann bekannten sog. Höhenstandsensoren, zunächst eine aufgrund örtlicher Gegebenheiten auf der Fahrbahn erfolgende Hindernisüberfahrt eines Vorderrades erkennen und wenig später die Überfahrt des gleichen Hindernisses durch das sich auf der gleichen Fahrzeugseite befindende Hinterrad erkennen. Eine solche für das linke und/oder rechte Vorderrad des Fahrzeugs erkannte Hindernis-Überfahrt und eine darauf folgende für das linke und/oder rechte Hinterrad des Fahrzeugs erkannte Hindernis-Überfahrt werden dann an die elektronische Steuereinheit übermittelt. Dabei kann es sich bei dem genannten Hindernis bspw. um eine Querfuge oder Bodenschwelle in der Fahrbahn handeln, aber auch um ein Schlagloch oder eine andere Vertiefung, welche eine sich vom Abrollen des Rades bzw. Reifens auf einer ebenen, glatten Fahrbahn unterscheidende Verformung des Reifens beim Überfahren dieses Hindernisses hervorruft. Alternativ kann eine solche Hindernis-Überfahrt oder Durchfahrt durch eine Schlagloch aber auch aus einer Einfeder- oder Ausfederbewegung des jeweiligen Rades erkannt werden, wenngleich die Erkennung mittels Reifensensoren, die vorzugsweise entweder einen Beschleunigungs-Aufnehmer oder einen eine Verformung des Reifens registrierenden Piezosensor enthalten, eine größere Genauigkeit erwarten lässt. Mit einem Beschleunigungs-Aufnehmer wird dabei die Beschleunigung, die der Reifen beim Überfahren des Hindernisses erfährt, erfasst, während ein im reifen geeignet angebrachter Piezosensor jede Verformung des Reifens, und somit auch eine aus einer Hindernis-Überfahrt resultierende Reifen-Verformung zu erfassen in der Lage ist. Im Falle eines die Reife-Verformung erfassenden Piezosensors kann es noch erforderlich sein, die auf dem Reifen-Latsch basierende Verformung auszublenden, d.h. bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausdrücklich nicht zu berücksichtigen, was aber einfach möglich ist, da sich bezogen auf einen bestimmten Umfangsabschnitt des Reifens bezogen der Latsch mit einer der Raddrehzahl entsprechenden Periodizität einstellt.Furthermore, it is provided that preferably the sensor units contained in the wheel tires, alternatively other suitable sensor units, for example in the form of so-called level sensors known to those skilled in the art, first detect an obstacle crossing by a front wheel due to local conditions on the road and a little later the crossing of the same obstacle through the rear wheel located on the same side of the vehicle. Such an obstacle crossing recognized for the left and/or right front wheel of the vehicle and a subsequent obstacle crossing recognized for the left and/or right rear wheel of the vehicle are then transmitted to the electronic control unit. The obstacle mentioned can be, for example, a transverse joint or speed bump in the road, but also a pothole or other depression that causes a deformation of the tire that differs from the rolling of the wheel or tire on a flat, smooth road when driving over this obstacle. Alternatively, such an obstacle crossing or passage through a pothole can also be recognized from a compression or rebound movement of the respective wheel, although the detection is carried out using tire sensors, which preferably contain either an acceleration sensor or a piezo sensor that registers a deformation of the tire greater accuracy can be expected. An acceleration sensor is used to record the acceleration that the tire experiences when driving over an obstacle, while a piezo sensor appropriately mounted in the tire is used to record any deformation of the tire, and thus also any tire deformation resulting from driving over an obstacle location is. In the case of a piezo sensor that detects the tire deformation, it may still be necessary to hide the deformation based on the tire contact, that is, to explicitly not take it into account when carrying out the method according to the invention, but this is easily possible because it relates to a specific circumferential section of the tire, the contact adjusts with a periodicity corresponding to the wheel speed.

Auf die weiteren erfindungswesentlichen Merkmale eingehend werden nun in derjenigen Zeitspanne, die zwischen der Hindernisüberfahrt des Vorderrades und des Hinterrades liegt, die in dieser Zeitspanne zurückgelegten bzw. gefahrenen oder abgewälzten Drehwinkel des jeweiligen Vorderrades und des jeweiligen Hinterrades gemessen und an die Steuereinheit übermittelt. Diese Drehwinkelmessung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe der üblichen und an jedem Rad für ein gängiges im Fahrzeug-Bremssystem vorgesehenes Rad-Antiblockiersystem oder Rad-Schlupfregelsystem vorgesehenen Drehzahlsensoreinheiten.Looking at the other features essential to the invention, the angle of rotation of the respective front wheel and the respective rear wheel that is covered or driven or rolled during this period of time is now measured in the period of time between the obstacle crossing of the front wheel and the rear wheel and transmitted to the control unit. This rotation angle measurement is preferably carried out with the help of the usual speed sensor units provided on each wheel for a common wheel anti-lock braking system or wheel slip control system provided in the vehicle brake system.

Naturgemäß nimmt der statische Reifendurchmesser mit zunehmendem Verschleiß eines Reifens ab, so dass sich mit zunehmendem Reifenverschleiß für die gleiche zurückgelegte Wegstrecke bei ansonsten unveränderten Randbedingungen ein größerer Rad-Drehwinkel ergibt. Vorliegend wird nun selbsttätig eine exakt definierte Wegstrecke gewählt, über welcher der über der Betriebsdauer des jeweiligen Reifens und damit einhergehendem zunehmendem Reifenverschleiß der sich über dieser exakt definierten Wegstrecke vergrößernde Rad-Drehwinkel festgestellt und vorzugsweise für einen längerfristigen Vergleich kontinuierlich festgehalten werden kann, nämlich der Radstand des Fahrzeugs, d.h. der Abstand zwischen der Vorderachse und der Hinterachse des Fahrzeugs. Letzterer ist für eine elektronische Steuereinheit, welche das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, einfach anhand von Hindernis-Überfahrten erkennbar, indem zunächst erkennbar bspw. das Vorderrad der der linken Fahrzeug-Seite anhand der Reifenverformung oder dgl. erkennbar über ein Hindernis fährt und kurze Zeit später auch das Hinterrad der linken Fahrzeug-Seite zu diesem Hindernis gelangt.Naturally, the static tire diameter decreases as the wear of a tire increases, so that with increasing tire wear, a larger wheel rotation angle results for the same distance traveled under otherwise unchanged boundary conditions. In the present case, an exactly defined distance is now automatically selected, over which the wheel rotation angle, which increases over this exactly defined distance, can be determined and preferably recorded continuously for a longer-term comparison, namely the wheelbase of the vehicle, i.e. the distance between the front axle and the rear axle of the vehicle. The latter can be easily recognized by an electronic control unit that carries out the method according to the invention on the basis of obstacle crossings, for example in that the front wheel on the left side of the vehicle can be recognized as driving over an obstacle based on the tire deformation or the like and a short time later the rear wheel on the left side of the vehicle reaches this obstacle.

Dies nutzend wird vorliegend erfindungsgemäß in der besagten Steuereinheit aus der sich über der Betriebsdauer der Reifen ergebenden Änderung der im Lauf einer solchen Hindernisüberfahrt zurückgelegten Rad-Drehwinkel unter Verwendung geeigneter Korrekturfaktoren für einen vom Sollwert abweichenden Luftdruck im jeweiligen Reifen sowie für eine von einer Normbeladung des Fahrzeugs abweichende und geeignet ermittelte Ist-Beladung des Fahrzeugs auf den Verschleiß der betroffenen Reifen geschlossen. Weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen sind demnach Korrekturfaktoren für die beiden größten während einer solchen Messung nicht auszuschließende Fehlergrößen bzw. sich nenennswerte ändernde Randbedingungen, nämlich den Luftdruck im Reifen und die Beladung des Fahrzeugs, welche beide von nicht vernachlässigbarem Einfluss auf den dynamischen Radradius sind. Dieser Stör-Einfluss kann aber mit vorzugsweise experimentell ermittelten und in geeigneten Kennfeldern oder dgl. in der Steuereinheit abgelegten Korrekturfaktoren (multiplikativ oder additiv) korrigiert oder kompensiert werden. Während der Luftdruck im Reifen wie eingangs erläutert von einer Reifen-sensoreinheit direkt gemessen wird, kann die aktuelle Beladung des Fahrzeugs bspw. in modernen im Fahrzeug installierten Fahrdynamik-Rechnern oder dgl. bereits bekannt sein und somit der erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit einfach mitgeteilt werden. Solche modernen Fahrdynamikrechner bestimmten nämlich die aktuelle Fahrzeugmasse oder die Beladung des Fahrzeugs fortlaufend beispielsweise anhand des Beschleunigungsverhaltens des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Abgabeleistung des Fahrzeug-Antriebsaggregats oder unter Verwendung einer bekannten aufgebrachten Bremskraft anhand der „negativen“ Beschleunigung des Fahrzeugs. Aber auch mithilfe der im Reifen installierten Sensoreinheit kann bekanntlich über die Analyse des Latsches auf die Beladung des Fahrzeugs geschlossen werden.In the present invention, this is used in the said control unit from the change in the wheel rotation angle covered in the course of such an obstacle crossing, which occurs over the operating period of the tires, using suitable correction factors for an air pressure in the respective tire that deviates from the target value and for a standard loading of the vehicle Different and appropriately determined actual load of the vehicle indicates the wear of the affected tires. Furthermore, according to the invention, correction factors are provided for the two largest error variables that cannot be excluded during such a measurement or notable changing boundary conditions, namely the air pressure in the tire and the load of the vehicle, both of which have a non-negligible influence on the dynamic wheel radius. However, this disruptive influence can be corrected or compensated for using correction factors (multiplicative or additive) that are preferably determined experimentally and stored in suitable maps or the like in the control unit. While the air pressure in the tire is measured directly by a tire sensor unit as explained at the beginning, the current load of the vehicle can, for example, already be known in modern driving dynamics computers or the like installed in the vehicle and can therefore be easily communicated to the electronic control unit according to the invention. Such modern driving dynamics computers determine the current vehicle mass or the load of the vehicle continuously, for example based on the acceleration behavior of the vehicle depending on the output power of the vehicle drive unit or using a known applied braking force based on the “negative” acceleration of the vehicle. But with the help of the sensor unit installed in the tire, it is also known that the load of the vehicle can be determined by analyzing the contact.

In Kenntnis des solchermaßen langfristig über der Betriebsdauer der jeweiligen Reifen ermittelten Reifen-Verschleißes weist schließlich die elektronische Steuereinheit geeignet auf eine Annäherung an einen Verschleiß-Grenzwert, der der elektronischen Steuereinheit bekannt ist, hin, wobei ein solcher Hinweis auf jede bekannte Weise erfolgen kann.With knowledge of the tire wear determined in this way over the long term over the operating period of the respective tires, the electronic control unit finally indicates an approach to a wear limit value that is known to the electronic control unit, whereby such an indication can be made in any known way.

Zur Steigerung der Robustheit des erfindungsgemäßen Verfahrens können lediglich solche Messungen der zwischen einer Hindernisüberfahrt des Vorderrades und des Hinterrades zurückgelegten Drehwinkel des Vorderrades und Hinterrades berücksichtigt werden, bei denen die Hindernisüberfahrt des Hinterrades innerhalb eines anhand der aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (und dem Radstand als verwendete Messstrecke) geschätzten Zeitfensters erfolgt.To increase the robustness of the method according to the invention, only such measurements can be taken between the front wheel and the rear wheel crossing an obstacle The angle of rotation of the front wheel and rear wheel must be taken into account, in which the obstacle crossing of the rear wheel takes place within a time window estimated based on the current driving speed of the vehicle (and the wheelbase as the measuring distance used).

In anderen Worten ausgedrückt wird als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass ausgehend von einem Reifendrucküberwachungssystem, mit (im Falle eines PKW's) vier radseitig montierten Reifen-Sensoreinheiten, welche den Latscheingang am Reifen exakt ermitteln können und/oder geeignet außergewöhnliche Beschleunigungen aufzuzeigen in der Lage sind, diese Reifen-Sensoreinheiten bei Erkennung einer mehr oder weniger signifikanten Hindernisüberfahrt ein RF-Telegramm aussenden. Die Erkennung des Hindernisses kann dabei durch Auswertung eines Beschleunigungssensors oder Piezosensors erfolgen. Das Aussenden des RF-Signals kann entweder direkt bei Erkennen der Hindernisüberfahrt oder mit einem genau bekannten und dem ausgesandten Telegramm beigefügten Zeitverzug erfolgen.In other words, as a preferred embodiment of the present invention, it is proposed that, starting from a tire pressure monitoring system, with (in the case of a car) four tire sensor units mounted on the wheel side, which can precisely determine the contact input on the tire and/or suitably indicate exceptional accelerations in the These tire sensor units are able to send out an RF telegram when a more or less significant obstacle is detected. The obstacle can be detected by evaluating an acceleration sensor or piezo sensor. The RF signal can be sent either directly when the obstacle is detected or with a precisely known time delay that is attached to the sent telegram.

Wenn das Vorderrad ein Hindernis überfährt, dann ist davon auszugehen, dass auch das Hinterrad derselben fahrzeugseite dasselbe Hindernis überfährt. Dazwischen liegt eine Fahrstrecke L, nämlich der Achsabstand, und über die aktuelle Fahrgeschwindigkeit v auch ein zeitlicher Abstand t, in dem das Überfahren des Hindernisses durch das entsprechende Hinterrad erwartet wird, nämlich t = L/v. Durch ein solches Zeitfester t kann die Robustheit des vorgestellten Systems für eine Reifenverschleiss-Erkennung weiter erhöht werden.If the front wheel drives over an obstacle, it can be assumed that the rear wheel on the same side of the vehicle will also drive over the same obstacle. In between there is a distance L, namely the axle distance, and, based on the current driving speed v, also a time distance t in which the corresponding rear wheel is expected to drive over the obstacle, namely t = L/v. With such a time limit t, the robustness of the presented system for tire wear detection can be further increased.

Im einzelnen sieht die vorgestellte Verschleiß-Erkennung folgende Schritte vor:

(1) Am Vorderrad wird eine Hindernisüberfahrt erkannt und es sendet dessen Sensoreinheit ein entsprechendes RF Telegramm, woraufhin die Raddrehzahl-Zähler der Drehzahlsensor-Zähne des ABS-Systems gestartet werde, und zwar für sowohl das Vorderrad als auch für das Hinterrad der besagten Fahrzeugseite.
(2) Am Hinterrad dieser Fahrzeugseite wird eine eine Hindernisüberfahrt im erwarteten Zeitfenster erkannt, woraufhin dessen Sensoreinheit ein entsprechendes RF Telegramm sendet und die besagten Zahnzähler der ABS Drehzahlsensoren gestoppt werden.
(3) Im folgenden wird die die Zahl der gezählten Zähne bei Durchfahren der Strecke L in Relation zu einem Reifenverschleiß gebracht, jedoch werden hierfür Zusatzinformationen benötigt. So ist die Eindeutigkeit der Räder und Reifen sicherzustellen, was durch den Verbau von reifenseitig montierten Sensoren gewährleistet ist, so dass das Identifizierungssignal der versendenden Radelektronik immer eindeutig mit einem bestimmten Reifen verknüpft ist. Bei Erkennung einer Veränderung der Radelektroniken muss das System neu initialisiert werden unter Vorgabe der Profiltiefe des aktuell anzulernenden Zustands. Selbstverständlich muss en Zustand muss eingelernt werden, um ausgehend davon eine Änderung erkennen zu können, die mit dem Reifenverschleiß korreliert. Weiterhin sind der Reifendruck und die Beladung des Fahrzeugs zu überwachen, damit der sich ändernde Rollumfang dem Reifenverschleiß zugeordnet werden kann. Dafür ist der Zusammenhang des dynamischen Radradius und dem Reifendruck und Beladung zu berücksichtigen.
(4) Schließlich kann durch Auswertung der mittleren Zähnezahl zwischen den beiden RF-Signalen der vorderen und der hinteren Reifensensoren auf einen mittleren Radius eines Rades geschlossen werden. Die Änderung dieses mittleren Radius erlaubt einen direkt Rückschluss auf ein Abnehmen der Profiltiefe des jeweiligen Reifens und es kann durch Festlegung entsprechender Schwellen ein Verschleiß-Hinweis generiert werden, der dann fahrzeugseitig (durch den Nutzer) oder serviceseitig (bei Übermittlung an einen Servicebetrieb) verwertet werden kann.

In detail, the wear detection presented provides for the following steps:

(1) An obstacle crossing is detected on the front wheel and its sensor unit sends a corresponding RF telegram, whereupon the wheel speed counter of the speed sensor teeth of the ABS system is started, for both the front wheel and the rear wheel of the vehicle side in question.
(2) An obstacle crossing is detected on the rear wheel on this side of the vehicle in the expected time window, whereupon its sensor unit sends a corresponding RF telegram and the tooth counters of the ABS speed sensors are stopped.
(3) In the following, the number of teeth counted when driving through the distance L is related to tire wear, but additional information is required for this. The uniqueness of the wheels and tires must be ensured, which is guaranteed by installing sensors mounted on the tire side, so that the identification signal from the sending wheel electronics is always clearly linked to a specific tire. If a change in the wheel electronics is detected, the system must be reinitialized by specifying the profile depth of the current state to be learned. Of course, a condition must be learned in order to be able to recognize a change that correlates with tire wear. Furthermore, the tire pressure and the load of the vehicle must be monitored so that the changing rolling circumference can be attributed to tire wear. To do this, the connection between the dynamic wheel radius and the tire pressure and load must be taken into account.
(4) Finally, an average radius of a wheel can be determined by evaluating the average number of teeth between the two RF signals from the front and rear tire sensors. The change in this mean radius allows a direct conclusion to be drawn about a decrease in the tread depth of the respective tire and a wear indication can be generated by setting appropriate thresholds, which can then be used by the vehicle (by the user) or by the service provider (when transmitted to a service company). can.

Dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs, in welchem ein modernes Reifendrucküberwachungssystem mit einem in den Reifen befestigten Sensoren verbaut ist, kann mit der vorliegenden Erfindung eine Reifenverschleißanzeige angeboten werden. Hierfür wird keinen zusätzliche Hardware benötigt. Damit kann für den Fahrzeug-Nutzer die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. Der Fahrzeug-Nutzer wird rechtzeitig über den Zustand der Fahrzeug-Reifen informiert, ohne dass er sich speziell mit diesem Thema befassen muss. Werkstätten können über eine Teleservice Anbindung über den Zustand der Reifen informiert werden und ihren Kunden Wartungshinweise geben und sich auf die Wartung vorbereiten, indem die benötigten Reifen bereits vorrätig sind. Reifenverschleiß als Mangel bei einer regelmäßigen gesetzlichen Fahrzeugdurchsicht gehört damit der Vergangenheit an.With the present invention, the driver of a motor vehicle in which a modern tire pressure monitoring system with sensors mounted in the tires is installed can be offered a tire wear indicator. No additional hardware is required for this. This can increase road safety for the vehicle user. The vehicle user is informed in a timely manner about the condition of the vehicle tires without having to specifically deal with this issue. Workshops can be informed about the condition of the tires via a teleservice connection and can give their customers maintenance instructions and prepare for maintenance by already having the required tires in stock. Tire wear as a defect in regular vehicle inspections is now a thing of the past.

Die beigefügte ( ) zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug in Seitenansicht mit einer im Vorderrad installierten Reifen-Sensoreinheit SV, einer im Hinterrad installierten Reifen-Sensoreinheit SH, einem Rad-Drehzahlsensor DZV des Vorderrads und einem Rad-Drehzahlsensor DZH des Hinterrads, wobei ferner der Abstand zwischen der Radmitte des Vorderrads und des Hinterrads mit dem Buchstaben L gekennzeichnet ist. Mit A ist eine Antenne bezeichnet, die die in Form von RF-Telegrammen gesendeten Signale der Reifen-Sensoreinheiten SV, SH empfängt und an eine in dieser Figur nicht dargestellte elektronische Steuereinheit zur Auswertung gemäß dem hier beschriebenen Verfahren weiterleitet, wenn das Fahrzeug ein Hindernis H überfährt.The enclosed ( ) schematically shows a motor vehicle in a side view with a tire sensor unit SV installed in the front wheel, a tire sensor unit SH installed in the rear wheel, a wheel speed sensor DZV of the front wheel and a wheel speed sensor DZH of the rear wheel, whereby the distance between the wheel center of the The front wheel and the rear wheel are marked with the letter L. With A is one Antenna, which receives the signals sent in the form of RF telegrams from the tire sensor units SV, SH and forwards them to an electronic control unit (not shown in this figure) for evaluation according to the method described here when the vehicle drives over an obstacle H.

In ( ) ist in Form eines einfachen Flußdiagramms ein Beispiel für einen für jeden Fahrzyklus des Fahrzeugs zu durchlaufenden Verfahrens-Ablauf zur Verschleißermittlung dargestellt. Die einzelnen Felder 20 - 29 stehen dabei für die folgenden Verfahrensschritte:

20: Start
21: Identifikation der Reifen
22: Abfrage: Reifen bekannt ?
23: Abfrage nach einem Startwert für die Profiltiefe des nicht bekannten Reifens
24: Anlernen der Startwert der nicht bekannten Reifen
25: Abfrage, ob Lernwerte aus vorhergehenden Fahrzyklen vorliegen
26: Ermittlung aktueller Werte für die einzelnen Reifen
27: Vergleich des aktuellen Zustands mit den Startwerten der einzelnen Reifen
28: Bewertung des Reifenzustands, ggf. mit Aktionen (in Form eines Hinweises)
29: Ende

In ( ) an example of a process sequence to be carried out for each driving cycle of the vehicle to determine wear is shown in the form of a simple flow diagram. The individual fields 20 - 29 represent the following process steps:

20: begin
21: Identification of tires
22: Query: Tires known?
23: Query for a starting value for the tread depth of the unknown tire
24: Learning the starting value of the unknown tires
25: Query whether learning values from previous driving cycles are available
26: Determination of current values for the individual tires
27: Comparison of the current condition with the starting values of the individual tires
28: Assessment of the tire condition, if necessary with actions (in the form of a note)
29: End

In ( ) ist der Ablauf der Werteermittlung (= Schritt 26 aus ) für ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls in Form eines einfachen Flußdiagramms dargestellt. Die einzelnen Felder 30 - 39 stehen dabei für die folgenden Verfahrensschritte:

30: Start
31: Erkennung eines Stoßes durch ein Hindernis am Reifen vorne links (VL) oder vorne rechts (VR)
32: Versenden eines RF-Telegramms mit Zeitbezug zu diesem Stoß
33: Start des Zählers der ABS-Drehzahlsensor-Zähne für die linken bzw. rechten Räder des Fahrzeugs
34: Erkennung eines Stoßes durch das gleiche Hindernis am Reifen hinten links (HL) oder hinten rechts (HR)
35: Versenden eines RF-Telegramms mit Zeitbezug zu diesem Stoß
36: Empfang des RF-Telegramms durch die elektronische Steuereinheit
37: Abfrage: Liegt der Empfang im Erwartungszeitraum?
38: Stop des Zählers der ABS-Drehzahlsensor-Zähne für die linken bzw. rechten Räder des Fahrzeugs und Abspeichern der Werte
39: Ende

In ( ) is the process of determining the values (= step 26). ) for an example of the method according to the invention is also shown in the form of a simple flow chart. The individual fields 30 - 39 represent the following process steps:

30: begin
31: Detection of a shock caused by an obstacle on the front left (VL) or front right (VR) tire
32: Sending an RF telegram with a time reference to this burst
33: Start the counter of the ABS speed sensor teeth for the left and right wheels of the vehicle
34: Detection of a shock from the same obstacle on the rear left (HL) or rear right (HR) tire
35: Sending an RF telegram with a time reference to this burst
36: Reception of the RF telegram by the electronic control unit
37: Query: Is the reception within the expected period?
38: Stop the counter of the ABS speed sensor teeth for the left and right wheels of the vehicle and save the values
39: End

Claims

Method for monitoring tire wear on a motor vehicle, with an electronic control unit, wherein: • A sensor unit is assigned to each wheel tire, which detects at least the air pressure in the tire and transmits it to the electronic control unit together with a tire identification signal, • the electronic control unit learns an initial state with an absolutely or relatively known initial tread depth of each tire, • either the sensor units contained in the wheel tires or other sensor units first detect an obstacle crossing by a front wheel and a little later the crossing of the same obstacle by the rear wheel located on the same side of the vehicle and transmit these obstacle crossings to the electronic control unit, • in the period between the front wheel and rear wheel crossing an obstacle, the rotation angles of the front wheel and rear wheel covered in this period are measured and transmitted to the control unit, • from the change in the wheel rotation angle over the operating period of the tires in the course of such an obstacle crossing in the control unit using correction factors for an air pressure in the respective tire that deviates from the target value as well as for an actual determined value that deviates from a standard load of the vehicle. Loading of the vehicle is based on the wear of the affected tires, and • When the tire wear determined in this way approaches a wear limit value, the electronic control unit gives an indication.

Procedure according to Claim 1 , whereby only those measurements of the angle of rotation of the front wheel and rear wheel between an obstacle crossing of the front wheel and the rear wheel are taken into account in which the obstacle crossing of the rear wheel is within one based on the current driving speed and the wheelbase estimated time window.