DE102013220882A1

DE102013220882A1 - Verfahren, Steuergerät und System zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens

Info

Publication number: DE102013220882A1
Application number: DE201310220882
Authority: DE
Inventors: Parthiv Dharamshi; Thomas Haas; Matthias Kretschmann; Thomas Söldenwagner
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2033-10-16
Also published as: DE102013220882B4; WO2015055429A1

Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils (1) zumindest eines Reifens (2) mittels einer Analyse eines Schwingungsverhaltens eines den zumindest einen Reifen (2) beinhaltenden Schwingungssystems während eines Betriebs eines den zumindest einen Reifen (2) aufweisenden Fahrzeugs (3). Das Verfahren weist folgende Schritte auf. Es erfolgt ein Ermitteln einer Mehrzahl an Werten eines momentanen Reifeninnendrucks des zumindest einen Reifens (2) mittels eines Drucksensors. Zudem erfolgt ein Ermitteln eines Frequenzspektrums des Schwingungssystems basierend auf der Mehrzahl an ermittelten Werten des momentanen Reifeninnendrucks. Darüber hinaus erfolgt ein Ermitteln einer momentanen Eigenfrequenz des Schwingungssystems basierend auf dem ermittelten Frequenzspektrum. Weiterhin erfolgt ein Ermitteln zumindest eines Parameters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer momentanen Reifentemperatur des zumindest einen Reifens (2), einem momentanen Reifeninnendruck des zumindest einen Reifens (2), einer momentanen Reifenlast des zumindest einen Reifens (2) und einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs (3). Ferner erfolgt ein Ermitteln einer Profiltiefe des Profils (1) des zumindest einen Reifens (2) basierend auf der ermittelten momentanen Eigenfrequenz und dem zumindest einen ermittelten Parameter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens mittels einer Analyse eines Schwingungsverhaltens eines den zumindest einen Reifen beinhaltenden Schwingungssystems während eines Betriebs eines den zumindest einen Reifen aufweisenden Fahrzeugs, ein Steuergerät und ein System für ein Fahrzeug zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens des Fahrzeugs sowie ein Computerprogrammprodukt.
Aus der DE 197 16 586 C1 ist ein Verfahren zum Ermitteln der Profiltiefe eines Fahrzeugreifens am fahrenden Fahrzeug mit folgenden Schritten bekannt: Bestimmen eines Winkels eines äußeren Reifenpunktes in Bezug auf ein nabenfestes Koordinatensystem mittels eines fahrzeugfesten Sensors, Analysieren des von dem Sensor gelieferten, Oberschwingungen enthaltenden Signals und Bestimmen einer Eigenfrequenz, die dem Drehschwingungsanteil des Reifengürtels um die Felge entspricht, Berechnen des Massenträgheitsmomentes des Reifengürtels um die Drehachse aus der Drehsteifigkeit der Reifenwandung und der ermittelten Eigenfrequenz, Berechnen der aktuellen Masse und der Durchmesserveränderung des Reifens aus dem ermittelten Massenträgheitsmoment und der Massefunktion des Reifens in Abhängigkeit vom Durchmesser, Berechnen des Profilverlustes aus der Durchmesserveränderung.
Aufgabe von Ausführungsformen der Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, ein Steuergerät und ein System zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens anzugeben, welche eine weiter verbesserte Ermittlung der Profiltiefe während eines Betriebs eines den Reifen aufweisenden Fahrzeugs ermöglichen.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Verfahren zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens mittels einer Analyse eines Schwingungsverhaltens eines den zumindest einen Reifen beinhaltenden Schwingungssystems während eines Betriebs eines den zumindest einen Reifen aufweisenden Fahrzeugs weist gemäß einem Aspekt der Erfindung folgende Schritte auf. Es erfolgt ein Ermitteln einer Mehrzahl an Werten eines momentanen Reifeninnendrucks des zumindest einen Reifens mittels eines Drucksensors. Zudem erfolgt ein Ermitteln eines Frequenzspektrums des Schwingungssystems basierend auf der Mehrzahl an ermittelten Werten des momentanen Reifeninnendrucks. Darüber hinaus erfolgt ein Ermitteln einer momentanen Eigenfrequenz des Schwingungssystems basierend auf dem ermittelten Frequenzspektrum. Weiterhin erfolgt ein Ermitteln zumindest eines Parameters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer momentanen Reifentemperatur des zumindest einen Reifens, einem momentanen Reifeninnendruck des zumindest einen Reifens, einer momentanen Reifenlast des zumindest einen Reifens und einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Ferner erfolgt ein Ermitteln einer Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens basierend auf der ermittelten momentanen Eigenfrequenz und dem zumindest einen ermittelten Parameter.
Das Verfahren gemäß der genannten Ausführungsform ermöglicht eine weiter verbesserte Ermittlung der Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens während eines Betriebs des den Reifen aufweisenden Fahrzeugs. Dies erfolgt insbesondere durch das Ermitteln des Frequenzspektrums sowie der momentanen Eigenfrequenz des den zumindest einen Reifen beinhaltenden Schwingungssystems basierend auf der Mehrzahl an ermittelten Werten des momentanen Reifeninnendrucks, das Ermitteln des zumindest eines Parameters und das Ermitteln der Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens basierend auf der ermittelten momentanen Eigenfrequenz und dem zumindest einen ermittelten Parameter. Dabei wird, wie im Folgenden näher erläutert wird, von der Überlegung ausgegangen, dass die Eigenfrequenz des den zumindest einen Reifen beinhaltenden Schwingungssystems von dem zumindest einen Parameter sowie der Profiltiefe abhängt. Somit kann durch das Ermitteln des zumindest einen Parameters sowie der Eigenfrequenz bzw. einer Änderung der Eigenfrequenz die Profiltiefe bzw. eine Änderung der Profiltiefe in möglichst genauem Maße ermittelt werden. Die genannten Größen können dabei mittels Sensoren ermittelt werden, die in vermehrtem Maße in Fahrzeugen vorhanden sind. Damit kann die Zahl an zusätzlich für das Verfahren benötigten Komponenten in vorteilhafter Weise verringert werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet das Ermitteln der Mehrzahl an Werten eines momentanen Reifeninnendrucks ein Ermitteln einer Mehrzahl an Werten eines momentanen Reifenfüllgasdrucks. In der genannten Ausführungsform beinhaltet das Schwingungssystem den zumindest einen Reifen, d.h. ein Reifenmaterial, sowie ein Füllgas des Reifens, beispielsweise eine Luftfüllung des Reifens. Dabei wird von der Überlegung ausgegangen, dass Schwingungen des Reifens, die durch eine Verformung des Reifens im Bereich einer momentanen Reifenaufstandsfläche, d.h. im Bereich einer momentanen Kontaktfläche des Reifens mit beispielsweise einer Fahrbahn, entstehen, auf das Füllgas des Reifens übertragen werden und dort zu lokalen Druckschwankungen des Füllgases führen. Mittels der genannten Ausführungsform können derartige Druckschwankungen des Füllgases basierend auf von dem Drucksensor ermittelten Daten bestimmt und für die Ermittlung des Frequenzspektrums des Schwingungssystems sowie dessen Eigenfrequenz herangezogen werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ermitteln des Frequenzspektrums des Schwingungssystems mittels einer Fouriertransformation. Dies ermöglicht eine einfache Bestimmung des Frequenzspektrums des Schwingungssystems.
Das Ermitteln der Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens kann insbesondere mittels zumindest einer, in einer Speichervorrichtung abgelegten Kennlinie erfolgen. Die zumindest eine Kennlinie gibt dabei den Zusammenhang zwischen dem zumindest einen Parameter und der Eigenfrequenz und/oder der Profiltiefe und der Eigenfrequenz an.
Die zumindest eine Kennlinie kann auf einem Modell des zumindest einen Reifens basieren, das heißt der Zusammenhang zwischen den genannten Größen und der Eigenfrequenz ist in dieser Ausgestaltung bereits in der Speichervorrichtung vorabgelegt. Weiterhin kann die zumindest eine Kennlinie während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs ermittelt werden. In der letztgenannten Ausgestaltung wird somit die jeweilige Kennlinie zunächst in einer Lernphase ermittelt, typischerweise nachdem ein neues den Reifen aufweisendes Rad an dem Fahrzeug befestigt wurde, und im Weiteren für das Ermitteln der Profiltiefe verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ermitteln der Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens zudem basierend auf einer Reifenart des zumindest einen Reifens. Die Reifenart kann ebenfalls einen Einfluss auf die Eigenfrequenz bzw. auf die die Eigenfrequenz beeinflussenden Parameter besitzen, welcher in der genannten Ausführungsform in vorteilhafter Weise bei der Bestimmung der Profiltiefe berücksichtigt wird.
Zudem kann ein Ausgeben einer Warnmeldung erfolgen, falls die ermittelte Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens einen ersten vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Das Ausgeben der Warnmeldung erfolgt dabei typischerweise innerhalb des Fahrzeugs. Dadurch können die Insassen des Fahrzeugs, insbesondere der Fahrer des Fahrzeugs, auf eine geringe Profiltiefe hingewiesen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt zudem eine Benachrichtigung einer Serviceeinrichtung, falls die ermittelte Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Der zweite vorbestimmte Schwellenwert kann dabei dem ersten vorbestimmten Schwellenwert entsprechen oder von diesem verschieden sein. Dadurch kann beispielsweise eine Terminvereinbarung für einen Austausch des Reifens automatisch initiiert werden.
Ferner kann die ermittelte Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens zusätzlich oder alternativ an zumindest ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs übermittelt werden. Die ermittelte Profiltiefe wird somit in der genannten Ausführungsform zumindest einem Fahrerassistenzsystem zur Verfügung gestellt. Dadurch kann der Betrieb des Fahrerassistenzsystems an die jeweilige ermittelte Profiltiefe angepasst werden. Das zumindest eine Fahrerassistenzsystem ist dabei beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Antiblockiersystem, einem Fahrdynamikregelsystem, insbesondere einem elektronischen Stabilitätsprogramm, und einem Notbremssystem.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt aufweisend ein computerlesbares Medium und auf dem computerlesbaren Medium abgespeicherten Programmcode, der, wenn er auf einer Recheneinheit ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, ein Verfahren gemäß einer der genannten Ausführungsformen auszuführen.
Das Computerprogrammprodukt weist die bereits im Zusammenhang mit den entsprechenden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens genannten Vorteile auf, welche an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals aufgeführt werden.
Die Erfindung betrifft zudem ein Steuergerät für ein Fahrzeug zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens des Fahrzeugs mittels einer Analyse eines Schwingungsverhaltens eines den zumindest einen Reifen beinhaltenden Schwingungssystems. Das Steuergerät weist zumindest eine Empfangsvorrichtung auf, die zum Empfangen einer Mehrzahl an ermittelten Werten eines momentanen Reifeninnendrucks des zumindest einen Reifens und zum Empfangen zumindest eines ermittelten Parameters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer momentanen Reifentemperatur des zumindest einen Reifens, einem momentanen Reifeninnendruck des zumindest einen Reifens, einer momentanen Reifenlast des zumindest einen Reifens und einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, ausgebildet ist. Zudem weist das Steuergerät eine erste Ermittlungsvorrichtung auf, die zum Ermitteln eines Frequenzspektrums des Schwingungssystems basierend auf der Mehrzahl an ermittelten Werten des momentanen Reifeninnendrucks ausgebildet ist. Ferner weist das Steuergerät eine zweite Ermittlungsvorrichtung auf, die zum Ermitteln einer momentanen Eigenfrequenz des Schwingungssystems basierend auf dem ermittelten Frequenzspektrum ausgebildet ist. Darüber hinaus weist das Steuergerät eine dritte Ermittlungsvorrichtung auf, die zum Ermitteln einer Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens basierend auf der ermittelten momentanen Eigenfrequenz und dem zumindest einen ermittelten Parameter ausgebildet ist.
Zudem kann das Steuergerät eine Übermittlungsvorrichtung aufweisen, die zum Übermitteln der ermittelten Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens an zumindest eine Schnittstelle des Fahrzeugs ausgebildet ist.
Das Steuergerät kann als eigenständiges Steuergerät für das Fahrzeug ausgebildet oder Bestandteil eines weiteren Steuergeräts sein, beispielsweise eines Steuergeräts eines Antiblockiersystems oder eines Fahrdynamikregelsystems des Fahrzeugs.
Weiterhin betrifft ein Aspekt der Erfindung ein System für ein Fahrzeug zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens eines Rades des Fahrzeugs. Das System weist ein Steuergerät gemäß einer der genannten Ausführungsformen und zumindest eine Radeinheit auf. Die zumindest eine Radeinheit ist in dem Rad anordenbar und weist zumindest einen Sensor auf, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Temperatursensor, einem Drucksensor, einem Reifenlastsensor und einem Geschwindigkeitssensor.
Das Steuergerät und das System zum Ermitteln der Profiltiefe weisen die bereits im Zusammenhang mit dem entsprechenden Verfahren genannten Vorteile auf, welche an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals aufgeführt werden, und eignen sich insbesondere für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei dies auch auf die Ausgestaltungen und Weiterbildungen zutreffen kann. Hierzu können das Steuergerät und das System weitere geeignete Vorrichtungen bzw. Komponenten aufweisen.
In einer Ausführungsform des Systems ist das Steuergerät innerhalb der Radeinheit angeordnet. Dadurch kann die Ermittlung der Profiltiefe des zumindest einen Reifens mittels der Radeinheit erfolgen und die ermittelte Profiltiefe weiteren Komponenten des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Systems ist das Steuergerät getrennt von der Radeinheit angeordnet. Dadurch erfolgt die Ermittlung der Profiltiefe basierend auf von der Radeinheit ermittelten Sensordaten mittels des getrennt von der Radeinheit angeordneten Steuergeräts.
Das Fahrzeug ist in den oben genannten Ausführungsformen bevorzugt ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Motorrad, ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens gemäß einer Ausführungsform;
2A zeigt eine schematische Darstellung eines Frequenzspektrums eines Schwingungssystems aus Reifen und Füllgas bei einer harmonischen periodischen Anregung des Schwingungssystems bei einer ersten Profiltiefe des Reifens;
2B zeigt eine schematische Darstellung eines Frequenzspektrums des Schwingungssystems aus Reifen und Füllgas bei einer harmonischen periodischen Anregung des Schwingungssystems bei einer zweiten Profiltiefe des Reifens;
3A zeigt ein Fahrzeug mit einem Steuergerät zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens gemäß einer Ausführungsform;
3B zeigt einen schematischen Querschnitt eines der Räder des in 3A gezeigten Fahrzeugs;
4A zeigt ein System zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens gemäß einer ersten Ausführungsform;
4B zeigt ein System zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens gemäß einer zweiten Ausführungsform.
1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens gemäß einer Ausführungsform.
Das Ermitteln der Profiltiefe erfolgt dabei mittels einer Analyse eines Schwingungsverhaltens eines den zumindest einen Reifen beinhaltenden Schwingungssystems während eines Betriebs eines den zumindest einen Reifen aufweisenden Fahrzeugs. Der zumindest eine Reifen ist in der gezeigten Ausführungsform ein mit einem Füllgas, beispielsweise Luft, gefüllter Reifen.
In der gezeigten Ausführungsform erfolgt in einem Schritt 50 ein Ermitteln einer Mehrzahl an Werten eines momentanen Reifeninnendrucks des zumindest einen Reifens mittels eines in dem Reifen angeordneten Drucksensors, d.h. ein Ermitteln einer Mehrzahl an Werten eines momentanen Drucks des Füllgases im Bereich des Drucksensors. Es werden somit mehrere Druckwerte zeitlich versetzt voneinander zu unterschiedlichen Messzeitpunkten mittels des Drucksensors ermittelt.
In einem Schritt 60 erfolgt ein Ermitteln eines Frequenzspektrums des Schwingungssystems basierend auf der Mehrzahl an ermittelten Werten des momentanen Reifeninnendrucks. In der gezeigten Ausführungsform erfolgt das Ermitteln des Frequenzspektrums des Schwingungssystems dabei mittels einer Fouriertransformation.
In einem Schritt 70 erfolgt, wie im Zusammenhang mit den folgenden Figuren näher erläutert wird, ein Ermitteln zumindest einer momentanen Eigenfrequenz des Schwingungssystems basierend auf dem ermittelten Frequenzspektrum.
Weiterhin erfolgt in einem Schritt 80 ein Ermitteln zumindest eines Parameters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer momentanen Reifentemperatur des zumindest einen Reifens, einem momentanen Reifeninnendruck des zumindest einen Reifens, einer momentanen Reifenlast des zumindest einen Reifens und einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs. In einer Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt dabei ein Ermitteln des momentanen Reifeninnendrucks des zumindest einen Reifens mittels des in dem Reifen angeordneten Drucksensors. In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden sämtliche der genannten Parameter ermittelt. Die Reifentemperatur sowie die Reifenlast werden dabei typischerweise mittels einer in dem zumindest einen Reifen angeordneten Radeinheit ermittelt. Die Radeinheit weist dazu einen Temperatursensor sowie einen Reifenlastsensor auf, wie im Zusammenhang mit den weiteren Figuren näher erläutert wird. Ferner ist der in dem zumindest einen Reifen angeordnete Drucksensor typischerweise Bestandteil der Radeinheit.
Das Ermitteln der momentanen Geschwindigkeit beinhaltet typischerweise ein Ermitteln eines Wertes einer in einem bestimmten Zeitintervall zurückgelegten Fahrtstrecke des Fahrzeugs basierend auf von zumindest einem Sensor ermittelten Daten. Der zumindest eine Sensor ist beispielsweise als Drehzahlsensor zum Ermitteln einer Anzahl von Umdrehungen eines den zumindest einen Reifen aufweisenden Rades des Fahrzeugs ausgebildet und kann insbesondere in der Radeinheit angeordnet sein. Im letztgenannten Fall wird dazu ermittelt, ob sich der Sensor im Bereich der Reifenaufstandsfläche, d.h. der momentanen Kontaktfläche zwischen einer Fahrbahn und dem Reifen, befindet und daraus die Anzahl von Umdrehungen in einem bestimmten Zeitintervall bestimmt. Ferner kann der zumindest eine Sensor als satellitengestützter Positionsermittlungssensor ausgebildet sein. Weiterhin kann der zumindest eine Sensor als Radarsensor, Lidarsensor, Ultraschallsensor oder optische Kamera ausgebildet sein und damit ein Abstand des Fahrzeugs zu als ortsfest erkannten Objekten zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmt und daraus die zurückgelegte Fahrtstrecke des Fahrzeugs ermittelt werden.
In einem Schritt 90 erfolgt ein Ermitteln einer Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens basierend auf der ermittelten momentanen Eigenfrequenz und dem zumindest einen ermittelten Parameter.
Dabei wird von der Überlegung ausgegangen, dass eine Änderung der Profiltiefe des Profils zu einer Änderung der momentanen Eigenfrequenz bzw. der momentanen Eigenfrequenzen des Schwingungssystems führt. Schwingungen entstehen dabei dadurch, dass während des Abrollens des Reifens auf einer Fahrbahn eine Verformung des Reifens im Bereich einer momentanen Reifenaufstandsfläche erfolgt. Durch das Abrollen des Reifens steht ein bestimmter Teil des Reifens periodisch in physikalischem Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche. Dies führt zu einer periodischen Anregungskraft auf den Reifen. Die Periodizität der Kraft hängt dabei von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab, d.h. mit steigender Geschwindigkeit nimmt die Periodendauer ab und die Anregungsfrequenz zu. Diese periodische Anregung verursacht Vibrationen in dem Reifenmaterial, die auf das innerhalb des
Reifens befindliche Füllgas übertragen werden. Dies führt zu lokalen Druckänderungen des Füllgases, beispielsweise in einer Reifenmode zu einer lokalen Druckerhöhung im Bereich der momentanen Reifenaufstandsfläche. Diese Druckänderungen können durch den in dem Reifen angeordneten Drucksensor mit hoher Auflösungsgenauigkeit und hoher Abtastrate ermittelt werden.
Als Modell für die mit den Anregungen verbundenen Schwingungen kann dabei die Schwingung einer an einer Feder befestigte Masse betrachtet werden. Das Schwingungsverhalten eines derartigen Schwingungssystems ist gegeben durch
wobei f die Schwingungsfrequenz, k die Federkonstante der Feder und m die Masse des Schwingkörpers ist. Übertragen auf das Schwingungssystem aus Reifen und Füllgas bedeutet dies, dass die Eigenfrequenzen dieses, äußeren Anregungen ausgesetzten Schwingungssystems von der Masse des Reifens abhängen, wobei die Masse des Reifens sich mit ändernder Profiltiefe ebenfalls ändert. Damit führt eine Änderung der Profiltiefe zu einer Änderung der Eigenfrequenzen, wie im Zusammenhang mit den folgenden Figuren weiter erläutert wird. Zudem beeinflussen der momentane Reifeninnendruck P, die momentane Reifentemperatur T, die momentane Beladung bzw. die momentane Reifenlast L und die momentane Geschwindigkeit v des Fahrzeugs die Eigenfrequenzen des Schwingungssystems. Die Eigenfrequenzen f_{x, roh}, die durch die lokalen Druckänderungen erzeugt werden, hängen somit von mehreren Faktoren ab, wie mit der folgenden Beziehung dargestellt wird: f_x,roh = f_x,roh(P, T, v, L, Profiltiefe).
Beispielsweise mit Filtermechanismen wie einer linearen Regression können die Einflüsse der unterschiedlichen Faktoren auf die Eigenfrequenzen berücksichtigt und damit korrigiert werden. Werden die Druck-, Temperatur-, Geschwindigkeits- und Lastabhängigkeiten durch Mess- und Kompensationsmaßnahmen eliminiert, so ist die verbleibende Einflussgröße die Profiltiefe, welche sich somit über die Eigenfrequenzen abschätzen lässt. Beispielsweise kann eine gefilterte Eigenfrequenz f_x durch die folgende Beziehung erhalten werden: f_x = f_x,roh – c₁·P – c₂·T – c₃·v – c₄·L, wobei c₁, c₂, c₃ und c₄ Konstanten sind.
Das Ermitteln der Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens kann zudem mittels zumindest einer, in einer Speichervorrichtung abgelegten Kennlinie erfolgen. Die zumindest eine Kennlinie gibt dabei den Zusammenhang zwischen dem zumindest einen Parameter und der Eigenfrequenz und/oder der Profiltiefe und der Eigenfrequenz an.
Typischerweise werden die Schritte 50 bis 90 während des Betriebs des Fahrzeugs kontinuierlich ausgeführt, d.h. die Profiltiefe wird während des Fahrbetriebs kontinuierlich ermittelt. Dabei kann sowohl ein Absolutwert der Profiltiefe bestimmt werden als auch eine Änderung der Profiltiefe relativ zu einem zuvor ermittelten oder vorbestimmten Profiltiefenwert. Zur Bestimmung des Absolutwerts der Profiltiefe wird eine basierend auf einer Änderung der momentanen Eigenfrequenz ermittelte Änderung der Profiltiefe von dem zuvor ermittelten oder vorbestimmten Profiltiefenwert subtrahiert.
Ferner wird die ermittelte Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens in der gezeigten Ausführungsform in einem Schritt 100 an zumindest ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs übermittelt, beispielsweise an ein ABS oder ESP-System. Dadurch kann der Betrieb des Fahrerassistenzsystems an die jeweilige ermittelte Profiltiefe angepasst werden.
In einem Schritt 110 wird ermittelt, ob die ermittelte Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet, beispielsweise 2 mm.
Falls die ermittelte Profiltiefe den vorbestimmten Schwellenwert nicht unterschreitet, werden die Schritte 50 bis 110 wiederholt ausgeführt.
Falls hingegen die ermittelte Profiltiefe den vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet, erfolgt in einem Schritt 120 ein Ausgeben einer Warnmeldung mittels einer Ausgabevorrichtung des Fahrzeugs. Ferner kann in diesem Fall automatisch eine Benachrichtigung einer Serviceeinrichtung, beispielsweise für eine Terminvereinbarung zum Ersatz des entsprechenden Reifens, erfolgen.
2A zeigt eine schematische Darstellung eines Frequenzspektrums eines Schwingungssystems aus Reifen und Füllgas bei einer harmonischen periodischen Anregung des Schwingungssystems bei einer ersten Profiltiefe des Reifens. Die erste Profiltiefe entspricht beispielsweise einem vollen Reifenprofil. In 2A sind dazu auf der Abszisse die Frequenz sowie auf der Ordinate die spektrale Leistungsdichte aufgetragen.
Wie in 2A dargestellt, weist das Schwingungssystem aufgrund mehrerer Moden, die der Reifen besitzt, mehrere Eigenfrequenzen auf. Diese befinden sich bei den jeweiligen lokalen Maximalwerten der spektrale Leistungsdichte. Eine ideale Verteilung der Eigenfrequenzen ist dabei in 2A mittels unterbrochener Linien dargestellt. Aufgrund von Dämpfungseigenschaften des Reifenmaterials besitzt die Verteilung jedoch typischerweise einen in 2A mittels einer durchgezogenen Linie dargestellten Verlauf, der sich ergibt, wenn die periodische Anregungsfrequenz oder deren Harmonische im Bereich zumindest einer der Eigenfrequenzen liegt. Aufgrund der harmonischen Anregung des Schwingungssystems nimmt die spektrale Leistungsdichte dabei mit steigender Frequenz ab.
2B zeigt eine schematische Darstellung eines Frequenzspektrums des Schwingungssystems aus Reifen und Füllgas bei einer harmonischen periodischen Anregung des Schwingungssystems bei einer zweiten Profiltiefe des Reifens. Die zweite Profiltiefe des Reifens ist dabei geringer als die erste Profiltiefe des Reifens. Beispielsweise entspricht die zweite Profiltiefe einem geringen Reifenprofil. Der Verlauf des Frequenzspektrums bei der zweiten Profiltiefe ist dabei in 2B mittels einer strichpunktierten Linie dargestellt. Zusätzlich ist der Verlauf des Frequenzspektrums bei der ersten Profiltiefe mittels einer durchgezogenen Linie dargestellt. Zudem sind in 2B die jeweiligen idealen Verteilungen der Eigenfrequenzen mittels unterbrochener Linien dargestellt.
Wie in 2B gezeigt, verschieben sich die Eigenfrequenzen aufgrund der verringerten Profiltiefe und der damit verbundenen geringeren Masse des Reifens zu höheren Frequenzen hin. Die Verschiebung der Eigenfrequenzen ist dabei in 2B jeweils mittels eines Pfeils dargestellt.
Dadurch kann die Profiltiefe beispielsweise durch das Ermitteln eines Werts f₀ einer Eigenfrequenz bei vollem Reifenprofil und eines Werts f₀' einer verschobenen Eigenfrequenz bei verringertem Reifenprofil bestimmt werden.
3A zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 3 mit einem Steuergerät 9 zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils eines Reifens 2 zumindest eines Rades 17 des Fahrzeugs 3.
Das Fahrzeug 3 ist in der gezeigten Darstellung ein Kraftfahrzeug in Form eines Personenkraftwagens und weist insgesamt vier Räder mit jeweils einem Reifen 2 in Form eines Luftreifens auf, wobei von den vier Rädern in 3A ein Vorderrad sowie ein Hinterrad gezeigt sind. Weitere Einzelheiten werden im Zusammenhang mit den folgenden Figuren näher erläutert.
Dazu zeigt 3B einen schematischen, vergrößerten Querschnitt eines der Räder 17 des in 3A gezeigten Fahrzeugs. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in 3A werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und im Folgenden nicht nochmals erläutert.
Wie in 3B gezeigt ist, weist der Reifen 2 des Rades 17 ein schematisch dargestelltes Profil 1 mit einer Profiltiefe t_P auf. Die Profiltiefe t_P ist dabei der Abstand einer schematisch mittels einer unterbrochenen Linie dargestellten Lauffläche 23 des Reifens 2 zu einem schematisch mittels einer durchgezogenen Linie dargestellten reifenseitigen Ansatz 22 des Profils 1.
Ferner ist in 3B eine Radeinheit 18 gezeigt, die in dem Reifen 2 bzw. auf einer Reifeninnenfläche des Reifens 2 angeordnet ist. Ist eine derartige Reifeneinheit bzw. Radeinheit 18 direkt im Latsch bzw. im Bereich einer Reifenaufstandsfläche 30, d.h. im Bereich der Kontaktfläche zwischen einer Fahrbahn 24 und dem Reifen 2 bzw. auf der Innenseite des Reifens 2 verbaut, kann die Radeinheit 18 zudem die Wechselwirkung zwischen der Fahrbahn 24 und dem Reifen 2 direkt erfassen, beispielsweise über einen Beschleunigungssensor, einen Schocksensor oder ein Piezo-Element. Derartige Sensoren detektieren die Verformung der Reifeneinheit. Die Verformung ist im Wesentlichen durch die Reifenkrümmung, die sich speziell beim Ein- und Auslauf in den Latsch signifikant ändert, gegeben. Somit kann die Latschlänge sehr genau vermessen und daraus die Latschfläche bestimmt werden. Bei bekannter Latschfläche und bekanntem Reifendruck kann daraus die Reifenlast bestimmt werden. Somit können durch die genannten Sensoren Parameter ermittelt werden, mittels deren die momentane Reifenlast des Reifens 2 ermittelbar ist.
Wie im Folgenden näher erläutert wird, kann basierend auf von in 3B nicht näher dargestellten Sensoren der Radeinheit 18 ermittelten Parametern des Reifens 2 sowie basierend auf weiteren Parametern des Fahrzeugs zudem eine momentane Profiltiefe des Profils 1 des Reifens 2 während eines Betriebs des Fahrzeugs bestimmt werden.
Dazu zeigt 4A ein System 16 zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens des in 3A dargestellten Fahrzeugs 3 mittels einer Analyse eines Schwingungsverhaltens eines den zumindest einen Reifen beinhaltenden Schwingungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in den 3A und 3B werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und im Folgenden nicht nochmals erläutert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind das Fahrzeug 3 sowie die weiteren Komponenten in 4A schematisch dargestellt.
Das System 16 weist ein Steuergerät 9 sowie für jedes Rad bzw. jeden Reifen des Fahrzeugs 3 eine Radeinheit 18 auf, wobei in 4A aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine derartige Radeinheit 18 dargestellt ist. Das Steuergerät 9 ist in der gezeigten Ausführungsform getrennt von der Radeinheit 18 angeordnet.
Die Radeinheit 18 ist in dem jeweiligen Rad anordenbar und weist in der gezeigten Ausführungsform jeweils einen Drucksensor 4 zum Ermitteln eines momentanen Reifeninnendrucks, einen Temperatursensor 19 zum Ermitteln einer momentanen Reifentemperatur und einen Reifenlastsensor 20 zum Ermitteln einer momentanen Reifenlast, beispielsweise wie im Zusammenhang mit 3B erläutert, auf. Ferner weist die Radeinheit 18 eine Speichervorrichtung 25 auf, wobei in der Speichervorrichtung 25 beispielsweise Daten bezüglich einer Art des Reifens und/oder eines Alters des Reifens abgelegt werden können. Insbesondere können charakteristische Reifeneigenschaften, wie beispielsweise Reifensteifigkeit, insbesondere eine Referenzschräglaufsteifigkeit für neue Reifen, Reifentyp, Alter, Dimension, DOT-Nummer und Treadwear-Rating, hinterlegt und zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus weist die Radeinheit 18 eine Sendevorrichtung 26 auf, mittels derer die genannten Daten über eine Funkverbindung an das Steuergerät 9 übermittelt werden können. Weiterhin weist die Radeinheit 18 eine in 4A nicht näher dargestellte Energiespeichervorrichtung zur Energieversorgung der genannten Komponenten der Radeinheit 18 auf.
Das Steuergerät 9 weist eine Empfangsvorrichtung 10 auf, die zum Empfangen einer Mehrzahl an mittels des Drucksensors 20 ermittelten Werten eines momentanen Reifeninnendrucks, einer mittels des Temperatursensors 19 ermittelten momentanen Reifentemperatur und einer mittels des Reifenlastsensors 20 ermittelten momentanen Reifenlast von der Sendevorrichtung 26 der Radeinheit 18 ausgebildet ist.
Ferner ist die Empfangsvorrichtung 10 zum Empfangen einer mittels eines Geschwindigkeitssensors 21 ermittelten momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 3 ausgebildet. Dazu ist die Empfangsvorrichtung 10 über eine Signalleitung 32 mit dem Geschwindigkeitssensor 21 verbunden.
Das Steuergerät 9 weist zudem eine erste Ermittlungsvorrichtung 11 auf, die zum Ermitteln eines Frequenzspektrums des Schwingungssystems basierend auf der Mehrzahl an ermittelten Werten des momentanen Reifeninnendrucks ausgebildet ist. Dazu ist die erste Ermittlungsvorrichtung 11 über eine Signalleitung 33 mit der Empfangsvorrichtung 10 verbunden.
Weiterhin weist das Steuergerät 9 eine zweite Ermittlungsvorrichtung 12 auf, die zum Ermitteln zumindest einer momentanen Eigenfrequenz einer Mehrzahl an Eigenfrequenzen des Schwingungssystems basierend auf dem ermittelten Frequenzspektrum ausgebildet ist. Die zweite Ermittlungsvorrichtung 12 ist dazu über eine Signalleitung 34 mit der ersten Ermittlungsvorrichtung 11 verbunden.
Darüber hinaus weist das Steuergerät 9 eine dritte Ermittlungsvorrichtung 13 auf, die zum Ermitteln einer Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens basierend auf der zumindest einen ermittelten momentanen Eigenfrequenz und dem zumindest einen ermittelten Parameter ausgebildet ist. Die dritte Ermittlungsvorrichtung 13 ist dazu über eine Signalleitung 35 mit der zweiten Ermittlungsvorrichtung 12 sowie über eine Signalleitung 36 mit der Empfangsvorrichtung 10 verbunden. In der gezeigten Ausführungsform ist die dritte Ermittlungsvorrichtung 13 zum Ermitteln der Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens mittels zumindest einer, in einer Speichervorrichtung 5 abgelegten Kennlinie ausgebildet. Die zumindest eine Kennlinie gibt dabei den Zusammenhang zwischen dem zumindest einen Parameter und der Eigenfrequenz und/oder der Profiltiefe und der Eigenfrequenz an.
Das Steuergerät 9 weist in der gezeigten Ausführungsform zudem eine Übermittlungsvorrichtung 14 auf, wobei die Übermittlungsvorrichtung 14 zum Übermitteln der ermittelten Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens an zumindest eine Schnittstelle 15 des Fahrzeugs 3 ausgebildet ist. Die Übermittlungsvorrichtung 14 ist dazu über eine Signalleitung 37 mit der dritten Ermittlungsvorrichtung 13 sowie über eine Signalleitung 38 mit der Schnittstelle 15 verbunden.
Die Schnittstelle 15 ist über eine Signalleitung 41 mit einer Kommunikationseinheit 29 des Fahrzeugs 3, über eine Signalleitung 40 mit einer Ausgabevorrichtung 28 des Fahrzeugs 3 und über eine Signalleitung 39 mit zumindest einem Fahrerassistenzsystem 6 des Fahrzeugs 3 verbunden. Die Kommunikationseinheit 29 ist beispielsweise als Mobilfunk-Kommunikationseinheit ausgebildet. Die Ausgabevorrichtung 28 ist typischerweise als optische und/oder akustische Ausgabevorrichtung ausgebildet. Das Fahrerassistenzsystem 6 ist beispielsweise als Bremsassistent oder Notbremssystem ausgebildet, wobei die ermittelte Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens an das Fahrerassistenzsystem 6 übermittelt wird und der Betrieb des Fahrerassistenzsystems 6 dadurch an die jeweilige ermittelte Profiltiefe angepasst werden kann.
Die dritte Ermittlungsvorrichtung 13 ist in der gezeigten Ausführungsform ferner ausgebildet zum Ermitteln, ob die ermittelte Profiltiefe des Profils des Reifens einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Ist dies der Fall, kann eine Warnmeldung mittels der Ausgabevorrichtung 28 des Fahrzeugs 3 ausgegeben werden. Ferner kann mittels der Kommunikationseinheit 29 automatisch eine Benachrichtigung einer Serviceeinrichtung erfolgen, beispielsweise für eine Terminvereinbarung zum Ersatz des entsprechenden Reifens.
Darüber hinaus weist das Steuergerät 9 in der gezeigten Ausführungsform eine Recheneinheit 8 auf. Die Recheneinheit 8 weist ein computerlesbares Medium 7 und eine Verarbeitungseinheit 27 auf. Die Verarbeitungseinheit 27 kann beispielsweise als elektronischer Prozessor ausgebildet sein, insbesondere als Mikroprozessor oder Mikrocontroller. Das computerlesbare Medium 7 kann beispielsweise als EEPROM, Flash-Speicher bzw. Flash-EEPROM oder NVRAM ausgebildet sein. Auf dem computerlesbaren Medium 7 ist Programmcode abgespeichert, der, wenn er auf der Recheneinheit 8 ausgeführt wird, die Recheneinheit 8 anleitet, die oben genannten Ausführungsformen des Verfahrens zum Ermitteln der Profiltiefe, insbesondere die in 1 gezeigte Ausführungsform, mittels den dabei genannten Elementen auszuführen.
4B zeigt ein System 16 zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens des in 3A dargestellten Fahrzeugs 3 mittels einer Analyse eines Schwingungsverhaltens eines den zumindest einen Reifen beinhaltenden Schwingungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in 4A werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und im Folgenden nicht nochmals erläutert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind das Fahrzeug 3 sowie die weiteren Komponenten in 4B wiederum schematisch dargestellt.
Die in 4B gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in 4A gezeigten ersten Ausführungsform dadurch, dass das Steuergerät 9 sowie der Geschwindigkeitssensor 21 innerhalb der Radeinheit 18 angeordnet sind. Dadurch kann die Ermittlung der Profiltiefe des zumindest einen Reifens mittels der Radeinheit 18 erfolgen.
Der Geschwindigkeitssensor 21 ist dabei zum Ermitteln einer Anzahl von Umdrehungen des den Reifen aufweisenden Rades des Fahrzeugs 3 ausgebildet. Dazu wird wie oben erläutert ermittelt, ob sich der Geschwindigkeitssensor 21 im Bereich der Reifenaufstandsfläche, d.h. der momentanen Kontaktfläche zwischen einer Fahrbahn und dem Reifen, befindet und daraus die Anzahl von Umdrehungen des Rades in einem bestimmten Zeitintervall bestimmt. Aus der ermittelten Anzahl von Umdrehungen und dem Wert des Umfangs des Reifens, der beispielsweise in der Speichervorrichtung 25 abgelegt ist, kann anschließend die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs 3 ermittelt werden.
Ferner ist der Drucksensor 4 über eine Signalleitung 42, der Temperatursensor 19 über eine Signalleitung 43, der Reifenlastsensor 20 über eine Signalleitung 44 und der Geschwindigkeitssensor 21 über eine Signalleitung 45 mit der Empfangsvorrichtung 10 verbunden.
Die dritte Ermittlungsvorrichtung 13 ist über eine Signalleitung 37 mit der Übermittlungsvorrichtung 14 verbunden, wobei die Übermittlungsvorrichtung 14 wiederum zum Übermitteln der ermittelten Profiltiefe des Profils des zumindest einen Reifens an die zumindest eine Schnittstelle 15 des Fahrzeugs 3 ausgebildet ist. Die Übermittlungsvorrichtung 14 beinhaltet dazu in der gezeigten Ausführungsform die Sendevorrichtung 26, mittels derer der Wert der ermittelten Profiltiefe über eine Funkverbindung an eine Empfangsvorrichtung 31 des Fahrzeugs 3 und von dieser an die zumindest eine Schnittstelle 15 übermittelt werden kann. Die Empfangsvorrichtung 31 ist dazu über eine Signalleitung 47 mit der zumindest einen Schnittstelle 15 verbunden.
Die Schnittstelle 15 ist wiederum über die Signalleitung 41 mit der Kommunikationseinheit 29 des Fahrzeugs 3, über die Signalleitung 40 mit der Ausgabevorrichtung 28 des Fahrzeugs 3 und über die Signalleitung 39 mit dem zumindest einen Fahrerassistenzsystem 6 des Fahrzeugs 3 verbunden.
Die Profiltiefe eines Reifens hat dabei maßgeblichen Einfluss auf das Verhalten des Fahrzeugs. Dies gilt insbesondere in kritischen Fahrsituationen. Einerseits ist der maximale Kraftschluss zwischen Reifen und Fahrbahn, das heißt der Grip, stark von den jeweiligen Fahrbahnbeschaffenheiten, beispielsweise dem Fahrbahnbelag oder dem Vorhandensein von Schnee oder Eis auf der Fahrbahn, abhängig. Andererseits kann der Kraftschluss für die jeweiligen Verhältnisse durch bestimmte Reifeneigenschaften optimiert werden. Hierzu gehört insbesondere ein für die jeweiligen Witterungsverhältnisse optimiertes Reifenprofil. Die Effektivität des Reifenprofils ist dabei maßgeblich durch die Profiltiefe bestimmt. Beispielsweise kann bei Aquaplaning das Wasser zwischen Fahrbahn und Reifen aufgrund eines nicht mehr ausreichenden Profils nicht mehr verdrängt werden.
Somit kann durch eine ausreichende Profiltiefe der bestmögliche Kraftschluss zwischen Reifen und Fahrbahn insbesondere in kritischen Fahrsituationen gewährleistet werden. Daher existieren typischerweise gesetzliche Anforderungen für eine Mindestprofiltiefe, die dabei auch saisonbedingt variieren kann.
Mittels der vorliegenden Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt sowie ein Steuergerät und ein System zur Verfügung gestellt, mit welchen die Profiltiefe während der Fahrt geschätzt bzw. ermittelt werden kann. Diese Information kann insbesondere dem Fahrer zur Verfügung gestellt werden, damit dieser rechtzeitig Reifen mit zu geringer Profiltiefe auswechselt. Dadurch können spezifische Gefahrensituationen, insbesondere Aquaplaning und ein Verlust von Grip auf schneebedeckten Fahrbahnen, und damit einhergehende Unfälle vermieden werden.
Weiterhin kann die ermittelte Profiltiefe anderen Fahrzeugsystemen, insbesondere aktiven Sicherheitssystemen, beispielsweise einem ABS oder ESP, zur Verfügung gestellt werden. Dadurch können die Regelstrategien der betreffenden Fahrzeugsysteme der verringerten Gripsituation angepasst und somit optimiert werden.
Darüber hinaus lässt der mittelfristige zeitliche Verlauf der Profiltiefe Rückschlüsse für den saisonbedingten Reifenwechsel zu. Dadurch kann abgeschätzt werden, ob der betreffende Reifen noch ausreichend Profil für die kommende Saison besitzt oder ausgetauscht werden sollte.
Bezugszeichenliste

1: Profil
2: Reifen
3: Fahrzeug
4: Drucksensor
5: Speichervorrichtung
6: Fahrerassistenzsystem
7: Medium
8: Recheneinheit
9: Steuergerät
10: Empfangsvorrichtung
11: Ermittlungsvorrichtung
12: Ermittlungsvorrichtung
13: Ermittlungsvorrichtung
14: Übermittlungsvorrichtung
15: Schnittstelle
16: System
17: Rad
18: Radeinheit
19: Temperatursensor
20: Reifenlastsensor
21: Geschwindigkeitssensor
22: Ansatz
23: Lauffläche
24: Fahrbahn
25: Speichervorrichtung
26: Sendevorrichtung
27: Verarbeitungseinheit
28: Ausgabevorrichtung
29: Kommunikationseinheit
30: Reifenaufstandsfläche
31: Empfangsvorrichtung
32: Signalleitung
33: Signalleitung
34: Signalleitung
35: Signalleitung
36: Signalleitung
37: Signalleitung
38: Signalleitung
39: Signalleitung
40: Signalleitung
41: Signalleitung
42: Signalleitung
43: Signalleitung
44: Signalleitung
45: Signalleitung
46: Signalleitung
47: Signalleitung
50: Schritt
60: Schritt
70: Schritt
80: Schritt
90: Schritt
100: Schritt
110: Schritt
120: Schritt
f₀: Eigenfrequenz
f₀': Eigenfrequenz
t_p: Profiltiefe

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 19716586 C1 [0002]

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils (1) zumindest eines Reifens (2) mittels einer Analyse eines Schwingungsverhaltens eines den zumindest einen Reifen (2) beinhaltenden Schwingungssystems während eines Betriebs eines den zumindest einen Reifen (2) aufweisenden Fahrzeugs (3), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Ermitteln einer Mehrzahl an Werten eines momentanen Reifeninnendrucks des zumindest einen Reifens (2) mittels eines Drucksensors (4), – Ermitteln eines Frequenzspektrums des Schwingungssystems basierend auf der Mehrzahl an ermittelten Werten des momentanen Reifeninnendrucks, – Ermitteln einer momentanen Eigenfrequenz des Schwingungssystems basierend auf dem ermittelten Frequenzspektrum, – Ermitteln zumindest eines Parameters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer momentanen Reifentemperatur des zumindest einen Reifens (2), einem momentanen Reifeninnendruck des zumindest einen Reifens (2), einer momentanen Reifenlast des zumindest einen Reifens (2) und einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs (3), – Ermitteln einer Profiltiefe des Profils (1) des zumindest einen Reifens (2) basierend auf der ermittelten momentanen Eigenfrequenz und dem zumindest einen ermittelten Parameter.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln der Mehrzahl an Werten eines momentanen Reifeninnendrucks ein Ermitteln einer Mehrzahl an Werten eines momentanen Reifenfüllgasdrucks beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Ermitteln des Frequenzspektrums des Schwingungssystems mittels einer Fouriertransformation erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der Profiltiefe des Profils (1) des zumindest einen Reifens (2) mittels zumindest einer, in einer Speichervorrichtung (5) abgelegten Kennlinie erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der Profiltiefe des Profils (1) des zumindest einen Reifens (2) zudem basierend auf einer Reifenart des zumindest einen Reifens (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zudem ein Ausgeben einer Warnmeldung erfolgt, falls die ermittelte Profiltiefe des Profils (1) des zumindest einen Reifens (2) einen ersten vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zudem eine Benachrichtigung einer Serviceeinrichtung erfolgt, falls die ermittelte Profiltiefe des Profils (1) des zumindest einen Reifens (2) einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ermittelte Profiltiefe des Profils (1) des zumindest einen Reifens (2) an zumindest ein Fahrerassistenzsystem (6) des Fahrzeugs (3) übermittelt wird.
Computerprogrammprodukt aufweisend ein computerlesbares Medium (7) und auf dem computerlesbaren Medium (7) abgespeicherten Programmcode, der, wenn er auf einer Recheneinheit (8) ausgeführt wird, die Recheneinheit (8) anleitet, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Steuergerät für ein Fahrzeug (3) zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils (1) zumindest eines Reifens (2) des Fahrzeugs (3) mittels einer Analyse eines Schwingungsverhaltens eines den zumindest einen Reifen (2) beinhaltenden Schwingungssystems, aufweisend – zumindest eine Empfangsvorrichtung (10) ausgebildet zum Empfangen einer Mehrzahl an ermittelten Werten eines momentanen Reifeninnendrucks des zumindest einen Reifens (2) und zum Empfangen zumindest eines ermittelten Parameters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer momentanen Reifentemperatur des zumindest einen Reifens (2), einem momentanen Reifeninnendruck des zumindest einen Reifens (2), einer momentanen Reifenlast des zumindest einen Reifens (2) und einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs (3), – eine erste Ermittlungsvorrichtung (11) ausgebildet zum Ermitteln eines Frequenzspektrums des Schwingungssystems basierend auf der Mehrzahl an ermittelten Werten des momentanen Reifeninnendrucks, – eine zweite Ermittlungsvorrichtung (12) ausgebildet zum Ermitteln einer momentanen Eigenfrequenz des Schwingungssystems basierend auf dem ermittelten Frequenzspektrum, – eine dritte Ermittlungsvorrichtung (13) ausgebildet zum Ermitteln einer Profiltiefe des Profils (1) des zumindest einen Reifens (2) basierend auf der ermittelten momentanen Eigenfrequenz und dem zumindest einen ermittelten Parameter.
Steuergerät nach Anspruch 10, zudem aufweisend eine Übermittlungsvorrichtung (14) ausgebildet zum Übermitteln der ermittelten Profiltiefe des Profils (1) des zumindest einen Reifens (2) an zumindest eine Schnittstelle (15) des Fahrzeugs (3).
System für ein Fahrzeug (3) zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils (1) zumindest eines Reifens (2) eines Rades (17) des Fahrzeugs (3), aufweisend ein Steuergerät (9) nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 und zumindest eine Radeinheit (18), wobei die zumindest eine Radeinheit (18) in dem Rad (17) anordenbar ist und zumindest einen Sensor aufweist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Temperatursensor (19), einem Drucksensor (4), einem Reifenlastsensor (20) und einem Geschwindigkeitssensor (21).
System nach Anspruch 12, wobei das Steuergerät (9) innerhalb der Radeinheit (18) angeordnet ist.
System nach Anspruch 12, wobei das Steuergerät (9) getrennt von der Radeinheit (18) angeordnet ist.