DE102014214626A1 - Method for determining the state of wear of at least one tire of a motor vehicle - Google Patents

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Uwe Martin
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    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements
    • B60C11/246—Tread wear monitoring systems
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes wenigstens eines Reifens des Kraftfahrzeugs, bei dem – zu mehreren Zeitpunkten eine die Längsdynamik des Reifens charakterisierende Längsdynamikgröße ermittelt wird, – anhand wenigstens der ermittelten Längsdynamikgröße jeweils eine den zum jeweiligen Zeitpunkt erfolgenden Reifenabrieb charakterisierende Reifenabriebsgröße ermittelt wird und – anhand der ermittelten Reifenabriebsgrößen eine den aktuellen Verschleißzustand des Reifens charakterisierende Verschleißzustandsgröße ermittelt wird.The invention relates to a method for determining the state of wear of at least one tire of the motor vehicle, in which a longitudinal dynamic variable characterizing the longitudinal dynamics of the tire is determined at several points in time; a tire abrasion variable characterizing the tire wear occurring at the respective time point is determined on the basis of at least the determined longitudinal dynamic variable, and - Based on the determined Reifenabriebsgrößen a current state of wear of the tire characterizing state of wear condition is determined.

Description

Stand der TechnikState of the art

In modernen Fahrzeugen sind bereits zahlreiche Assistenz- und Anzeigesysteme vorhanden. Es erfolgt eine Raddrehzahlerkennung über Sensoren in allen Fahrdynamikregelungssystemen. Sensoren zur Fahrsituationserkennung ermöglichen eine Bestimmung des radindividuellen Schlupfes in longitudinaler Fahrzeug- bzw. Reifenrichtung und erlauben eine Schätzung des Reibbeiwertes des aktuellen Fahrbahnuntergrunds. Auch eine Reifendruckkontrollanzeige ist bereits bei vielen Fahrzeugen serienmäßig enthalten. Ein Reifendruckverlust kann dabei sowohl indirekt über die Auswertung der einzelnen Raddrehzahlen als auch direkt über einen Reifendrucksensor ermittelt werden. Fahrzeugindividuelle Temperatursensoren ermöglichen die Messung der Außentemperatur. Die jeweiligen Reifeneigenschaften sind über Herstellerangaben bekannt.Numerous assistance and display systems are already available in modern vehicles. There is a wheel speed detection via sensors in all vehicle dynamics control systems. Sensors for driving situation detection allow a determination of the wheel-specific slip in the longitudinal vehicle or tire direction and allow an estimate of the friction coefficient of the current road surface. Even a tire pressure indicator is included as standard on many vehicles. A tire pressure loss can be determined both indirectly via the evaluation of the individual wheel speeds as well as directly via a tire pressure sensor. Vehicle-specific temperature sensors allow the measurement of the outside temperature. The respective tire properties are known from the manufacturer.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes wenigstens eines Reifens eines Kraftfahrzeugs, bei dem

  • – zu mehreren Zeitpunkten eine die Längsdynamik des Reifens charakterisierende Längsdynamikgröße ermittelt wird,
  • – anhand wenigstens der ermittelten Längsdynamikgröße jeweils eine den zum jeweiligen Zeitpunkt erfolgenden Reifenabrieb charakterisierende Reifenabriebsgröße ermittelt wird und
  • – anhand der ermittelten Reifenabriebsgrößen eine den aktuellen Verschleißzustand des Reifens charakterisierende Verschleißzustandsgröße ermittelt wird.
The invention relates to a method for determining the state of wear of at least one tire of a motor vehicle, in which
  • A longitudinal dynamics variable characterizing the longitudinal dynamics of the tire is determined at several times,
  • - Based on at least the determined longitudinal dynamics size in each case a tire abrasion characterizing the tire wear occurring at the respective time is determined, and
  • - Based on the determined Reifenabriebsgrößen a current state of wear of the tire characterizing state of wear condition is determined.

Die Längsdynamikgröße und die Reifenabriebsgröße werden dabei insbesondere während der Fahrt fortlaufend oder zumindest zu regelmäßigen Zeitpunkten ermittelt.The longitudinal dynamics variable and the size of the tire wear are determined in particular during the journey continuously or at least at regular times.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Kraftfahrzeugumgebungstemperatur erfasst wird und in die Ermittlung der Reifenabriebsgröße zusätzlich die zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Kraftfahrzeugumgebungstemperatur eingeht. Hierdurch kann die Temperaturabhängkeit des Reifenabriebs berücksichtigt werden und so ein genauerer Wert dafür erhalten werden.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the prevailing at any given time motor vehicle ambient temperature is detected and additionally enters into the determination of the tire abrasion size prevailing at the respective time motor vehicle ambient temperature. As a result, the temperature dependence of the tire abrasion can be taken into account and thus a more accurate value can be obtained.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine die die zum jeweiligen Zeitpunkt vorliegende Querdynamik des Reifens charakterisierende Querdynamikgröße erfasst wird und in die Ermittlung der Reifenabriebsgröße zusätzlich die zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Querdynamikgröße eingeht.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the lateral dynamics variable characterizing the transverse dynamics of the tire present at the respective time point is detected, and the transverse dynamic quantity prevailing at the respective time is additionally included in the determination of the tire abrasion size.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Reifendruck des Reifens erfasst wird und in die Ermittlung der Reifenabriebsgröße zusätzlich der zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Reifendruck eingeht. Da oftmals nicht der Reifendruck ermittelt wird, sondern lediglich ein Fehlen von Luftdruck im Reifen detektiert wird, kann in die Ermittlung der Reifenabriebsgröße auch eine das Fehlen von Reifenluftdruck quantitativ oder qualitativ charakterisierende Größe eingehen. An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the prevailing at the time tire pressure of the tire is detected and additionally enters into the determination of the tire wear size prevailing at the respective time tire pressure. Since often not the tire pressure is determined, but only a lack of air pressure is detected in the tire, in the determination of Reifenabriebsgröße also enter the lack of tire air pressure quantitatively or qualitatively characterizing size.

Die zusätzliche Berücksichtigung der Querdynamik und des Reifendrucks erlauben eine weitere Verbesserung der Ermittlung des Reifenabriebs.The additional consideration of the lateral dynamics and the tire pressure allow a further improvement of the determination of the tire wear.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Längsdynamikgröße um den Reifenschlupf in Reifenlängsrichtung handelt und dass es sich bei der Querdynamikgröße um den Reifenschlupf in Reifenquerrichtung handelt. Diese Größen werden in modernen Fahrdynamikregelungssystemen bereits ermittelt oder können leicht ermittelt und verwendet werden.Advantageous embodiments of the invention are characterized in that the longitudinal dynamic quantity is the tire slip in the tire longitudinal direction and that the transverse dynamic quantity is the tire slip in the tire transverse direction. These quantities are already determined in modern vehicle dynamics control systems or can be easily detected and used.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verschleißzustandsgröße um ein Maß für die mit dem Reifen vor einem empfohlenen Reifenwechsel noch fahrbare Distanz handelt. Diese Größe ist für den Fahrer sehr anschaulich und erlaubt ihm eine Vorplanung des nächsten Reifenwechsels. Insbesondere kann der Verschleißzustand natürlich auch für alle Reifen eines Kraftfahrzeugs ermittelt und dem Fahrer angezeigt werden.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the wear state variable is a measure of the distance still drivable with the tire before a recommended tire change. This size is very vivid for the driver and allows him to pre-plan the next tire change. In particular, the state of wear can of course also be determined for all tires of a motor vehicle and displayed to the driver.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Ermittlung der Reifenabriebsgröße in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs hinterlegte Reifenparameter eingehen. Gegenüber der Verwendung eines Universalmodells für alle Reifen erlaubt die Verwendung konkreter Parameter des verwendeten Fahrzeugreifens eine weitere Steigerung der Genauigkeit. Sofern die hinterlegten Reifenparameter auch die Information umfassen, ob es sich um Winterreifen bzw. Sommerreifen handelt, dann kann dem Fahrer eine Warninformation gegeben werden, falls Sommerreifen vorliegen und die Kraftfahrzeugumgebungstemperatur über ein Zeitintervall vorgegebener Länge einen Grenzwert unterschreitet.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that received in the determination of the tire wear size stored in a control unit of the motor vehicle tire parameters. Compared to the use of a universal model for all tires, the use of specific parameters of the vehicle tire used allows a further increase in accuracy. If the stored tire parameters also include the information as to whether they are winter tires or summer tires, the driver can be given warning information if summer tires are present and the motor vehicle ambient temperature falls below a limit value over a time interval of a predetermined length.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrerinformation erfolgt, wenn der durch die Verschleißzustandsgröße charakterisierte Reifenverschleiß einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat. Dadurch wird dem Fahrer die Notwendigkeit eines Reifenwechsels signalisiert.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that a driver information occurs when the characterized by the wear condition size tire wear has exceeded a predetermined threshold. This signals to the driver the need for a tire change.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerinformation auf einem Smartphone ausgegeben wird.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the driver information is output on a smartphone.

Weiter umfasst die Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Steuergerät, in welchem der Programmcode zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren hinterlegt ist.Furthermore, the device comprises means which are designed for carrying out the method according to the invention. This is in particular a control device in which the program code for carrying out the method according to the invention is stored.

Die Zeichnung umfasst 1. Diese zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The drawing includes 1 , This shows the structure of the device according to the invention.

Die Erfindung ermöglicht es, dem Fahrer hilfreiche Informationen zu geben, welche den Reifenverschleiß minimieren sollen. Ferner überwacht die Erfindung den aktuellen Reifenverschleiß und warnt den Fahrer, wenn ein Reifenwechsel notwendig ist. Ein erhöhter Reifenverschleiß liegt insbesondere dann vor, wenn

  • – hohe Temperaturen vorliegen,
  • – aufgrund einer dynamischen Fahrweise hohe Radschlupfwerte auftreten,
  • – Winterreifen aufgebracht sind oder
  • – ein zu geringer oder zu hoher Reifendruck vorliegt.
The invention makes it possible to give the driver helpful information that should minimize tire wear. Further, the invention monitors the current tire wear and warns the driver when a tire change is necessary. An increased tire wear is especially present when
  • - high temperatures are present,
  • - high wheel slip values occur due to a dynamic driving style,
  • - Winter tires are applied or
  • - there is too little or too much tire pressure.

Es ist auch denkbar, dem Fahrer einen Hinweis oder eine Warnung auszugeben, wenn bei langanhaltend geringen Temperaturen oder datumsbezogen noch Sommerreifen benutzt werden.It is also conceivable to give the driver a hint or a warning when used in long-term low temperatures or date related summer tires.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 1 dargestellt. Dabei kennzeichnet Block 100 die Raddrehzahlsensoren, Block 101 einen Temperatursensor und Block 102 die Inertialsensorik eines Fahrzeugs. Bei der Inertialsensorik handelt es sich insbesondere um einen Querbeschleunigungssensor und einen Gierratensensor. Aus den Daten dieser Sensoren werden in Block 103, welcher im Allgemeinen das Steuergerät der Fahrdynamikregelung ist, der Reifendruck, die Fahrsituation und die äußeren Fahrbedingungen abgeschätzt. Anhand der ermittelten Längs- und Querdynamik der einzelnen Reifen und weiterer Sensorsignale aus den Blöcken 100, 101, 102 kann in Block 103 der Reifenabrieb abgeschätzt werden. Ist im Steuergerät zusätzlich die Reifencharakteristik des Reifens hinterlegt, dann kann eine genauere Schätzung des Abriebs erfolgen. Durch zeitliche Akkumulation des Reifenabriebs kann in Block 103 der Reifenzustand ermittelt werden. Der Reifenzustand und/oder eine Reifenwechselempfehlung kann dann entweder direkt in einem Smartphone 106 ausgegeben werden oder alternativ in einem Infotainmentsystem 104 im Kraftfahrzeug.The structure of the device according to the invention is in 1 shown. This characterizes Block 100 the wheel speed sensors, block 101 a temperature sensor and block 102 the inertial sensor system of a vehicle. The inertial sensor system is, in particular, a lateral acceleration sensor and a yaw rate sensor. From the data of these sensors are in block 103 , which is generally the control unit of the vehicle dynamics control, the tire pressure, the driving situation and the external driving conditions estimated. On the basis of the determined longitudinal and lateral dynamics of the individual tires and further sensor signals from the blocks 100 . 101 . 102 can in block 103 the tire abrasion can be estimated. If additionally the tire characteristic of the tire is stored in the control unit, then a more accurate estimation of the abrasion can take place. By temporal accumulation of tire abrasion can be in block 103 the tire condition can be determined. The tire condition and / or a tire change recommendation can then either directly in a smartphone 106 be issued or alternatively in an infotainment system 104 in the motor vehicle.

Claims (11)

Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes wenigstens eines Reifens eines Kraftfahrzeugs, bei dem – zu mehreren Zeitpunkten eine die Längsdynamik des Reifens charakterisierende Längsdynamikgröße ermittelt wird (100), – anhand wenigstens der ermittelten Längsdynamikgröße jeweils eine den zum jeweiligen Zeitpunkt erfolgenden Reifenabrieb charakterisierende Reifenabriebsgröße ermittelt wird (103) und – anhand der ermittelten Reifenabriebsgrößen eine den aktuellen Verschleißzustand des Reifens charakterisierende Verschleißzustandsgröße (103) ermittelt wird.Method for determining the state of wear of at least one tire of a motor vehicle, in which a longitudinal dynamic quantity characterizing the longitudinal dynamics of the tire is determined at several times ( 100 ), On the basis of at least the determined longitudinal dynamic quantity, a respective tire abrasion size characterizing the tire abrasion occurring at the respective time point is determined ( 103 ) and - based on the determined tire abrasion sizes, a state of wear condition of the tire that characterizes the state of wear ( 103 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Kraftfahrzeugumgebungstemperatur (101) erfasst wird und in die Ermittlung der Reifenabriebsgröße zusätzlich die zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Kraftfahrzeugumgebungstemperatur eingeht.A method according to claim 1, characterized in that the prevailing at any given time motor vehicle ambient temperature ( 101 ) is detected and in the determination of the tire wear size additionally enters the prevailing at the time motor vehicle ambient temperature. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine die die zum jeweiligen Zeitpunkt vorliegende Querdynamik des Reifens charakterisierende Querdynamikgröße (102) erfasst wird und in die Ermittlung der Reifenabriebsgröße zusätzlich die zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Querdynamikgröße eingeht.Method according to claim 1, characterized in that a transverse dynamics quantity characterizing the transverse dynamics of the tire ( 102 ) is detected and in the determination of the tire wear size additionally enters the prevailing at the time transverse dynamics size. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Reifendruck des Reifens erfasst wird und in die Ermittlung der Reifenabriebsgröße zusätzlich der zum jeweiligen Zeitpunkt vorherrschende Reifendruck eingeht.A method according to claim 1, characterized in that the prevailing at the time tire pressure of the tire is detected and additionally enters into the determination of the tire wear size of prevailing at the respective time tire pressure. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Längsdynamikgröße um den Reifenschlupf in Reifenlängsrichtung handelt.A method according to claim 1, characterized in that it is the longitudinal dynamic quantity to the tire slip in the tire longitudinal direction. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Querdynamikgröße um den Reifenschlupf in Reifenquerrichtung handelt. A method according to claim 3, characterized in that the transverse dynamic quantity is the tire slip in the tire transverse direction. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verschleißzustandsgröße um ein Maß für die mit dem Reifen vor einem empfohlenen Reifenwechsel noch fahrbare Distanz handelt.A method according to claim 1, characterized in that the state of wear condition is a measure of the distance still drivable with the tire before a recommended tire change. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ermittlung der Reifenabriebsgröße in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs hinterlegte Reifenparameter des Fahrzeugreifens eingehen.A method according to claim 1, characterized in that in the determination of Tire abrasion size received in a control unit of the motor vehicle deposited tire parameters of the vehicle tire. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrerinformation erfolgt, wenn der durch die Verschleißzustandsgröße charakterisierte Reifenverschleiß einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat.A method according to claim 1, characterized in that a driver information occurs when the characterized by the wear condition size tire wear has exceeded a predetermined threshold. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerinformation auf einem Smartphone ausgegeben wird.A method according to claim 1, characterized in that the driver information is output on a smartphone. Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.Device containing agents designed to carry out the methods according to the invention.
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