DE102014225968B4

DE102014225968B4 - Verfahren zur Ermittlung des Abnutzungszustandes eines Reifens eines Fahrzeugs und Steuergerät

Info

Publication number: DE102014225968B4
Application number: DE102014225968.1A
Authority: DE
Inventors: Marcus Wagner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: DE102014225968A1

Abstract

Verfahren zur Ermittlung des Abnutzungszustandes eines Reifens eines Fahrzeugs, bei dem- bei Vorliegen einer einen vorgegebenen Schwellenwert erreichenden oder unterschreitenden Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ein vom Fahrer aufgebrachtes Lenkradmoment ermittelt wird (200),- die sich als Folge des Lenkradmoments einstellende Radlenkwinkeländerung ermittelt wird (201),- abhängig von dem ermittelten Lenkradmoment (200) und der ermittelten Radlenkwinkeländerung (201) eine den Abnutzungszustand des Reifens charakterisierende Größe ermittelt wird (203).

Description

Stand der Technik
Aus der DE 10 2012 218 562 A1 ist ein Verfahren zum näherungsweisen Ermitteln des Verschleisszustandes eines Fahrzeugreifens durch Auswertung des elektrischen Spannungssignals eines an der Reifeninnenseite vorgesehenen und anhand seiner Spannungssignale Rückschlüsse auf die Länge der Reifenaufstandsfläche ermöglichenden Kraftmessfühlers bekannt. Dabei wird die relative Latsch-Einlaufzeit des Reifens mit der relativen Latsch-Einlaufzeit des gleichen oder des selben neuen Reifens verglichen oder es wird ein zeitlich genormter Spannungsgradient des Reifens am Latsch-Einlauf mit demjenigen des gleichen oder selben neuen Reifens oder einem vorgegebenen Schwellwert verglichen.
Die US 5 864 056 A befasst sich mit Fahrzeugreifen oder anderen abrollenden Teilen, bei denen eine Überwachung des Reibungskoeffizienten zwischen dem abrollenden Teil und der Abrollfläche wünschenswert ist, um einen Indikator für eine Schleudergefahr zu erhalten.
Die DE 10 2010 014 564 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen eines Fahrbahnreibwertes für ein Fahrzeug.
Die JP H10 - 288 559 A zeigt eine Vorrichtung, mittels derer der Reibungskoeffizient einer Fahrbahnoberfläche während einer Fahrt ohne Lenkeingriff des Fahrers ermittelt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Abnutzungszustandes bzw. Profilabnutzungszustandes eines Reifens eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem

- bei Vorliegen einer einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitenden Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ein vom Fahrer aufgebrachtes Lenkradmoment ermittelt wird
- die sich als Folge des Lenkradmoments einstellende Radlenkwinkeländerung ermittelt wird
- abhängig von dem ermitteltem Lenkradmoment und der ermittelten Radlenkwinkeländerung eine den Abnutzungszustand des Reifens charakterisierende Größe ermittelt wird.

Die Erfindung erlaubt eine rein fahrzeugseitige Ermittlung des Abnutzungszustandes der Reifen der lenkbaren Räder bzw. lenkbaren Achsen. Dabei handelt es sich insbesondere um eine näherungsweise Ermittlung des Abnutzungszustandes eines Reifens. Bei den lenkbaren Rädern kann es sich sowohl um die Vorderräder, insbesondere bei Verwendung einer elektrischen Servolenkung oder Aktivlenkung, handeln als auch um die Hinterräder handeln, sofern diese lenkbar sind, z.B. mittels aktiver Hinterachslenkung.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein stark abgenutzter Reifen dann als vorliegend detektiert wird, wenn das ermittelte Lenkradmoment einen von der ermittelten Radlenkwinkeländerung abhängigen Referenzwert unterschreitet. Hier wird die Tatsache ausgenutzt, dass ein abgefahrener Reifen einen niedrigeren Reibwert als ein noch ein gutes Profil aufweisender Reifen aufweist und sich somit leichter einlenken lässt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der vorliegende Reibwert der Fahrbahnoberfläche in die Ermittlung der den Abnutzungszustand des Reifens charakterisierenden Größe eingeht. Dadurch wird eine genauere und zuverlässigere Ermittlung des Abnutzungszustandes ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwert der Fahrbahnoberfläche in den Referenzwert eingeht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwert der Fahrbahnoberfläche aus der Überfahrt über die momentane Fahrbahnoberfläche oder einen benachbarten Bereich der momentanen Fahrbahnoberfläche, aus Messungen oder aus einer externen Datenbank bekannt ist. Bei dieser externen Datenbank kann es sich insbesondere um eine Datencloud handeln, deren Daten vom Fahrzeug abgerufen werden können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass der Abnutzungszustand eine vorgegebene Intensität überschreitet, d.h. die Abnutzung überschreitet einen Grenzwert, eine Fahrerwarnung ausgegeben wird. Dadurch wird der Fahrer an einen notwendigen oder demnächst bevorstehenden Reifenwechsel erinnert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert Null ist und damit ein Fahrzeugstillstand vorliegt.
Weiter umfasst die Erfindung ein Steuergerät, in welchem der Programmcode zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren hinterlegt ist.
Die Zeichnung umfasst die 1 und 2.

1 zeigt den Zusammenhang zwischen dem für ein Einlenken eines Reifens notwendigen Lenkradmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
2 zeigt in Form eines Blockdiagramms die grundsätzliche Struktur der Erfindung.

Die Erfindung ermöglicht es, den Reifenverschleiß der Räder an den lenkbaren Achsen eines Fahrzeugs, also insbesondere an der Vorderachse, zu ermitteln.
Grundlage dafür ist der in 1 dargestellte Zusammenhang zwischen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und Lenkradmoment. Dazu sind in 1 in Abszissenrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeit und in Ordinatenrichtung das für das Einschlagen der Räder notwendige Lenkmoment aufgetragen. Bei Stillstand und sehr niedrigen Geschwindigkeiten ist das aufzubringende Lenkmoment sehr hoch, um die Räder einzuschlagen. Danach wird das erforderliche Lenkmoment mit wachsender Geschwindigkeit geringer und erreicht einen Minimalwert. Steigt danach die Geschwindigkeit wieder an, dann steigt auch das Lenkmoment von seinem Minimalwert ausgehend wieder an. Der Wert des Lenkradmomentes im Stillstand kann bei modernen Aktivlenkungen und Servolenkungen leicht gemessen werden. Somit steht fest, welches Lenkradmoment erforderlich ist, einen bestimmten Lenkwinkel einzudrehen.
Am Beispiel einer elektrischen Servolenkung stellt sich die Erfindung folgendermaßen dar:

Dort wird die Kraft bzw. das Moment, mit welchem der Fahrer lenkt, mit einem Sensor gemessen. Daraufhin wird ein Verstärkungsfaktor berechnet, z.B. ein bei Servolenkungen üblicher Faktor 10. Der eingestellte Lenkradwinkel wird vom Fahrer vorgegeben und nicht von der Servolenkung beeinflusst. Diese reduziert lediglich das aufzubringende Lenkradmoment. Die Lenkung hat über das Lenkgestänge einen direkten Zugriff auf die Räder. D.h. der Lenkradwinkel wird direkt in einen Radlenkwinkel umgewandelt. Beim Aufbringen eines Lenkradmomentes durch den Fahrer kann aus dem bekannten Verstärkungsfaktor und dem Lenkwinkel bzw. der sich ergebenden Lenkwinkeländerung auf den Reibwert der Reibwertpaarung Reifen-Straße geschlossen werden. Ist dieser Reibwert jedoch bekannt, dann kann aus Änderungen des anhand des Lenkradmoments zu erwartenden Lenkwinkels auf eine Änderung der Reifeneigenschaften, insbesondere Reifenverschleiß geschlossen werden.

Die Struktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 2 dargestellt. In Block 200 werden das vom Fahrer aufgebrachte Lenkradmoment und daraus das Radlenkmoment ermittelt. In Block 201 wird der infolge des Lenkradmoments eingestellte Radlenkwinkel ermittelt. In Block 203 wird das Lenkradmoment mit einem Referenzwert verglichen, welcher vom Radlenkwinkel abhängig ist. Dieser Vergleich wird nur dann durchgeführt, wenn eine in Block 202 überwachte Zulassungsbedingung erfüllt ist. Diese Zulassungsbedingung fordert vor allem, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr gering, insbesondere gleich Null ist. Ergibt der Vergleich in Block 203, dass das Lenkradmoment geringer als der zu erwartende Referenzwert ist, dann erfolgt eine Warnung des Fahrers, welche auf einen abgenutzten Reifenzustand hinweist.

Claims

Verfahren zur Ermittlung des Abnutzungszustandes eines Reifens eines Fahrzeugs, bei dem - bei Vorliegen einer einen vorgegebenen Schwellenwert erreichenden oder unterschreitenden Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ein vom Fahrer aufgebrachtes Lenkradmoment ermittelt wird (200), - die sich als Folge des Lenkradmoments einstellende Radlenkwinkeländerung ermittelt wird (201), - abhängig von dem ermittelten Lenkradmoment (200) und der ermittelten Radlenkwinkeländerung (201) eine den Abnutzungszustand des Reifens charakterisierende Größe ermittelt wird (203).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein stark abgenutzter Reifen als vorliegend detektiert wird (203), wenn das ermittelte Lenkradmoment (200) einen von der ermittelten Radlenkwinkeländerung (201) abhängigen Referenzwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der vorliegende Reibwert der Fahrbahnoberfläche in die Ermittlung der den Abnutzungszustand des Reifens charakterisierenden Größe eingeht (203).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwert der Fahrbahnoberfläche in den Referenzwert eingeht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwert der Fahrbahnoberfläche aus der Überfahrt über die Fahrbahnoberfläche, aus Messungen oder aus einer externen Datenbank bekannt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass der Abnutzungszustand eine vorgegebene Intensität überschreitet, eine Fahrerwarnung ausgegeben wird (204).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert Null ist und ein Fahrzeugstillstand vorliegt.
Steuergerät, in welchem der Programmcode zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hinterlegt ist.