DE102017004851A1 - Method for determining a drive of a vehicle tire of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Abriebes eines Fahrzeugreifens eines Fahrzeuges, bei welchem aktuelle Radumdrehungen mit Drehzahlsensoren ermittelt werden. Bei einem Verfahren kann das Fahrzeug automatisch den Reifenverschleiß bestimmen, wenn in das Fahrzeug eine genaue Reifengröße eingegeben wird, aus welchem ein Abrollumfang bestimmt wird, der mit Radumdrehungen über eine zurückgelegte Wegstrecke multipliziert wird, wobei aus der zurückgelegten Wegstrecke eine aktuelle Motordrehzahl bestimmt wird und auf einen Abrieb des Fahrzeugreifens geschlossen wird, wenn die Motordrehzahl höher ist als eine vorgegebene Motordrehzahl.The invention relates to a method for determining an abrasion of a vehicle tire of a vehicle, in which current Radumdrehungen be determined with speed sensors. In one method, the vehicle may automatically determine tire wear when an accurate tire size is input to the vehicle, from which a rolling circumference is determined to be multiplied by wheel revolutions over a traveled distance, and from the distance covered an actual engine speed is determined Abrasion of the vehicle tire is closed when the engine speed is higher than a predetermined engine speed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Abriebes eines Fahrzeugreifens eines Fahrzeuges, bei welchem aktuelle Radumdrehungen mittels Drehzahlsensoren ermittelt werden.The invention relates to a method for determining an abrasion of a vehicle tire of a vehicle, in which current wheel revolutions are determined by means of speed sensors.
Aus der
Sehr leistungsfähige Fahrzeuge, die schon im niedrigen Drehzahlbereich hohe Radmomente aufweisen, haben das Problem eines hohen Reifenprofilverschleißes. Insbesondere von Elektromotoren angetriebene Fahrzeuge besitzen die Eigenart, bei niedrigen Drehzahlen bereits das volle Motormoment aufzubringen, wodurch der Reifenverschleiß stark zunimmt.Very powerful vehicles, which already have high wheel torques in the low engine speed range, have the problem of high tire wear. Vehicles driven by electric motors in particular have the peculiarity of already applying the full engine torque at low rotational speeds, as a result of which tire wear increases greatly.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung eines Abriebes eines Fahrzeugreifens eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchen ohne zusätzliche Hilfsmittel der Reifenverschleiß vom Fahrzeug selbst erkannt wird.The object of the invention is to provide a method for determining an abrasion of a vehicle tire of a vehicle, in which without additional aids the tire wear is detected by the vehicle itself.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims. Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description, as well as the explanation of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass in das Fahrzeug eine genaue Reifenbezeichnung eingegeben wird, aus welchem ein Abrollumfang bestimmt wird, der mit Radumdrehungen über eine zurückgelegte Wegstrecke multipliziert wird, wobei aus der zurückgelegten Wegstrecke eine aktuelle Motordrehzahl bestimmt wird und auf einen Abrieb des Fahrzeugreifens geschlossen wird, wenn die Motordrehzahl höher ist als eine vorgegebene Motordrehzahl. Der Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Verschleiß am Reifen höhere Motordrehzahlen bedingt, da dieser in einem festen Zusammenhang zum abnehmenden Reifenumfang steht. Da alle für die Bestimmung des Reifenabriebs notwendigen Parameter im Fahrzeug bekannt sind, kann der Abrieb automatisch im Fahrzeug ermittelt werden. Dies ist insbesondere für Fahrzeuge mit einem Elektromotorantrieb von Bedeutung, da diese einen schnellen Reifenabrieb aufweisen.The object is achieved with a method in that an exact tire designation is entered into the vehicle, from which a rolling circumference is determined, which is multiplied by wheel revolutions over a traveled distance, wherein a current engine speed is determined from the distance covered and an abrasion the vehicle tire is closed when the engine speed is higher than a predetermined engine speed. The solution is based on the recognition that wear on the tire higher engine speeds caused, as this is in a fixed relationship to the decreasing tire circumference. Since all the necessary parameters for the determination of the tire wear in the vehicle are known, the abrasion can be automatically determined in the vehicle. This is particularly important for vehicles with an electric motor drive, as they have a fast tire wear.
Vorteilhafterweise legt bei Ermittlung der aktuellen Motordrehzahl und der vorgegebenen Motordrehzahl das Fahrzeug dieselbe Wegstrecke zurück, wobei die vorgegebene Motordrehzahl nach Verbau mindestens eines neuen oder gebrauchten Reifens am Fahrzeug ermittelt wird. Durch die Verwendung derselben Beobachtungsdistanz wird die Genauigkeit bei der Ermittlung des Reifenabriebs erhöht.Advantageously, when determining the current engine speed and the predetermined engine speed, the vehicle travels the same distance, wherein the predetermined engine speed is determined after shoring at least one new or used tire on the vehicle. By using the same observation distance, the accuracy in determining the tire abrasion is increased.
In einer Ausgestaltung wird die zurückgelegte Wegstrecke über die Reifen eines Fahrzeuges gemittelt. Dadurch werden Kurvenfahrten geglättet, wo die einzelnen Räder unterschiedliche Wegstrecken zurücklegen.In one embodiment, the distance covered is averaged over the tires of a vehicle. As a result, cornering is smoothed, where the individual wheels cover different distances.
In einer Weiterbildung wird die für die Berechnung notwendige zurückgelegte Wegstrecke fahrzeugintern oder über GPS ermitteltIn a development, the distance traveled necessary for the calculation is determined in-vehicle or via GPS
In einer Ausführungsform wird die vorgegebene Motordrehzahl in einem Kalibriervorgang ermittelt. Durch eine solche Kalibriermessung werden Abweichungen eines Neureifens von einem Nennmaß in den Berechnungen mit berücksichtigt.In one embodiment, the predetermined engine speed is determined in a calibration process. Such a calibration measurement takes into account deviations of a new tire from a nominal dimension in the calculations.
In einer Variante ist im Fahrzeug eine Matrix abgespeichert, welche einer durch einen Reifentyp charakterisierte Reifengröße einen Abrollumfang zuordnet, aus welchem unter Berücksichtigung einer Ganginformation auf die Motordrehzahl geschlossen wird. Mittels dieser Matrix werden dem Fahrzeug die Abrollumfänge der unterschiedlichsten Reifentypen mitgeteilt, wobei das Fahrzeug nach Mitteilung des Reifentyps in einer Variantencodierung dem neu verbauten Reifensatz den richtigen Abrollumfang zuordnen kann.In one variant, a matrix is stored in the vehicle which assigns a rolling circumference, which is characterized by a tire type, to a rolling circumference, from which the engine speed is taken into account taking account of gear information. By means of this matrix, the vehicle is informed of the rolling circumferences of the most varied tire types, wherein the vehicle, after notifying the tire type in a variant coding, can assign the correct rolling circumference to the newly installed tire set.
In einer Weiterbildung wird aus einer Mindestprofiltiefe des Fahrzeugreifens eines vorgegebenen Reifentyps auf eine maximale vorgegebene Motordrehzahl geschlossen, wobei bei Überschreitung der maximalen vorgegebenen Motordrehzahl durch die aktuelle Motordrehzahl ein Warnsignal ausgegeben wird. Das Warnsignal kann im Fahrzeug selbst optisch oder akustisch ausgegeben werden oder über das Internet direkt an die Fahrzeugwerkstatt übermittelt werden.In a further development, from a minimum tread depth of the vehicle tire of a given tire type to a maximum predetermined engine speed is concluded, when exceeding the maximum predetermined engine speed by the current engine speed a warning signal is output. The Warning signal can be issued visually or acoustically in the vehicle itself or transmitted via the Internet directly to the vehicle workshop.
Ein besonders genauer Rückschluss auf einen verschlissenen Reifen ist möglich, wenn eine Differenz aus der aktuellen und der maximalen vorgegebenen Motordrehzahl gebildet wird, wobei bei Überschreitung eines Differenzschwellwertes durch die Differenz der Reifen als verschlissen angesehen wird.A particularly accurate conclusion to a worn tire is possible if a difference between the current and the maximum predetermined engine speed is formed, and when exceeding a difference threshold is considered by the difference of the tires as worn.
In einer Ausgestaltung wird die aktuelle Motordrehzahl für jeden einzelnen Reifen des Fahrzeuges separat ermittelt, da die Reifenprofile unterschiedlich abgefahren werden.In one embodiment, the current engine speed for each tire of the vehicle is determined separately, since the tire profiles are traversed differently.
In einer weiteren Ausführungsform wird die aktuelle Motordrehzahl bei einem mittleren Motormoment und/oder einem vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich und/oder bei einem höheren Gang und/oder bei korrektem Luftdruck ermittelt. Dadurch werden Verzerrungen des Messergebnisses beispielsweise durch größere Beschleunigungen oder Verzögerungen unterbunden.In a further embodiment, the current engine speed is determined at a mean engine torque and / or a predetermined vehicle speed range and / or at a higher gear and / or at the correct air pressure. As a result, distortions of the measurement result are prevented, for example, by larger accelerations or delays.
In einer Weiterbildung erfolgt bei Erreichen der maximalen, einer minimalen Profiltief entsprechenden vorgegebenen Motordrehzahl automatisch eine Geschwindigkeitsbegrenzung des Fahrzeuges. Dies ist insbesondere für autonom fahrende Fahrzeuge von Bedeutung, wo kein Fahrer vorhandenen, welcher auf Warnsignale reagieren kann.In a further development, a maximum speed limit of the vehicle is automatically reached when the maximum predetermined engine speed corresponding to a minimum tread depth is reached. This is particularly important for autonomous vehicles, where no driver exists, which can respond to warning signals.
Die Sicherheit des Fahrzeuges wird besonders gesteigert, wenn die Geschwindigkeitsbegrenzung in Abhängigkeit von der Straßenbeschaffenheit gewählt wird. Dabei können insbesondere Regen oder Glatteis wie auch schlechte bauliche Straßenzustände berücksichtigt werden. Nach einem Reifenwechsel wird die Geschwindigkeitsbegrenzung wieder aufgehoben.The safety of the vehicle is particularly enhanced when the speed limit is selected depending on the road conditions. In particular, rain or ice as well as poor structural road conditions can be taken into account. After a tire change, the speed limit is canceled again.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated features may form the subject of the invention itself or in any meaningful combination, optionally also independent of the claims, and in particular may also be the subject of one or more separate application / s.
Zur Bestimmung eines Abriebes eines Fahrzeugreifens eines Fahrzeuges wird in ein Steuergerät des Fahrzeuges ein genauer Reifentyp, beispielsweise 215/50R17 eingegeben, wodurch das Fahrzeug die genaue Reifengröße der Reifen feststellen kann, mit welchen das Fahrzeug ausgerüstet ist. Dazu ist in einem Speicher des Steuergerätes eine Matrix abgespeichert, welche jedem Reifentyp einen Abrollumfang des Reifens zuordnet.For determining an abrasion of a vehicle tire of a vehicle, an accurate tire type such as 215 / 50R17 is input to a controller of the vehicle, whereby the vehicle can determine the exact tire size of the tires with which the vehicle is equipped. For this purpose, a matrix is stored in a memory of the control unit, which assigns each tire type a rolling circumference of the tire.
Die Matrix ist in Tabelle 1 auszugsweise wiedergegeben. Tabelle 1
Dazu wird eine Variantencodierung in das als Motorsteuergerät ausgebildete Steuergerät eingegeben, wobei unterschieden wird, ob es sich um Neureifen oder gebrauchte Reifen handelt. Aus der Reifengröße resultiert ein Abrollumfang. Nach Multiplikation mit den Radumdrehungen, die über im Fahrzeug vorhandene Raddrehzahlsensoren ermittelt werden. Ergibt sich eine zurückgelegte Wegstrecke des Fahrzeuges. Diese Wegstrecke kann alternativ aber auch über GPS ermittelt werden. Diese Wegstrecke wird nun mit einer Motordrehzahl und einer Ganginformation verglichen. Die Ganginformation enthält die Gesamtübersetzung des Ganges unter Berücksichtigung des Achsgetriebes. Ein neuer Reifen des Reifentyps 215/50R17 weist gemäß Tabelle 1 einem Abrollumfang von 1970 mm auf, was einem Reifendurchmesser eines neuen Reifens von 627 mm entspricht. In einem 5. Gang beträgt die Motordrehzahl 2000 U/min, wobei das Fahrzeug exakt eine Geschwindigkeit von 150 km/h fährt.For this purpose, a variant coding is entered into the engine control unit designed as a control unit, it being distinguished whether it is new tires or used tires. From the tire size results in a rolling circumference. After multiplication with the wheel revolutions, which are determined by wheel speed sensors present in the vehicle. If there is a covered distance of the vehicle. This route can alternatively be determined via GPS. This distance is now compared with an engine speed and a gear information. The gear information contains the overall ratio of the gear, taking into account the axle drive. A new type 215 / 50R17 tire, as shown in Table 1, has a rolling circumference of 1970 mm, which corresponds to a tire diameter of a new 627 mm tire. In a 5th gear, the engine speed is 2000 rpm, with the vehicle driving exactly at a speed of 150 km / h.
Eine neue Profilhöhe des Reifens beträgt bspw. 8 mm. Der Grenzabrieb wird beispielsweise bei 3 mm erreicht. Das heißt, dass sich der Reifendurchmesser nach dem maximalen Abrieb um 10 mm auf 617 mm verringert. Der Abrollumfang des Reifens wird dabei auf 1938 mm verringert. Der Verschleiß am Reifen bedingt dabei bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 150 km/h im 5. Gang höhere Motordrehzahlen, da diese in einem festen Verhältnis zum abnehmenden Reifenumfang stehen. Die Umfangsänderungen von einem neuen Reifen auf einen verschlissenen Reifen und somit eine Motordrehzahländerung wird dabei über eine vorgegebene Beobachtungsdistanz von beispielsweise 2000 m festgelegt. Erreicht die Motordrehzahl bei einer Geschwindigkeit von 150 km/h im 5. Gang eine höhere Motordrehzahl als 2000 U/min, so wird die Differenz zu der höheren Motordrehzahl bestimmt. Diese Differenz wird mit einem Differenzschwellwert verglichen. Übersteigt die Differenz den Differenzschwellwert der Motordrehzahl wird der Reifen als verschlissen angesehen.A new profile height of the tire is, for example, 8 mm. The limit abrasion is achieved, for example, at 3 mm. This means that the tire diameter decreases by 10 mm to 617 mm after the maximum abrasion. The rolling circumference of the tire is reduced to 1938 mm. The wear on the tire at a vehicle speed of 150 km / h in 5th gear higher engine speeds, as these are in a fixed ratio to the decreasing tire circumference. The changes in the circumference of a new tire to a worn tire and thus an engine speed change is set over a predetermined observation distance of, for example, 2000 m. If the engine speed reaches a higher engine speed than 2000 rpm at a speed of 150 km / h in 5th gear, the difference to the higher engine speed is determined. This difference is compared with a difference threshold. If the difference exceeds the difference threshold value of the engine speed, the tire is considered worn.
Die Beobachtungsdistanz wird zwischen den Rädern gemittelt, um Kurvenfahrten zu glätten. Die Prüfung wird bei einem mittleren Motormoment und in einem Geschwindigkeitsfenster des Fahrzeuges von beispielsweise 70–100 km/h durchgeführt. Dabei sollt auf den 4., 5. oder 6. Gang zurückgegriffen werden. Die Berechnung erfolgt für jeden Reifen separat, da diese ihre Profile unterschiedlich abfahren.The observation distance is averaged between the wheels to smooth cornering. The test is carried out at a mean engine torque and in a speed window of the vehicle, for example 70-100 km / h. It should be resorted to the 4th, 5th or 6th gear. The calculation is done separately for each tire, since they run their profiles differently.
Wird ein Verschleiß des Reifens erkannt, wird an den Fahrer im Fahrzeug ein Warnsignal ausgegeben. Das Warnsignal kann aber auch über das Internet direkt an die Werkstatt des Fahrzeuges übertragen werden.If a wear of the tire is detected, a warning signal is issued to the driver in the vehicle. The warning signal can also be transmitted via the Internet directly to the workshop of the vehicle.
Da bei autonom fahrenden Fahrzeugen kein Fahrzeugführer im Fahrzeug fährt, wird bei Detektion des Verschleißes der Reifen die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch begrenzt. Diese Begrenzung wird nach einem Reifenwechsel wieder aufgehoben.Since no vehicle driver drives in the vehicle when the vehicle is traveling autonomously, the maximum vehicle speed is automatically limited when the tire is detected. This limit is canceled after a tire change.
Um mögliche Abweichungen vom Nennmaß eines Neureifens innerhalb der Toleranzen mit in die Berechnungen einfließen zu lassen, wird vor der eigentlichen Messung eine Kalibriermessung durchgeführt. Bei Gebrauchtreifen wird auf die Matrix (Tabelle 1) zurückgegriffen und der Verschleiß anhand der Matrix bestimmt.To allow possible deviations from the nominal size of a new tire within the tolerances to be included in the calculations, a calibration measurement is carried out before the actual measurement. In the case of used tires, the matrix (Table 1) is used and wear is determined on the basis of the matrix.
Auf Grund der Überwachung der Motordrehzahl über eine vorgegebene Wegstrecke und bei einem festgelegten Gang kann das Fahrzeug automatisch auf einen Reifenverschleiß schließen.Due to the monitoring of the engine speed over a predetermined distance and at a specified gear, the vehicle can automatically close to a tire wear.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been further illustrated and explained in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exists. It is also to be understood that exemplified embodiments are really only examples that are not to be construed in any way as limiting the scope, applicability, or configuration of the invention. Rather, the foregoing description and description of the figures enable one skilled in the art to practice the exemplary embodiments, and those of skill in the knowledge of the disclosed inventive concept may make various changes, for example, to the operation or arrangement of particular elements recited in an exemplary embodiment, without Protected area, which is defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanation in the description.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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