DE102018222172A1

DE102018222172A1 - Method for determining a tire wear value

Info

Publication number: DE102018222172A1
Application number: DE102018222172.3A
Authority: DE
Inventors: Florian Mühlfeld
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-06-18

Abstract

Bei einem Verfahren zum Ermitteln eines Reifenverschleißwerts (RVs; RVlim; RVho) für wenigstens einen Reifen (2) eines Fahrzeugs (1), werden eine Längsdynamik und eine Querdynamik des Fahrzeugs (1) kontinuierlich sensorisch erfasst und ausgewertet, um Längsdynamik-Daten und Querdynamik-Daten zu erhalten. Aus diesen Längsdynamik-Daten und aus diesen Querdynamik-Daten wird kontinuierlich ein Schlupf des wenigstens einen Reifens (2) ermittelt. Ausgehend vom Schlupf des wenigstens einen Reifens (2) wird kontinuierlich der Reifenverschleißwert (RVs; RVlim; RVho) ermittelt. Der ermittelte Reifenverschleißwert (RVs; RVlim; RVho) wird kontinuierlich an einen Fahrer (3) des Fahrzeugs (1) ausgegeben.In a method for determining a tire wear value (RVs; RVlim; RVho) for at least one tire (2) of a vehicle (1), longitudinal dynamics and transverse dynamics of the vehicle (1) are continuously sensed and evaluated in order to determine longitudinal dynamics data and transverse dynamics - Get data. A slip of the at least one tire (2) is continuously determined from these longitudinal dynamics data and from these transverse dynamics data. Starting from the slippage of the at least one tire (2), the tire wear value (RVs; RVlim; RVho) is continuously determined. The determined tire wear value (RVs; RVlim; RVho) is continuously output to a driver (3) of the vehicle (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Reifenverschleißwerts mit den Merkmalen nach Anspruch 1, eine Steuereinheit mit den Merkmalen nach Anspruch 8, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen nach Anspruch 9, und ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 10.The present invention relates to a method for determining a tire wear value with the features according to claim 1, a control unit with the features according to claim 8, a computer program product with the features according to claim 9, and a vehicle with the features according to claim 10.

Überträgt ein Reifen eines Fahrzeugs aufgrund seines Antriebsmoments eine Umfangskraft auf die Straße, ist dies mit Schlupf verbunden. Dies führt zu Reifenverschleiß, der annähernd quadratisch mit dem Schlupf steigt. Seitenkräfte führen ebenfalls zu Verschleiß aufgrund des Schräglaufes und beeinflussen den Längsschlupf des Fahrzeugs. Insbesondere das hohe Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeiten von Elektrofahrzeugen kann zu einem sehr starken Reifenverschleiß führen.If a vehicle's tire transmits a circumferential force to the road due to its driving torque, this is associated with slippage. This leads to tire wear, which increases almost square with the slip. Lateral forces also cause wear due to the skew and influence the longitudinal slip of the vehicle. In particular, the high torque at low speeds of electric vehicles can lead to very heavy tire wear.

WO 2018 137 920 A1 beschreibt ein System, mit dem ein Reifenverschleiß festgestellt werden kann. Der aktuelle Reifenverschleiß wird dem Fahrer mittels HMI angezeigt. Ausgehend vom ermittelten Reifenverschleiß kann ein Antriebsdrehmoment, das auf die Räder des Fahrzeugs wirkt, begrenzt werden. WO 2018 137 920 A1 describes a system with which tire wear can be determined. The driver is shown the current tire wear using the HMI. Based on the determined tire wear, a drive torque that acts on the wheels of the vehicle can be limited.

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zum Ermitteln und Begrenzen eines Reifenverschleißwerts vorzuschlagen.Starting from the prior art, the present invention is based on the object of proposing an improved method for determining and limiting a tire wear value.

Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Verfahren zum Ermitteln eines Reifenverschleißwerts nach Anspruch 1, eine Steuereinheit nach Anspruch 8, ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 9, und ein Fahrzeug nach Anspruch 10 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.Based on the above object, the present invention proposes a method for determining a tire wear value according to claim 1, a control unit according to claim 8, a computer program product according to claim 9, and a vehicle according to claim 10. Further advantageous refinements and developments emerge from the subclaims.

Bei einem Verfahren zum Ermitteln eines Reifenverschleißwerts für wenigstens einen Reifen eines Fahrzeugs, werden eine Längsdynamik und eine Querdynamik des Fahrzeugs kontinuierlich sensorisch erfasst und ausgewertet, um Längsdynamik-Daten und Querdynamik-Daten zu erhalten. Aus diesen Längsdynamik-Daten und aus diesen Querdynamik-Daten wird kontinuierlich ein Schlupf des wenigstens einen Reifens ermittelt. Ausgehend vom Schlupf des wenigstens einen Reifens wird kontinuierlich der Reifenverschleißwert ermittelt. Der ermittelte Reifenverschleißwert wird kontinuierlich an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Das Fahrzeug kann hierbei jegliches Fahrzeug sein, dass Reifen aufweist, vorzugsweise ein PKW oder NKW, aber auch ein Flugzeug.In a method for determining a tire wear value for at least one tire of a vehicle, a longitudinal dynamic and a transverse dynamic of the vehicle are continuously sensed and evaluated in order to obtain longitudinal dynamic data and transverse dynamic data. A slip of the at least one tire is continuously determined from these longitudinal dynamics data and from these transverse dynamics data. The tire wear value is continuously determined on the basis of the slip of the at least one tire. The determined tire wear value is continuously output to a driver of the vehicle. The vehicle can be any vehicle that has tires, preferably a Car or Commercial vehicle , but also an airplane.

Der Reifenverschleißwert ist definiert als der Gradient des Reifenverschleißes. Dieser Reifenverschleißwert gibt an, wie stark der Reifen pro Zeiteinheit verschleißt. Dies hängt zumindest in den Bereichen quadratisch vom Schlupf des jeweiligen Reifens ab, in welchen sich der Schlupf linear entwickelt. Der Reifenverschleißwert ist demnach kein absoluter Wert, sondern gibt die Änderung des Reifenverschleißes in der Zeiteinheit an.The tire wear value is defined as the gradient of the tire wear. This tire wear value indicates how much the tire wears per unit of time. At least in the areas, this depends squarely on the slip of the respective tire, in which the slip develops linearly. The tire wear value is therefore not an absolute value, but indicates the change in tire wear in the time unit.

Unter Längsdynamik sind diejenigen dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs zu verstehen, die mit einer Bewegung des Fahrzeugs in eine Längsrichtung zusammenhängen. Hierbei ist die Längsrichtung durch eine Fahrzeug-Längsachse festgelegt. Derartige Eigenschaften sind beispielsweise ein Antriebsmoment, ein Bremsmoment, eine Längsbeschleunigung, eine Raddrehzahl, eine Fahrzeuggeschwindigkeit o. ä. Unter Querdynamik sind diejenigen dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs zu verstehen, die mit einer Bewegung des Fahrzeugs in eine Querrichtung zusammenhängen. Hierbei ist die Querrichtung durch eine Fahrzeug-Querachse festgelegt, die senkrecht ist zu der Fahrzeug-Längsachse. Derartige Eigenschaften sind beispielsweise ein Lenkwinkel, eine Gierrate, eine Querbeschleunigung, Seitenkräfte o.ä.Longitudinal dynamics are understood to mean those dynamic properties of the vehicle which are related to a movement of the vehicle in a longitudinal direction. The longitudinal direction is determined by a longitudinal axis of the vehicle. Properties of this type are, for example, a drive torque, a braking torque, a longitudinal acceleration, a wheel speed, a vehicle speed or the like. Transverse dynamics are understood to mean those dynamic properties of the vehicle which are related to a movement of the vehicle in a transverse direction. The transverse direction is defined by a transverse vehicle axis that is perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle. Such properties are, for example, a steering angle, a yaw rate, a lateral acceleration, lateral forces or the like.

Die Längsdynamik und die Querdynamik werden kontinuierlich sensorisch erfasst und ausgewertet. Dieses Erfassen erfolgt während der gesamten Fahrt des Fahrzeugs mittels fahrzeugeigener Sensorik, z. B. mittels Beschleunigungssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Neigungssensoren, Lenkwinkelsensoren, oder mittels anderer geeigneter Sensoren. Diese können vorzugsweise im Fahrzeug bereits vorgesehen sein. Das Verfahren läuft in anderen Worten nur dann ab, wenn das Fahrzeug sich entlang einer Fahrbahn bewegt. Das Auswerten der Sensordaten erfolgt z. B. entweder mittels einer zentralen Steuereinheit oder mittels einzelner Auswerteeinheiten, die den jeweiligen Sensoren zugeordnet sind. Nach erfolgter Auswertung liegen Längsdynamik-Daten und Querdynamik-Daten vor, mit welchen das Verfahren weitergeführt wird.The longitudinal dynamics and the transverse dynamics are continuously sensed and evaluated. This detection takes place during the entire journey of the vehicle by means of in-vehicle sensors, e.g. B. by means of acceleration sensors, speed sensors, inclination sensors, steering angle sensors, or by means of other suitable sensors. These can preferably already be provided in the vehicle. In other words, the method only runs when the vehicle is moving along a roadway. The evaluation of the sensor data takes place e.g. B. either by means of a central control unit or by means of individual evaluation units which are assigned to the respective sensors. After evaluation, longitudinal dynamics data and lateral dynamics data are available with which the method is continued.

Aus den Längsdynamik-Daten und den Querdynamik-Daten wird kontinuierlich ein Schlupf des wenigstens einen Reifens ermittelt. Dies erfolgt während der gesamten Fahrt des Fahrzeugs. Der Schlupf hängt direkt ab von der Längsdynamik und der Querdynamik des Fahrzeugs. Beispielsweise beeinflusst eine Schräglauflinie den Schlupf. Der Schlupf tritt hierbei auch aufgrund der Eigenschaften der Fahrbahnoberfläche, auf der das Fahrzeug sich fortbewegt, und aufgrund der Umgebungsbedingungen, z. B. Witterungsbedingungen, auf. Das Ermitteln erfolgt vorzugsweise mittels einer Steuereinheit, die sich dazu z. B. eines Computerprogrammprodukts bedient, welches auf der Steuereinheit vorliegt. Das Computerprogrammprodukt kann zudem auf einem Datenträger oder in einem Datenstrom verkörpert sein.A slip of the at least one tire is continuously determined from the longitudinal dynamics data and the lateral dynamics data. This takes place during the entire journey of the vehicle. The slip depends directly on the longitudinal dynamics and the lateral dynamics of the vehicle. For example, a slip line affects slip. The slip also occurs due to the properties of the road surface on which the vehicle is moving and due to the environmental conditions, e.g. B. Weather conditions. The determination is preferably carried out by means of a control unit, which z. B. operated a computer program product, which is present on the control unit. The Computer program product can also be embodied on a data carrier or in a data stream.

Ausgehend vom ermittelten Schlupf des wenigstens einen Reifens wird kontinuierlich der Reifenverschleißwert an dem entsprechenden Reifen ermittelt. Dies erfolgt ebenfalls während der gesamten Fahrt des Fahrzeugs und vorzugsweise mittels der Steuereinheit, die sich eines weiteren Computerprogrammprodukts bedienen kann. Der ermittelte Reifenverschleißwert wird kontinuierlich an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Dies erfolgt vorzugsweise mittels einer Ausgabeeinheit auf visuellem, akustischem oder haptischem Wege, oder einer Kombination daraus. Die Ausgabeeinheit kann z. B. ein Infotainment-System des Fahrzeugs sein.Starting from the determined slip of the at least one tire, the tire wear value on the corresponding tire is continuously determined. This is also done during the entire journey of the vehicle and preferably by means of the control unit, which can use another computer program product. The determined tire wear value is continuously output to a driver of the vehicle. This is preferably done by means of an output unit in a visual, acoustic or haptic way, or a combination thereof. The output unit can e.g. B. an infotainment system of the vehicle.

Dem Fahrer werden dabei z. B. interpretierte Wertebereiche des Reifenverschleißwerts, z. B. hoher Verschleiß, niedriger Verschleiß, mittlerer Verschleiß ausgegeben. Alternativ oder zusätzlich dazu können dem Fahrer prozentuale Angaben zum Reifenverschleiß ausgegeben werden, z. B. „Reifenverschleiß bei 100%“ für einen sehr hohen Reifenverschleißwert, „Reifenverschleiß bei 50%“ für einen mittleren Reifenverschleißwert, oder „Reifenverschleiß bei 10%“ für einen sehr niedrigen Reifenverschleißwert. Alternativ oder zusätzlich dazu kann dem Fahrer z. B. anhand eines Farbschemas ausgegeben werden, in welchem Bereich des Reifenverschleißwerts er sich befindet, z. B. grün für einen niedrigen Reifenverschleißwert, gelb für einen mittleren Reifenverschleißwert und rot für einen hohen Reifenverschleißwert. Selbstverständlich kann der Fahrer die Ausgabe des Reifenverschleißwerts nach seinen Bedürfnissen einstellen.The driver z. B. interpreted value ranges of the tire wear value, e.g. B. high wear, low wear, medium wear. As an alternative or in addition, percentage information on tire wear can be output to the driver, e.g. B. "Tire wear at 100%" for a very high tire wear value, "Tire wear at 50%" for a medium tire wear value, or "Tire wear at 10%" for a very low tire wear value. Alternatively or in addition, the driver can e.g. B. are output on the basis of a color scheme in which area of the tire wear value it is located, e.g. B. green for a low tire wear value, yellow for a medium tire wear value and red for a high tire wear value. Of course, the driver can set the tire wear value according to his needs.

Vorteilhaft daran ist, dass der Fahrer somit stets über den aktuellen Reifenverschleißwert von wenigstens einem seiner Reifen, oder vorzugsweise aller seiner Reifen informiert wird. Er kann dadurch sein Fahrverhalten an den vorliegenden Reifenverschleißwert anpassen. Dies ist vergleichbar mit den bereits bekannten Verfahren zur Anzeige eines aktuellen Kraftstoffverbrauchs. Somit können die Reifen des Fahrzeugs geschont werden und verschleißen nicht so schnell wie bei herkömmlichen Fahrzeugen, die das eben beschriebene Verfahren nicht anwenden.The advantage of this is that the driver is thus always informed about the current tire wear value of at least one of his tires, or preferably all of his tires. This enables him to adapt his driving behavior to the tire wear value at hand. This is comparable to the already known methods for displaying current fuel consumption. The tires of the vehicle can thus be protected and do not wear out as quickly as in conventional vehicles which do not use the method just described.

Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens wird ausgehend vom ermittelten Reifenverschleißwert eine Warnung an den Fahrer ausgegeben, sobald der Reifenverschleißwert einen vorbestimmten Schwellwert erreicht oder überschreitet. Dieser Schwellwert kann vorzugsweise werksseitig für einen vorbestimmten Reifentyp festgelegt sein. Beispielsweise kann der Schwellwert sich bei Sommerreifen und Winterreifen unterscheiden. Das Ausgeben der Warnung erfolgt mittels der Ausgabeeinheit, z. B. akustisch und/oder haptisch und/oder visuell.According to a further embodiment of the method, a warning is output to the driver based on the tire wear value determined as soon as the tire wear value reaches or exceeds a predetermined threshold value. This threshold value can preferably be set in the factory for a predetermined type of tire. For example, the threshold may differ for summer tires and winter tires. The warning is output by means of the output unit, e.g. B. acoustically and / or haptically and / or visually.

Der vorbestimmte Schwellwert zeigt dabei einen Reifenverschleißwert an, der noch weit genug vor einem Grenzwert des Reifenverschleißwerts liegt, so dass der Fahrer rechtzeitig reagieren kann, um einem erhöhten Reifenverschleiß entgegenzuwirken. Dieses Reagieren kann beispielsweise ein weniger starkes Beschleunigen sein. Ab dem Grenzwert des Reifenverschleißwerts weist der wenigstens eine Reifen des Fahrzeugs einen hohen Reifenverschleiß auf, der mit einer starken Abnutzung zusammenhängt.The predetermined threshold value indicates a tire wear value that is far enough ahead of a limit value of the tire wear value so that the driver can react in good time to counteract increased tire wear. This response may be less rapid acceleration, for example. From the limit value of the tire wear value, the at least one tire of the vehicle exhibits high tire wear, which is associated with heavy wear.

Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens wird die Längsdynamik des Fahrzeugs begrenzt, so dass der ermittelte Reifenverschleißwert unterhalb des vorbestimmten Grenzwerts liegt. Der Grenzwert kann beispielsweise je nach gewähltem Fahrmodus unterschiedlich festgelegt sein. Alternativ dazu kann der Grenzwert vom Fahrer selbst oder werksseitig vorbestimmt sein.According to a further embodiment of the method, the longitudinal dynamics of the vehicle are limited so that the tire wear value determined is below the predetermined limit value. The limit value can, for example, be set differently depending on the selected driving mode. Alternatively, the limit value can be predetermined by the driver himself or in the factory.

Beispielsweise kann ein Antriebsmoment des Fahrzeugs oder ein Bremsmoment des Fahrzeugs begrenzt werden, so dass der Grenzwert nicht überschritten wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine Raddrehzahl begrenzt werden.For example, a drive torque of the vehicle or a braking torque of the vehicle can be limited so that the limit value is not exceeded. In addition or alternatively, a wheel speed can be limited.

Vorteilhaft daran ist, dass ein Bereich mit erhöhtem Reifenverschleiß erst mit höheren Längsdynamik-Werten, z. B. bei höheren Antriebsmomenten, erreicht wird als bei herkömmlichen Fahrzeugen, die das beschriebene Verfahren nicht einsetzen.The advantage of this is that an area with increased tire wear only with higher longitudinal dynamics values, e.g. B. at higher drive torques is achieved than in conventional vehicles that do not use the method described.

Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens wird eine Steigung einer Fahrpedal-Kennlinie des Fahrzeugs verringert, so dass der ermittelte Reifenverschleißwert den vorbestimmten Grenzwert erst ab einer nahezu maximalen Fahrpedal-Stellung erreicht. Die Fahrpedal-Kennlinie gibt dabei das Antriebsmoment in Abhängigkeit der Fahrpedal-Stellung an. Dabei wird umso mehr Antriebsmoment bereitgestellt, je stärker das Fahrpedal betätigt ist.According to a further embodiment of the method, an increase in an accelerator pedal characteristic of the vehicle is reduced, so that the tire wear value determined only reaches the predetermined limit value from an almost maximum accelerator pedal position. The accelerator pedal characteristic indicates the drive torque as a function of the accelerator pedal position. The greater the accelerator pedal actuated, the more drive torque is provided.

Vorteilhaft daran ist, dass ein Bereich mit erhöhtem Reifenverschleiß erst bei stärker durchgedrücktem Fahrpedal, d. h. bei höheren Antriebsmomenten, erreicht wird als bei herkömmlichen Fahrzeugen, die das beschriebene Verfahren nicht einsetzen. Das heißt, der Fahrer muss das Fahrpedal stärker betätigen, wenn er denselben Reifenverschleißwert erreichen will wie bei einem herkömmlichen Fahrzeug.The advantage of this is that an area with increased tire wear only when the accelerator pedal is pressed harder, i. H. at higher drive torques, is achieved than with conventional vehicles that do not use the described method. This means that the driver has to press the accelerator pedal harder if he wants to achieve the same tire wear value as with a conventional vehicle.

Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens wird eine Steigung einer Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie des Fahrzeugs verringert, so dass der ermittelte Reifenverschleißwert den vorbestimmten Grenzwert erst ab einer nahezu maximalen Fahrpedal-Stellung erreicht. Die Fahrpedal-Rückstellkraft hängt dabei ab von dem durch die Fahrpedal-Stellung angeforderten Antriebsmoment.According to a further embodiment of the method, an incline of an accelerator pedal return force characteristic curve of the vehicle is reduced that the determined tire wear value only reaches the predetermined limit value from an almost maximum accelerator pedal position. The accelerator pedal restoring force depends on the drive torque requested by the accelerator pedal position.

Vorteilhaft daran ist, dass ein Bereich mit erhöhtem Reifenverschleiß erst bei einer höheren Fahrpedal-Rückstellkraft, d. h. bei höheren Antriebsmomenten, erreicht wird als bei herkömmlichen Fahrzeugen, die das beschriebene Verfahren nicht einsetzen. The advantage of this is that an area with increased tire wear only with a higher accelerator pedal restoring force, i. H. at higher drive torques, is achieved than with conventional vehicles that do not use the described method.

Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens wird die Begrenzung bei einem vorliegenden Kick-Down aufgehoben. Dies hat den Vorteil, dass in Fahrsituationen, in welchen Antriebsmoment in einer kurzen Zeitspanne aufgebracht werden muss, keine Behinderung des Fahrers auftritt.According to a further embodiment of the method, the limitation is lifted in the case of a kickdown. This has the advantage that in driving situations in which drive torque has to be applied in a short period of time, the driver is not impeded.

Eine Steuereinheit für ein Fahrzeug ist mit einem Antriebssystem des Fahrzeugs, mit Längsdynamik-Sensoren des Fahrzeugs und mit Querdynamik-Sensoren des Fahrzeugs verbindbar. Verbindbar heißt, dass die Steuereinheit mit den weiteren genannten Komponenten verbunden werden kann, wenn die Steuereinheit in einem Fahrzeug verwendet wird. Die Steuereinheit kann beispielsweise als ECU ausgebildet sein.A control unit for a vehicle can be connected to a drive system of the vehicle, to longitudinal dynamics sensors of the vehicle and to lateral dynamics sensors of the vehicle. Connectable means that the control unit can be connected to the other components mentioned when the control unit is used in a vehicle. The control unit can be designed, for example, as an ECU.

Die Steuereinheit weist Mittel auf, um das Verfahren, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde, durchzuführen. Diese Mittel können beispielsweise ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogrammprodukte sein, die auf der Steuereinheit ausgeführt werden können. Das Antriebssystem des Fahrzeugs kann hierbei elektrisch, konventionell, hybridisiert, o.ä. ausgeführt sein.The control unit has means to carry out the method which has already been described in the previous description. These means can be, for example, a computer program product or computer program products that can be executed on the control unit. The drive system of the vehicle can be electrical, conventional, hybrid, or the like. be executed.

Das Computerprogrammprodukt ist dazu eingerichtet ist, das Verfahren durchzuführen, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde. Das Computerprogrammprodukt kann beispielsweise auf einem Datenträger oder einem herunterladbaren Datenstrom verkörpert sein.The computer program product is set up to carry out the method which has already been described in the previous description. The computer program product can be embodied, for example, on a data carrier or a downloadable data stream.

Ein Fahrzeug weist ein Antriebssystem, wenigstens einen Längsdynamik-Sensor und wenigstens einen Querdynamik-Sensor auf. Zudem kann das Fahrzeug eine Ausgabeeinheit aufweisen. Das Fahrzeug weist eine Steuereinheit auf, die bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde.A vehicle has a drive system, at least one longitudinal dynamics sensor and at least one lateral dynamics sensor. In addition, the vehicle can have an output unit. The vehicle has a control unit that has already been described in the previous description.

Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Steuereinheit nach einem Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung eines Schlupf-Antriebsmoment-Diagramms nach einem Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Darstellung eines Fahrpedal-Kennlinien-Diagramms nach einem Ausführungsbeispiel,
4 eine schematische Darstellung eines Fahrpedal-Rückstellkraft-Diagramms nach einem Ausführungsbeispiel.

Various exemplary embodiments and details of the invention are described in more detail with reference to the figures explained below. Show it:

1 1 shows a schematic illustration of a vehicle with a control unit according to one exemplary embodiment,
2nd 1 shows a schematic representation of a slip drive torque diagram according to an exemplary embodiment,
3rd 1 shows a schematic illustration of an accelerator pedal characteristic diagram according to one exemplary embodiment,
4th is a schematic representation of an accelerator pedal return force diagram according to an embodiment.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 mit einer Steuereinheit 5 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 1 bewegt sich in Fahrtrichtung 10. In dem Fahrzeug 1 hält sich ein Fahrer 3 auf. Das Fahrzeug 1 ist hier stark vereinfacht in einer Schnittdarstellung dargestellt. Daher sind nur zwei Reifen 2 des Fahrzeugs 1 zu erkennen. 1 shows a schematic representation of a vehicle 1 with a control unit 5 according to an embodiment. The vehicle 1 moves in the direction of travel 10th . In the vehicle 1 a driver stops 3rd on. The vehicle 1 is shown here in a greatly simplified manner in a sectional illustration. Therefore, there are only two tires 2nd of the vehicle 1 to recognize.

Das Fahrzeug 1 weist die Steuereinheit 5 auf. Diese Steuereinheit 5 ist verbunden mit einem Antriebssystem 6 des Fahrzeugs, mit Längsdynamik-Sensoren 7, mit Querdynamik-Sensoren 8 und mit einer Ausgabeeinheit 9. Das Antriebssystem 6 dient dazu, das Fahrzeug 1 zu bewegen. Mittels des Antriebssystems 6 also wird ein Antriebsmoment erzeugt. Die Längsdynamik-Sensoren 7 dienen dazu, die dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs 1, die mit der Längsführung dieses Fahrzeugs 1 zusammenhängen, zu erfassen. Die Querdynamiksensoren 8 hingegen dienen dazu, die dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs 1 zu erfassen, die mit der Querführung des Fahrzeugs zusammenhängen. Das Auswerten der Sensorinformationen der Längsdynamik-Sensoren 7 und der Querdynamik-Sensoren 8 erfolgt mittels der Steuereinheit 5. Die Verbindungen zwischen der Steuereinheit 5 und dem Antriebssystem 6, den Längsdynamik-Sensoren 7, den Querdynamik-Sensoren 8 und der Ausgabeeinheit 9 ist derart, dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. Zudem kann die Steuereinheit 5 die eben genannten Systeme ansteuern und z. B. das vom Antriebssystem 6 bereitgestellte Antriebsmoment begrenzen.The vehicle 1 instructs the control unit 5 on. This control unit 5 is connected to a drive system 6 of the vehicle, with longitudinal dynamics sensors 7 , with transverse dynamics sensors 8th and with an output unit 9 . The drive system 6 serves the vehicle 1 to move. By means of the drive system 6 so a drive torque is generated. The longitudinal dynamics sensors 7 serve the dynamic properties of the vehicle 1 with the longitudinal guidance of this vehicle 1 related. The lateral dynamics sensors 8th on the other hand, serve the dynamic properties of the vehicle 1 to detect that are related to the lateral guidance of the vehicle. The evaluation of the sensor information of the longitudinal dynamics sensors 7 and the lateral dynamics sensors 8th takes place by means of the control unit 5 . The connections between the control unit 5 and the drive system 6 , the longitudinal dynamics sensors 7 , the transverse dynamics sensors 8th and the output unit 9 is such that data and signal exchange can take place. In addition, the control unit 5 control the systems just mentioned and z. B. from the drive system 6 Limit the provided drive torque.

Fährt nun das Fahrzeug 1 in Fahrtrichtung 10, erfassen die Längsdynamik-Sensoren 7 beispielsweise Informationen zum Antriebsmoment des Fahrzeugs. Gleichzeitig erfassen die Querdynamik-Sensoren 8 Daten zu einer Querbeschleunigung oder zu Seitenkräften des Fahrzeugs 1. Die Längsdynamik-Sensoren 7 können zusätzlich Informationen zu einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs 1, zu einem Bremsmoment, zur Raddrehzahl oder zur Fahrgeschwindigkeit erfassen. Die Querdynamik-Sensoren 8 können zusätzlich Informationen zu einer Gierrate oder einem Lenkwinkel des Fahrzeugs 1 erfassen.Now drives the vehicle 1 in the direction of travel 10th , detect the longitudinal dynamics sensors 7 for example information about the drive torque of the vehicle. At the same time, the lateral dynamics sensors record 8th Data on lateral acceleration or lateral forces of the vehicle 1 . The longitudinal dynamics sensors 7 can also provide information on longitudinal acceleration of the vehicle 1 , braking torque, wheel speed or driving speed. The lateral dynamics sensors 8th can also provide information about a Yaw rate or a steering angle of the vehicle 1 capture.

Nachdem die Steuereinheit 5 die Auswertung durchgeführt hat, liegen Querdynamik-Daten und Längsdynamik-Daten vor. Mittels dieser Daten wird anschließend ein Schlupf der jeweiligen Reifen 2 ermittelt. Ausgehend von diesem Schlupf wird für jeden Reifen 2 ein Reifenverschleißwert bestimmt. Dieser wird dem Fahrer 3 mittels der Ausgabeeinheit 9 angezeigt. Sobald der Reifenverschleißwert einen vorbestimmten Schwellwert RVs erreicht oder überschreitet, wird eine Warnung 4 an den Fahrer 3 des Fahrzeugs 1 mittels der Ausgabeeinheit 9 ausgegeben.After the control unit 5 lateral dynamic data and longitudinal dynamic data are available. Using this data, the respective tires then slip 2nd determined. Starting from this slip is for every tire 2nd determines a tire wear value. This will be the driver 3rd by means of the output unit 9 displayed. Once the tire wear value reaches a predetermined threshold RVs a warning is reached or exceeded 4th to the driver 3rd of the vehicle 1 by means of the output unit 9 spent.

Mittels der Steuereinheit 5 kann zudem das Antriebsmoment des Fahrzeugs 1 begrenzt werden, so dass der Reifenverschleißwert stets unterhalb eines Grenzwerts RVlim bleibt. Zu diesem Zweck steuert die Steuereinheit 5 das Antriebssystem 6 des Fahrzeugs 1 an. Zudem kann eine Fahrpedal-Kennlinie FP mittels der Steuereinheit 5 angepasst werden. Dadurch wird die Steigung der Fahrpedal-Kennlinie FP im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug 1 flacher, d. h. bei gleich stark betätigtem Fahrpedal wird weniger Antriebsmoment zur Verfügung gestellt. Dies ist in 3 dargestellt. Außerdem kann die Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FR mittels der Steuereinheit 5 angepasst werden. Dadurch wird die Steigung der Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FR im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug 1 flacher, d. h. bei gleich stark betätigtem Fahrpedal wird weniger Rückstellkraft benötigt. Dies ist in 4 dargestellt.By means of the control unit 5 can also drive the vehicle's torque 1 be limited so that the tire wear value is always below a limit value RVlim remains. For this purpose the control unit controls 5 the drive system 6 of the vehicle 1 on. In addition, an accelerator pedal characteristic curve FP by means of the control unit 5 be adjusted. This will increase the slope of the accelerator pedal curve FP compared to a conventional vehicle 1 flatter, ie with the accelerator pedal depressed equally, less drive torque is made available. This is in 3rd shown. In addition, the accelerator pedal return force characteristic curve FR by means of the control unit 5 be adjusted. As a result, the gradient of the accelerator pedal return force characteristic curve FR compared to a conventional vehicle 1 flatter, ie with the accelerator pedal depressed equally, less restoring force is required. This is in 4th shown.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schlupf-Antriebsmoment-Diagramms nach einem Ausführungsbeispiel. Das Antriebsmoment ist hierbei über den Schlupf aufgetragen. Deutlich zu erkennen ist hierbei, dass im Bereich von ca. -20% Schlupf bis ca. +20% Schlupf ein linearer Anstieg des Moments vorliegt. Bei -20% Schlupf liegt ein Kipp-Moment M(kipp) vor. Bei +20% Schlupf liegt ebenfalls ein Kipp-Moment M(kipp) vor. Diese beiden Kipp-Momente M(kipp) stellen einen Wendepunkt des Graphen dar. 2nd shows a schematic representation of a slip drive torque diagram according to an embodiment. The drive torque is plotted over the slip. It can be clearly seen here that there is a linear increase in the torque in the range from approx. -20% slip to approx. + 20% slip. There is a tilting moment at -20% slip M (tilt) in front. At + 20% slip there is also a tipping moment M (tilt) in front. These two tipping moments M (tilt) represent a turning point of the graph.

In dem Bereich, in dem ein linearer Anstieg des Graphen vorliegt, liegt ein quadratischer Anstieg des Reifenverschleißwerts vor. Alternativ zum Antriebsmoment könnte auch ein Bremsmoment über den Schlupf aufgetragen werden. Dies würde jedoch zum gleichen Ergebnis führen.In the area where there is a linear increase in the graph, there is a quadratic increase in the tire wear value. As an alternative to the drive torque, a braking torque could also be applied via the slip. However, this would lead to the same result.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrpedal-Kennlinien-Diagramms nach einem Ausführungsbeispiel. Das Antriebsmoment ist über die Fahrpedalstellung aufgetragen. Eingezeichnet ist die Fahrpedal-Kennlinie FP, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens begrenzt wurde, sowie die Standard-Fahrpedal-Kennlinie FPstand, wie die in üblichen Fahrzeugen vorkommt, die nicht das erfindungsgemäße Verfahren nutzen. 3rd shows a schematic representation of an accelerator pedal characteristic diagram according to an embodiment. The drive torque is plotted via the accelerator pedal position. The accelerator pedal characteristic is shown FP , which was limited by means of the method according to the invention, and the standard accelerator pedal characteristic FPstand , as occurs in conventional vehicles that do not use the inventive method.

Deutlich zu erkennen ist, dass die Standard-Fahrpedal-Kennlinie FPstand konstant linear ansteigt. Die Fahrpedal-Kennlinie FP nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hingegen steigt bis zu einem Grenzwert des Reifenverschleißwerts RVlim konstant linear an, weist dann einen Knick auf und steigt steiler konstant linear an bis zu einem Maximalwert. Es ist deutlich zu erkennen, dass der Grenzwert RVlim erst bei einem höheren Antriebsmoment erreicht wird im Vergleich zur Standard-Fahrpedal-Kennlinie FPstand. Somit treten hohe Werte des Reifenverschleißwerts RVho, also ein erhöhter Verschleiß der Reifen, erst zu einem späteren Zeitpunkt auf, d. h. bei höheren Antriebsmomenten oder stärker betätigtem Fahrpedal. Die hohen Werte des Reifenverschleißwerts RVho werden in anderen Worten verschoben.It can be clearly seen that the standard accelerator pedal characteristic FPstand increases linearly. The accelerator pedal characteristic FP however, according to the method according to the invention increases up to a limit value of the tire wear value RVlim constant linear, then has a kink and rises steeper, constant linear up to a maximum value. It can be clearly seen that the limit RVlim is only achieved with a higher drive torque compared to the standard accelerator pedal characteristic FPstand . Thus high values of the tire wear value occur RVho , that is, increased tire wear, only at a later point in time, ie with higher drive torques or more strongly depressed accelerator pedal. The high values of tire wear RVho are shifted in other words.

Das Diagramm weist drei Bereiche auf. Zum einen einen Bereich mit niedrigem Reifenverschleißwert I, zum anderen einen Bereich nach Überschreitung des Schwellwerts des Reifenverschleißwerts II und zum dritten einen Bereich nach Überschreitung des Grenzwerts des Reifenverschleißwerts III. Der Bereich mit niedrigem Reifenverschleißwert I wird durch den Schwellwert des Reifenverschleißwerts RVs begrenzt. Ist dieser Schwellwert des Reifenverschleißwerts RVs erreicht, wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben, sodass dieser gegebenenfalls sein Fahrverhalten anpassen kann, um den Reifenverschleißwert nicht noch stärker zu erhöhen. An diesem Punkt hat die Standard-Fahrpedal-Kennlinie FPstand den Grenzwert RVlim bereits erreicht. Steigt der Reifenverschleißwert jedoch noch weiter an und wird der Grenzwert RVlim erreicht, kann erneut eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden.The diagram has three areas. Firstly, an area with low tire wear I. , on the other hand an area after the threshold value of the tire wear value has been exceeded II and third, a range after the tire wear limit is exceeded III . The area with low tire wear I. is determined by the threshold value of the tire wear value RVs limited. Is this threshold of tire wear RVs is reached, a warning is given to the driver so that the driver can adjust his driving behavior if necessary so as not to increase the tire wear value even more. At this point the standard accelerator pedal curve has FPstand the limit RVlim already reached. However, if the tire wear value rises further and becomes the limit value RVlim a warning can be issued to the driver again.

Damit der Grenzwert RVlim nicht erreicht wird oder später erreicht wird, wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens das Antriebsmoment begrenzt. Zudem wird wie hier dargestellt die Fahrpedal-Kennlinie FP angepasst. Das heißt, dass bei selber Fahrpedalstellung weniger Antriebsmoment auf die Reifen übertragen wird wie bei einem herkömmlichen Fahrzeug. Dadurch liegt der Reifenverschleißwert bei gleicher Fahrpedal-Stellung unter dem Reifenverschleißwert des herkömmlichen Fahrzeugs.So that the limit RVlim is not reached or is reached later, the drive torque is limited by the inventive method. In addition, the accelerator pedal characteristic curve is shown here FP customized. This means that when the accelerator pedal is in the same position, less drive torque is transferred to the tires than in a conventional vehicle. As a result, the tire wear value with the same accelerator pedal position is below the tire wear value of the conventional vehicle.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrpedal-Rückstellkraft-Diagramms nach einem Ausführungsbeispiel. Zusätzlich zu der Begrenzung des Antriebsmoments und der Änderung der Fahrpedal-Kennlinie FP, was in 3 dargestellt wurde, kann die Kennlinie der Fahrpedal-Rückstellkraft FR in Abhängigkeit des bei der jeweiligen Fahrpedalstellung angeforderten Antriebsmoments angepasst werden. Im hier dargestellten Diagramm ist die Fahrpedal-Rückstellkraft über der Fahrpedalstellung aufgezeigt. 4th shows a schematic representation of an accelerator pedal return force diagram according to an embodiment. In addition to limiting the drive torque and changing the accelerator pedal characteristic FP what in 3rd has been shown, the characteristic of the accelerator pedal restoring force FR depending on the particular Accelerator pedal position requested drive torque can be adjusted. In the diagram shown here, the accelerator pedal restoring force is shown above the accelerator pedal position.

Das Diagramm weist dieselben drei Bereiche I, II, III auf wie 3. Die Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FR ist im Vergleich zur Standard-Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FRstand dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Standard-Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FRstand von 0 bis zu einer maximalen Fahrpedal-Rückstellkraft konstant linear ansteigt. Im Gegensatz dazu steigt die Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FR, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren begrenzt wurde, von 0 bis zum Grenzwert RVlim konstant linear an. Anschließend steigt die Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FR steiler an. Dieser steilere Anstieg ist dem Bereich III zugeordnet. Wird dann ein Kick Down KD durchgeführt, steigt die die Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FR noch steiler an. Wird der Kick Down KD durchgeführt, wird die Begrenzung der Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FR und des damit verbundenen Antriebsmoments aufgehoben.The diagram shows the same three areas I. , II , III on how 3rd . The accelerator pedal return force characteristic FR is compared to the standard accelerator pedal return force characteristic curve FRstand shown. It can be clearly seen that the standard accelerator pedal return force characteristic FRstand from 0 increases linearly up to a maximum accelerator pedal restoring force. In contrast, the accelerator pedal return force characteristic curve increases FR , which was limited by the method according to the invention, from 0 up to the limit RVlim constant linear. The accelerator pedal return force characteristic curve then increases FR steeper. This steeper climb is the area III assigned. Then it becomes a kick down KD carried out, the accelerator pedal return force characteristic curve increases FR even steeper. Will the kick down KD the accelerator pedal return force characteristic is limited FR and the associated drive torque canceled.

Erreicht der Reifenverschleißwert den Schwellwert RVs, wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben. An diesem Punkt hat die Standard-Fahrpedal-Rückstellkraft-Kennlinie FRstand bereits den Grenzwert RVlim erreicht. Wird der Grenzwert RVlim erreicht, kann wiederum eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Um den Grenzwert RVlim möglichst spät zu erreichen, wird die Fahrpedal-Rückstellkraft, die mit der Fahrpedalstellung verknüpft ist, begrenzt. Dadurch ist der Anstieg des Reifenverschleißwerts weniger steil als der Anstieg des Standard-Reifenverschleißwerts.If the tire wear value reaches the threshold RVs , a warning is given to the driver. At this point the standard accelerator pedal return force curve has FRstand already the limit RVlim reached. Will the limit RVlim a warning can be issued to the driver. To the limit RVlim To reach as late as possible, the accelerator pedal restoring force that is linked to the accelerator pedal position is limited. As a result, the increase in tire wear is less steep than the increase in standard tire wear.

Vorteilhaft hieran ist, dass der Bereich mit hohen Werten des Reifenverschleißes RVho später erreicht wird als bei einem herkömmlichen Fahrzeug, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren nicht eingesetzt wird.The advantage of this is that the area with high tire wear values RVho is achieved later than in a conventional vehicle in which the method according to the invention is not used.

Die hier dargestellten Beispiele sind nur beispielhaft gewählt. Insbesondere betreffen Zahlenangaben und Steigungen der Diagramme keine fixen Grenzen sondern sind nur als Beispiele zu verstehen.The examples shown here are selected only as examples. In particular, numbers and slopes of the diagrams do not relate to fixed limits but are only to be understood as examples.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Fahrzeugvehicle
22nd: Reifentires
33rd: Fahrerdriver
44th: Warnungwarning
55: SteuereinheitControl unit
66: AntriebssystemDrive system
77: Längsdynamik-SensorenLongitudinal dynamics sensors
88th: Querdynamik-SensorenTransverse dynamics sensors
99: AusgabeeinheitOutput unit
1010th: Fahrtrichtung Direction of travel
FPstandFPstand: Standard-Fahrpedal-KennlinieStandard accelerator pedal characteristic
FPFP: Fahrpedal-KennlinieAccelerator pedal characteristic
FRstandFRstand: Standard-Fahrpedal-Rückstellkraft-KennlinieStandard accelerator pedal return force characteristic curve
FRFR: Fahrpedal-Rückstellkraft-KennlinieAccelerator pedal return force characteristic curve
RVsRVs: Schwellwert des ReifenverschleißwertsTire wear threshold
RVlimRVlim: Grenzwert des ReifenverschleißwertsTire wear limit
RVhoRVho: hohe Werte des Reifenverschleißwerts (erhöhter Verschleiß)high values of tire wear value (increased wear)
KDKD: Kick DownKick down
M(kipp)M (tilt): Kipp-Moment Tipping moment
II.: Bereich mit niedrigem ReifenverschleißwertArea with low tire wear
IIII: Bereich nach Überschreitung des Schwellwerts des ReifenverschleißwertsArea after the tire wear threshold is exceeded
IIIIII: Bereich nach Überschreitung des Grenzwerts des ReifenverschleißwertsArea after the tire wear limit is exceeded

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2018137920 A1 [0003]

Claims

Method for determining a tire wear value (RVs; RVlim; RVho) for at least one tire (2) of a vehicle (1), wherein a longitudinal dynamics and a transverse dynamics of the vehicle (1) are continuously sensed and evaluated in order to obtain longitudinal dynamics data and transverse dynamics data, a slip of the at least one tire (2) is continuously determined from these longitudinal dynamics data and from these transverse dynamics data, - starting from the slippage of the at least one tire (2), the tire wear value (RVs; RVlim; RVho) is continuously determined, - The determined tire wear value (RVs; RVlim; RVho) is continuously output to a driver (3) of the vehicle (1).

Procedure according to Claim 1 , based on the determined tire wear value (RVs; RVlim; RVho), a warning (4) is issued to the driver (3) as soon as the tire wear value (RVs; RVlim; RVho) reaches or exceeds a predetermined threshold value (RVs).

Method according to one of the preceding claims, wherein the longitudinal dynamics of the vehicle (1) is limited so that the tire wear value (RVs; RVlim; RVho) determined is below a predetermined limit value (RVlim).

Procedure according to Claim 3 The longitudinal dynamics of the vehicle (1) are limited by limiting a drive torque of the vehicle (1).

Method according to one of the preceding claims, wherein an incline of an accelerator pedal characteristic of the vehicle (1) is reduced so that the tire wear value (RVs; RVlim; RVho) determined reaches the predetermined limit value (RVlim) from an almost maximum accelerator pedal position.

Method according to one of the preceding claims, wherein an incline of an accelerator pedal return force characteristic curve of the vehicle (1) is reduced so that the tire wear value (RVs; RVlim; RVho) determined reaches the predetermined limit value (RVlim) from an almost maximum accelerator pedal position .

Procedure according to one of the Claims 3 to 6 , whereby the limitation is lifted in the event of a kick-down (KD).

Control unit (5) for a vehicle (1), the control unit (5) with a drive system (6) of the vehicle (1), with longitudinal dynamics sensors (7) of the vehicle (1), and with transverse dynamics sensors (8) of the vehicle (1), and wherein the control unit (5) has means for carrying out the method according to one of the preceding claims.

Computer program product, the computer program product being set up to carry out the method according to one of the Claims 1 to 7 on the control unit (5) Claim 8 perform.

Vehicle (1), comprising a drive system (6), at least one longitudinal dynamics sensor (7) and at least one lateral dynamics sensor (8), the vehicle (1) following a control unit (5) Claim 8 having.