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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Reifenverschleißes von Reifen eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung eine elektronische Recheneinrichtung.
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Aus der
DE 10 2016 102 021 A1 ist ein Verfahren zur Reifenwechselwarnung offenbart, bei welchem der durch Auswertung von Fahrzustandskenngrößen erfasste Reifendurchmesser an Vorder- und Hinterachse verglichen wird und bei auftretenden Differenzen auf eine Notwendigkeit des Reifenwechsels hingewiesen wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine effiziente Sicherheitsmaßnahme für Reifenverschleiß bei Kraftwagen bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mittels einer erfindungsgemäßen elektronischen Recheneinrichtung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Reifenverschleißes eines Kraftfahrzeugreifens mithilfe einer elektronischen Recheneinrichtung. Dabei werden jeweilige Werte eines Soll-Reifenumfangs und jeweilige Werte eines Ist-Reifenumfangs verglichen, um die Differenz zwischen den beiden Werten zu ermitteln. Diese Differenz dient als Maß für den Reifenverschleiß. Somit wird eine mathematische Differenz zwischen dem Soll-Reifenumfang und dem Ist-Reifenumfang ermittelt, um den Reifenverschleiß zu beobachten. Die Profiltiefe kann ebenfalls ermittelt werden, da sie durch den jeweiligen Reifenumfang bestimmbar ist.
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Die Profiltiefe eines Reifens gibt Auskunft über den verbleibenden Gummi auf der Lauffläche und ist ein entscheidender Indikator für den Zustand des Reifens. Durch den Vergleich des Soll-Reifenumfangs basierend auf einem neuen Reifen mit dem Ist-Reifenumfang basierend auf dem aktuellen Reifen kann die mathematische Differenz berechnet werden. Diese Differenz ermöglicht Rückschlüsse auf den Reifenverschleiß, da ein größerer Unterschied auf ein geringeres Reifenprofil hinweisen kann.
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Um die Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird die Differenz kontinuierlich in vorgegebenen Zeitabschnitten ermittelt. Der Wert des Soll-Reifenumfangs wird erfindungsgemäß dabei in Abhängigkeit von der ermittelten gefahrenen Strecke des Kraftwagens zu den jeweiligen Zeitabschnitten angepasst. Diese Informationen werden durch die mit allen für das Verfahren benötigten Komponenten gekoppelte elektronische Recheneinrichtung ermittelt und an die die Informationen benötigende Komponenten weitergeleitet. Die elektronische Recheneinrichtung berechnet somit den entsprechenden Reifenumfang beziehungsweise den gemittelten Radumfang aus den vorherigen Messungen und gleicht ihn kontinuierlich an.
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Auf diese Weise erfolgt eine kontinuierliche Erfassung des Reifenumfangs jeweiliger Reifen. Im Laufe der Zeit nimmt der Sollwert aufgrund des Verschleißes ab, welcher wiederum in Abhängigkeit von der gefahrenen Strecke erfasst wird. Demnach nimmt auch der Wert des Ist-Reifenumfangs kontinuierlich ab. Das Ziel besteht darin, den Ist-Reifenumfang mit dem Soll-Reifenumfang zu beobachten, um Informationen über eine noch zu befahrende Strecke ohne Probleme zu ermitteln und diese Informationen dem Nutzer bereitzustellen. Dabei kann beispielsweise die Profiltiefe ermittelt und dem Nutzer dargestellt werden, da sie durch den jeweiligen Reifenumfang bestimmbar ist.
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Durch die kontinuierliche Überwachung des Reifenverschleißes und der Profiltiefe erhalten Fahrzeugnutzer wichtige Informationen über den Zustand der Reifen und können rechtzeitig Maßnahmen ergreifen, um die Sicherheit und Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs zu prüfen und zu beobachten, Indem die Profiltiefe kontinuierlich ermittelt wird, können Fahrzeugnutzer Informationen darüber erhalten, beispielsweise wie viel Gummi auf der Lauffläche des Reifens noch vorhanden ist. Dies ermöglicht eine rechtzeitige Erkennung von verschlissenen Reifen, was die Sicherheit und die Fahrzeugleistung beeinflussen kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Werte des Ist-Reifenumfangs mittels einer Sensoreinrichtung erfasst werden. Dazu gehören beispielsweise Raddrehzahlsensoren, ABS-Sensoren, Geschwindigkeitssensoren und/oder Beschleunigungssensoren und/oder weitere. Die Raddrehzahlsensoren ermöglichen es, die Geschwindigkeit der einzelnen Räder zu messen und den Reifenumfang abzuleiten. Die ABS-Sensoren überwachen die Raddrehzahlen und liefern Informationen für die Berechnung des Ist-Reifenumfangs. Geschwindigkeitssensoren messen die Fahrzeuggeschwindigkeit und in Verbindung mit dem Reifenumfang kann der Ist-Reifenumfang ermittelt werden. Beschleunigungssensoren messen die Beschleunigung des Fahrzeugs und können ebenfalls zur Bestimmung des Ist-Reifenumfangs verwendet werden. Durch die kontinuierliche Erfassung des Ist-Reifenumfangs mittels dieser Sensoreinrichtungen kann der Reifenverschleiß überwacht und die Profiltiefe ermittelt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Werte des Ist-Reifenumfangs mittels jeweiliger der Sensoreinrichtung angeordneten Reifendrucksensoren erfasst werden. Die vorgeschlagene Sensoreinrichtung beziehungsweise das dadurch bereitgestellte Sensoriksystem nutzt insbesondere Reifendrucksensoren und das ABS-/ESP-System, um die Profiltiefe der Fahrzeugreifen zu erfassen. In diesem Zusammenhang steht ABS für Antiblockiersystem und ESP für Elektronisches Stabilitätsprogramm. Durch die Verwendung von Reifendrucksensoren kann der Reifenumfang basierend auf dem Reifendruck ermittelt werden. Ein niedrigerer Reifendruck führt zu einem geringeren Reifenumfang, während ein höherer Reifendruck zu einem größeren Reifenumfang führt. Diese Informationen können in die Berechnung des Ist-Reifenumfangs einfließen. Darüber hinaus kann das ABS-/ESP-System zur Messung der Raddrehzahl genutzt werden. Durch den Vergleich der Raddrehzahlen der einzelnen Räder kann auf den Reifenverschleiß und die Profiltiefe geschlossen werden. Wenn in einer vorgegebenen Strecke eine höhere Raddrehzahl auftritt, deutet dies darauf hin, dass ein höherer Verschleiß stattgefunden hat als bei einer niedrigeren Raddrehzahl. Eine erhöhte Raddrehzahl kann auf ein geringeres Reifenprofil oder auf andere Faktoren hinweisen, die den Verschleiß des Reifens beeinflussen können.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei Unterschreitung eines Grenzwertes für die Werte des Ist-Reifenumfangs ein Warnsignal erzeugt wird. Dieses Warnsignal wird beispielsweise an eine Warnsignaleinrichtung weitergeleitet, um akustische, visuelle und/oder haptische Warnsignale für den Nutzer zu erzeugen. Wenn der Ist-Reifenumfang beispielsweise den festgelegten Grenzwert unterschreitet, deutet dies auf einen kritischen Reifenverschleiß hin. Um den Fahrer darüber zu informieren, wird ein Warnsignal ausgelöst. Das Warnsignal kann beispielsweise als akustisches Signal wie ein Warnton oder eine Sprachmeldung erfolgen. Alternativ können visuelle Signale wie eine Warnleuchte oder eine Meldung auf einer Anzeigevorrichtung beziehungsweise einem Fahrzeugdisplay gezeigt werden. Haptische Warnsignale, beispielsweise durch Vibrationen im Lenkrad oder im Fahrersitz, sind ebenfalls möglich. Somit ist die Warnsignaleinrichtung dazu ausgebildet, den Fahrer auf den kritischen Zustand der Reifen aufmerksam zu machen, um mögliche Gefahrensituationen zu vermeiden. Durch rechtzeitige Warnungen kann der Fahrer angemessene Maßnahmen ergreifen, wie zum Beispiel den Reifendruck zu überprüfen oder die Reifen auszutauschen, um die Sicherheit und Leistung des Fahrzeugs zu überprüfen und gegebenenfalls Parameter anzupassen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Fahrzeugparameter in Abhängigkeit des ermittelten Werts des Ist-Reifenumfangs verändert wird. Dies kann beispielsweise durch direkte oder indirekte Steuerung von Steuereinrichtungen im Kraftwagen mittels der elektronischen Recheneinrichtung erfolgen. Beispiele für mögliche Fahrzeugparameter, die entsprechend angepasst werden könnten, sind Geschwindigkeitsbegrenzungen, Beschleunigungsbegrenzungen sowie Warnsignale, Informationsdarstellungen und Datenweiterleitungen an Dritte über kabellose Verbindungen. Wenn der ermittelte Wert des Ist-Reifenumfangs auf einen kritischen Zustand hinweist, können bestimmte Fahrzeugparameter angepasst werden, um die Sicherheit und Leistung des Fahrzeugs bereitzustellen. Eine Möglichkeit besteht insbesondere darin, die Geschwindigkeitsbegrenzung automatisch zu reduzieren, um eine Überbeanspruchung des Reifens zu vermeiden. Ebenso können Beschleunigungsbegrenzungen implementiert werden, um eine zu starke Belastung des Reifens zu verhindern. Bei der Möglichkeit, die Daten über den Reifenverschleiß kabellos an Dritte zu übermitteln, können beispielsweise die Daten an Werkstätten oder Fahrzeugflottenbetreiber übermittelt werden, um Wartungs- oder Austauschmaßnahmen zu initiieren.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektronische Recheneinrichtung, die alle erforderlichen Komponenten, Steuerkreise, Einheiten, Software und Stromquellen umfasst, um das beschriebene Verfahren zur Ermittlung des Reifenverschleißes durchzuführen. Die elektronische Recheneinrichtung bildet somit das zentrale Steuerungs- und Berechnungssystem, das die Messdaten der Sensoreinrichtungen empfängt und verarbeitet. Sie umfasst geeignete Hardwarekomponenten wie Prozessoren, Speicher und Schnittstellen zur Kommunikation mit anderen Systemen im Kraftwagen.
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Mittel der elektronischen Recheneinrichtung ist somit ein Reifenverschleiß von Reifen des Kraftwagens erfassbar, wobei ein jeweiliger Wert eines Soll-Reifenumfangs mit einem jeweiligem Wert eines Ist-Reifenumfangs vergleichbar und eine Differenz der Werte ermittelbar ist. Zudem ist es vorgesehen, dass die Differenz kontinuierlich in vorgegebenen Zeitabschnitten ermittelbar ist, wobei der Wert des Soll-Reifenumfangs in Abhängigkeit von einer ermittelten gefahrenen Strecke des Kraftwagens zu den jeweiligen Zeitabschnitten veränderbar ist.
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In anderen Worten wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches Reifendrucksensoren und das ABS-/ESP-System nutzt, um die Profiltiefe von Fahrzeugreifen zu erfassen und den Fahrer zu warnen, wenn die Mindestprofiltiefe unterschritten wird. Die Erfassung des Radumfangs und der Raddrehzahl erfolgt durch die ABS-/ESP-Sensoren.
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Die gesammelten Daten von Reifendrucksensoren und dem ABS-/ESP-System werden an eine zentrale Steuereinheit beziehungsweise der elektronischen Recheneinrichtung im Kraftwagen beziehungsweise Fahrzeug weitergeleitet. Die Steuereinheit berechnet eine gemittelte Kenngröße beziehungsweise ein Wert des Radumfangs aus vorherigen Messungen und vergleicht sie kontinuierlich mit einem Soll-Wert. Eine genaue Berechnung ist erforderlich.
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Durch den Vergleich der gemessenen Werte mit den Soll-Werten kann das Verfahren feststellen, ob die Profiltiefe des Reifens unter das kritische Niveau gefallen ist. In diesem Fall wird der Fahrer gewarnt, damit er den Reifen austauschen kann und das Unfallrisiko minimiert wird.
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Bei einem sehr kritischen Zustand des Reifens und/oder ungünstigen Umweltbedingungen kann das System die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs drosseln, um das Risiko eines Unfalls zu minimieren. Dies erfolgt durch eine automatische Anpassung der Motorleistung und/oder der Bremskraft, um eine zu hohe Geschwindigkeit zu verhindern.
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Das Verfahren trägt auch zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität bei, da es den Fahrzustand kontinuierlich überwacht und den Fahrer bei Problemen mit einem Reifen warnt. Dadurch kann der Fahrer frühzeitig reagieren und das Fahrzeug sicher steuern, bevor es zu einem unkontrollierten Fahrzustand kommt.
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Insgesamt bietet das vorgeschlagene System eine automatische Erfassung der Profiltiefe und eine Warnung des Fahrers bei Unterschreitung der Mindestprofiltiefe. Dies führt zu einem Sicherheitsgewinn für die Fahrzeuginsassen und andere Verkehrsteilnehmer. Das System kann den Herstellern von hochautonomen Fahrzeugen auch Haftungsausschlüsse bieten, indem es dazu beiträgt, Unfälle aufgrund einer Unterschreitung der Mindestprofiltiefe und einem unkontrollierten Fahrzustand zu vermeiden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
- Dabei zeigt die einzige 1 ein Bilddiagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung eines Reifenverschleißes von Reifen eines Kraftwagens.
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1 zeigt ein Bilddiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Ermittlung eines Reifenverschleißes von Fahrzeugreifen beziehungsweise Reifen 1 eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens mithilfe einer elektronischen Recheneinrichtung 10. Dabei werden jeweilige Werte des Soll-Reifenumfangs 20 mit den Werten des Ist-Reifenumfangs 30 verglichen, um die Differenz 40 zwischen ihnen zu ermitteln. Die Differenz 40 wird kontinuierlich in vorgegebenen Zeitabschnitten T berechnet. Der Wert des Soll-Reifenumfangs 20 wird in Abhängigkeit von der ermittelten gefahrenen Strecke X des Fahrzeugs zu den jeweiligen Zeitabschnitten T angepasst.
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Um den Ist-Reifenumfang 30 zu erfassen, werden Sensoreinrichtungen verwendet. Insbesondere werden Reifendrucksensoren eingesetzt, die in der Nähe der Reifen angeordnet sind. Diese Sensoren erfassen die Werte des Ist-Reifenumfangs 30 und liefern die entsprechenden Daten an die elektronische Recheneinrichtung 10. Wenn der Wert des Ist-Reifenumfangs 30 den vorgegebenen Grenzwert 50 unterschreitet, wird ein Warnsignal 60 erzeugt. Das Warnsignal 60 kann beispielsweise als akustisches Signal, visuelles Signal oder haptisches Signal ausgegeben werden, um den Fahrer auf den kritischen Zustand des Reifens 1 oder der jeweiligen Reifen 1 hinzuweisen. Insbesondere kann für jeden Reifen 1 im Kraftwagen das Verfahren durchgeführt werden, wobei die Informationen zu allen Reifen 1 dem Nutzer zur Verfügung gestellt werden.
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Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, wenigstens einen Fahrzeugparameter 70 in Abhängigkeit des ermittelten Werts des Ist-Reifenumfangs 30 zu verändern. Dies bedeutet, dass das Verfahren entsprechende Anpassungen an Fahrzeugparametern vornehmen kann, um die Sicherheit und Leistung zu verbessern. Beispiele für solche Fahrzeugparameter können Geschwindigkeitsbegrenzungen, Beschleunigungsbegrenzungen oder andere Leistungsparameter sein.
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Durch die Veränderung von Fahrzeugparametern in Abhängigkeit des Ist-Reifenumfangs 30 kann das Verfahren den Nutzer unterstützen, indem es die Fahrzeugsteuerung an den Zustand des Reifens 1 anpasst. Dies trägt zur Sicherheit und zum wenigstens teilweise verbesserter Fahrverhalten des Kraftwagens bei.
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Das vorgestellte Verfahren bietet somit eine effektive Überwachung des Reifenverschleißes und ermöglicht es, rechtzeitig auf kritische Zustände hinzuweisen und geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um die Sicherheit des Kraftwagens bereitzustellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016102021 A1 [0002]
