DE602004010398T2

DE602004010398T2 - Verfahren zur voraussage des verschleisses eines reifens und entsprechendes system

Info

Publication number: DE602004010398T2
Application number: DE602004010398T
Authority: DE
Inventors: Arnaud Bocquillon; Francois Finck; Dominique Guiet
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Michelin Recherche et Technique SA France; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Michelin Recherche et Technique SA France; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2024-06-12
Also published as: DE602004010398D1; FR2856343A1; US7483794B2; US20060156790A1; EP1639340A1; EP1639340B1; WO2004111617A1; FR2856343B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens, der ein Land-Kraftfahrzeug ausstattet, sowie ein System zum Voraussagen des Verschleißes für das Umsetzen dieses Verfahrens. Die Erfindung gilt für jedes Kraftfahrzeug des Typs Pkw, Lkw, des Bauingenieurwesens sowie jedes Zweiradfahrzeug des Typs Motorrad.
Ein solches Verfahren ist zum Beispiel aus dem Dokument FR-A-2 816 402 bekannt, das dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht.
Es ist bekannt, den Verschleiß eines Luftreifens, der ein Kraftfahrzeug ausstattet, vorherzusagen und dabei sowohl den Verschleiß zu berücksichtigen, der am Fahrzeug beim Fahren entsteht (das heißt des mehr oder minder schweren Charakters des Fahrens des Fahrzeugs), die dem Fahrzeug eigenen Eigenschaften und die Eigenschaften des Luftreifens, durch den Artikel „Evaluation of Tire Wear Performance", Olivier Le Maître, Manfred Süssner, Cesar Zarak – Society of Automotive Engineers (SAE) Technical Paper Series 980256, Seiten 46–47 (International Congress and Exposition Detroit, Michigan, 23.–26. Februar 1998)".
Um die Schwere des Fahrens des Fahrzeugs zu schätzen, misst man bei jeder Radumdrehung (oder in Abhängigkeit von der Zeit) die Längs- und Querbeschleunigungen im Schwerpunkt des Fahrzeugs und speichert die Summe der erzielten Beschleunigungsinformationen in einer Matrix.
Man verwendet diese Beschleunigungsinformationen, um Informationen zu erzielen, die für die Kräfte und Verhaltensweisen in den Radmitten der installierten Einheiten des Fahrzeugs repräsentativ sind (wie zum Beispiel die Längskraft F_X, Querkraft F_Y und senkrechte Kraft F_Z, den Radsturzwinkel für jeden Luftreifen und für eine Kombination von Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung), über ein „Fahrzeugmodell", das die statischen Einstellungen Vorspur und Verkantung, die Bedingungen der statischen Ladung des Fahrzeugs, die Eigenschaften von Kräften und Momenten in Zusammenhang mit den Luftreifen und Schwankungen von Vorspur und Verkantung (zurückzuführen auf Rollen, Stampfen, Übereinstimmung mit den Querkräften und Längskräften und dem Selbstfluchtungsmoment) berücksichtigt.
Dann verwendet man ein „pneumatisches" Modell oder Verschleißmodell des Luftreifens, um den Verschleiß ausgehend von den gegebenen Bedingungen, die an die Radmitten angewandt werden, vorherzusagen (in Abhängigkeit von F_X, F_Y, F_Z, von dem Reifenlaufwinkel und dem Radsturzwinkel für einen gegebenen Luftreifen).
Dieses Verschleißmodell berücksichtigt die mechanischen Spezifikationen der Funktionen des Luftreifens (Starrheiten der Reifenlauffläche, der Oberseite und der Flanken), die auf den Ergebnissen finiter Elemente sowie auf Experimentaldaten beruhen, und es erlaubt das Voraussagen in der lokalen Verteilung der Belastungen und der Gleitgeschwindigkeit in der Berührungsfläche, ausgehend von welchen man den Verschleiß der Reifenlauffläche voraussagen kann.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens vorzuschlagen, dessen Reifenlauffläche Profile aufweist und der ein Land-Kraftfahrzeug ausstattet, sowie ein System zur Voraussage zum Umsetzen dieses Verfahrens, das es einem Benutzer, wie zum Beispiel dem Fahrer des Fahrzeugs erlaubt, in einem gegebenen Augenblick zuverlässig den Grad des Verschleißes des oder jedes Luftreifens zu kennen (oder die restliche Nutzungszeit oder auch die restliche Strecke, die sich daraus ergeben), und/oder Steuerparameter von Fahrunterstützungssystemen anzupassen, wie zum Beispiel der System „ABS" (Anti Blocking System) oder „ESP" (elektronisches Stabilitätsprogramm), und zwar in Abhängigkeit von Gebrauchsmerkmalen des Fahrzeugs.
Dazu weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes die folgenden aufeinander folgenden Schritte auf:

(i) Erzielen bei jeder Radumdrehung oder in gegebenen Zeitintervallen von Radmerkmalen im Zusammenhang mit mindestens einem Rad, die die Kräfte umfassen, die an die Mitte dieses Rads in die Längsrichtung, Querrichtung und senkrechte Richtung angelegt werden, sowie den Radsturzwinkel γ und den Reifenlaufwinkel δ,
(ii) eine Verarbeitung der Radmerkmale im Zusammenhang mit Parametern, die den Luftreifen, der auf das Rad montiert ist, charakterisieren, zum Erzielen bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen von Berührungsmerkmalen der Profile, die die Berührungsfläche des Luftreifens mit dem Fahrboden charakterisieren, die für Kräfte repräsentativ sind, die auf jedes Profil in die Längsrichtung, Querrichtung und senkrechte Richtung angelegt werden, und
(iii) eine Verarbeitung der Berührungsmerkmale, um Sofortverschleißmerkmale jedes Profils bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen vorherzusagen und eine Summierung der Sofortmerkmale über eine gegebene Zeitspanne, um für jedes Profil vorhergesagte Gesamtverschleißmerkmale zu erzielen, wobei dieses erfindungsgemäße Verfahren derart ist, dass es ferner die folgenden aufeinander folgenden Schritte aufweist:
(iv) eine Messung in einem gegebenen Augenblick mindestens eines realen Merkmals der Gesamtabnutzung des Luftreifens auf mindestens einem der Profile oder im Durchschnitt auf einem axialen Schnitt des Luftreifens,
(v) ein Vergleichen mindestens eines der vorhergesagten Gesamtmerkmale, die in (iii) erzielt wurden, mit dem in (iv) gemessenen entsprechenden realen Merkmal, und
(vi) ein Berücksichtigen des Ergebnisses des in (v) vorgesehenen Vergleichs beim Ausführen eines neuen Voraussagezyklus korrigierter Sofortverschleiß- und Gesamtverschleißmerkmale.

Vorteilhafterweise umfasst dieses Verfahren vor dem Schritt (i) Folgendes:

– eine Messung in Echtzeit und bei jeder Radumdrehung oder in gegebenen Zeitintervallen von Fahrbeanspruchungen, die an den Schwerpunkt des Fahrzeugs beim Fahren angelegt werden und die die Stärken der Längsbeschleunigung γ_X und Querbeschleunigung γ_Y umfassen oder die entsprechenden Längskraft und Querkraft F_X und F_Y (wobei diese Beschleunigungen oder diese Kräfte von Beschleunigungsmessern oder Dynamometern gemessen werden oder ausgehend von „ABS"- oder „ESP"-Systemen oder auch ausgehend von einem weltweiten Positionierungssystem „GPS" erzielt werden), und dann
– eine Verarbeitung dieser Beschleunigungen oder dieser Messungen, die bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen in Zusammenhang mit Parametern gemessen wurden, die das Fahrzeug charakterisieren, für das Erzielen bei jeder Radumdrehung oder diesen gegebenen Zeitintervallen der Merkmale gemäß Schritt (i).

Zu bemerken ist, dass diese Radmerkmale direkt ausgehend von der Messung der drei Komponenten der Resultante von Kräften erzielt werden können, die von dem Fahrboden auf die Berührungsfläche des Luftreifens ausgeübt werden, die durch Verarbeitung von mindestens zwei Dehnungs- oder Umfangsschrumpfungsmessungen in mindestens einer Flanke des Luftreifens an zwei stationären Stellen im Raum, die sich an unterschiedlichen Peilwinkeln entlang des Umfangs befinden, bestimmt werden. Dieses Schrumpfen oder Dehnen am Umfang der Flanken wird vorteilhafterweise durch Messen der Entfernung zwischen den Fäden der Gewebeeinlage der Flanken geschätzt. Siehe dazu die Patentschrift WO-A-03/014693 , ausgestellt auf die Antragstellerinnen, die eine ausführliche Beschreibung dieser Messungen der Radmerkmale ausgehend von den Kräften in der Berührungsfläche enthält.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfassen die Fahrbeanspruchungen ferner die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs, ebenfalls im Schwerpunkt gemessen, und/oder die von dem Fahrzeug transportierte Last. Vorzugsweise umfassen diese Fahrbeanspruchungen kombiniert diese Geschwindigkeit V und diese transportierte Last.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst dieses Verfahren die Messung in Echtzeit der statischen Einstellungen, die die Vorspur und die Verkantung umfassen, vor dem Schritt (iii).
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung hängt die Verarbeitung gemäß Schritt (iii) von den Parametern in Zusammenhang mit dem Fahrboden ab, wie zum Beispiel von seiner Trockenheit, Nässe oder Feuchtigkeit (wie zum Beispiel durch Aktivieren oder nicht der Scheibenwischer bestimmt wird) und/oder von der Temperatur des Fahrbodens, zur Voraussage der Verschleißsofortmerkmale.

– Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die realen Gesamtverschleißmerkmale gemäß Schritt (iv) durch eine Prüfung des Luftreifens beim Stillstand des Fahrzeugs erzielt (wobei diese Prüfung eine einfache Sichtprüfung sein kann oder mittels einer entsprechenden Messvorrichtung durchgeführt werden kann, wie zum Beispiel mit einem „Tiefenmessgerät" oder mit einer Laserstrahlung).
– Gemäß einer ersten Variante dieser Ausführungsform werden die realen Gesamtverschleißmerkmale gemäß Schritt (iv) über Mittel zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Messen des Verschleißes des Luftreifens erzielt, mit welchen das Fahrzeug versehen ist, und die dazu bestimmt sind, den Fahrer des Fahrzeugs in Echtzeit über das Erreichen eines oder mehrerer vorbestimmter Verschleißschwellenwerte auf mindestens einem der Profile zu informieren.

Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform dieser ersten Variante besteht der Schritt (iv) darin, die Mittel zum Messen des Verschleißes, die in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP02/10936 , ausgestellt auf die Antragstellerinnen, beschrieben sind, zu verwenden. Der Schritt (iv) besteht dabei darin, eine Messung der Kapazität oder des elektrischen Widerstands im Inneren des Profils durchzuführen und daraus die Höhe dieses Profils durch eine Beziehung abzuleiten, die die Kapazität oder den Widerstand mit dieser Höhe verbindet, indem man zum Beispiel im Inneren des Luftreifens ein elektronisches Modul zum Erfassen vorsieht, das mit dem Profil unter diesem Letzteren verbunden ist.
Diese Messung der Werte der Kapazität oder des elektrischen Widerstands kann mittels eines Erfassungsmoduls der Werte durchgeführt werden, das in dem Luftreifen vorgesehen ist. Sie kann auch über eine Messung der Kapazität in Bezug auf das Profil durchgeführt werden, indem die Abstimmfrequenz eines passiven Resonanzkreises bestimmt wird, der mindestens einen Kondensator aufweist, der aus dem Profil und einer Drosselspule gebildet ist, die mit dem Kondensator in der Reifenlauffläche des Luftreifens verbunden ist, mittels einer Abtastschaltung, die auf das Rad oder auf einen statio nären Teil des Fahrzeugs, der sich neben dem Rad befindet, montiert ist.
In dem ersten oben genannten Fall kann man eine Kapazitätsmessung in Zusammenhang mit dem Profil durch Fernversorgen des Erfassungsmoduls über eine Abtastschaltung, die auf das Rad oder auf einen stationären Teil des Fahrzeugs neben dem Rad montiert ist, durchführen und an die Abtastschaltung die von dem Modul erfasste Kapazitätsmessung über eine Drosselspule übertragen, die in dem Luftreifen mit dem Erfassungsmodul gekoppelt ist.
Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform dieser ersten Variante besteht der Schritt (iv) darin, die Mittel zum Messen des Verschleißes zu verwenden, die in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP02/12262 , ausgestellt auf die Antragstellerinnen, beschrieben sind. Diese Anmeldung präsentiert ein Verfahren zum Messen des Verschleißes eines Luftreifens, dessen Profile untereinander durch Furchen verbunden sind, wobei das Fahrzeug ein Fahrgestell und eine Aufhängungsvorrichtung aufweist, die eine biegsame Verbindung zwischen dem Fahrgestell und dem Rad sicherstellt, wobei der Schritt (iv) aus Folgendem besteht:

a) in einem gegebenen Augenblick Ausführen einer Messung eines Werts, der für die Entfernung zwischen einerseits einem ersten Punkt, der fest mit der Aufhängungsvorrichtung verbunden ist, die dem Luftreifen gegenüberliegt und eine Position oder mehrere Positionen einnimmt, so dass die orthogonale Projektion des ersten Punkts auf der mittleren Umfangsebene des Luftreifens in gleicher Entfernung von der Achse des Rads auf der Ebene bleibt, repräsentativ ist, oder einem zweiten Punkt, der fest mit dem Fahrgestell verbunden ist, das dem Luftreifen gegenüberliegt, und, andererseits, dem Scheitel mindestens eines der Profile gegenüber dem ersten oder dem zweiten Punkt,
b) oder, in einem ersten Fall, Ausführen in dem gegebenen Augenblick einer Messung eines Referenzwerts, der für eine Entfernung repräsentativ ist, die zwischen dem ersten oder dem zweiten Punkt und dem Grund einer der Furchen gegenüber dem ersten oder dem zweiten Punkt gemessen wird, oder, in einem zweiten Fall, später Ausführen einer Messung eines anderen Referenzwerts, der für eine Entfernung repräsentativ ist, die zwischen dem ersten Punkt und einem der Scheitel gemessen wird, und
c) Vergleichen des im Absatz a) gemessenen Werts mit dem Referenzwert, der im Absatz b) gemessen wurde, um daraus in dem ersten Fall eine Verschleißinformation abzuleiten, die für die Höhe des Profils repräsentativ ist, durch Differenzmessung in dem Augenblick, und, in dem zweiten Fall, einer Verschleißinformation, die für die Entwicklung des Verschleißes des Scheitels des Profils in einem gegebenen Zeitintervall repräsentativ ist.

Gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform dieser ersten Variante besteht der Schritt (iv) darin, die Messmittel zu verwenden, die in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP03/00888 , ausgestellt auf die Antragstellerinnen, beschrieben ist. Der Schritt (iv) umfasst daher die Zuweisung zu einer diskreten Impedanzvariablen, die für die Impedanz eines Resonanzkreises repräsentativ ist, der in mindestens einem der Profile enthalten ist, einer diskreten Verschleißvariablen, die für den Verschleiß des Profils repräsentativ ist.
Vorteilhafterweise weist der Schritt (iv) auch das Messen von Resonanzfrequenzen des Resonanzkreises auf, die jeweils für Werte der Impedanzvariablen repräsentativ sind, sowie das Vergleichen jeder gemessenen Frequenz mit einer oder mehreren Referenz-Resonanzfrequen zen, die jeweils für eine Abnutzung des Profils unter mindestens einem der Schwellenwerte repräsentativ sind. Vorzugsweise weist der Resonanzkreis eine Spule auf und n (n ≥ 1) Kondensatoren, die in Abzweigung an den Klemmen der Spule installiert sind.
Gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform dieser ersten Variante besteht der Schritt (iv) darin, die Messmittel des Verschleißes zu verwenden, die in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP03/00557 , ausgestellt auf die Antragstellerinnen, beschrieben sind. Der Schritt (iv) weist dabei das Zuweisen zu einer Energievariablen, die für die Energie einer elektromagnetischen Strahlung repräsentativ ist, wie zum Beispiel für das sichtbare Licht, das vom Außenraum zum Innenraum des Luftreifens durch mindestens eines der Profile übertragen wird, einer Verschleißvariablen auf, die für den Verschleiß des Profils oder der Profile repräsentativ ist. Gemäß einem weiteren Merkmal dieses Schritts (iv) ist die Energievariable selbst für die Bündigkeit eines Mittels zum Übertragen elektromagnetischer Strahlungen an der Oberfläche des Scheitels des Profils repräsentativ.
Der Luftreifen zum Umsetzen dieses Schritts (iv) weist daher in seiner Masse mindestens ein Mittel zum Übertragen elektromagnetischer Strahlungen auf, das vorgesehen ist, um durch mindestens eines der Profile eine einfallende Strahlung, die aus dem Raum außerhalb des Luftreifens stammt, zu dem Inneren dieses zu übertragen, ausgehend von dem Moment, in dem dieses Übertragungsmittel mit dem Scheitel des Profils bündig ist.
Vorzugsweise ist jedes oder sind alle Übertragungsmittel für sichtbares Licht durchlässig (das heißt durchscheinend oder durchsichtig), und es kann zum Beispiel aus einer oder mehreren Kautschuksorten oder aus einer oder mehreren Lichtleitfasern bestehen.

– Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung werden die realen Gesamtverschleißmerkmale gemäß Schritt (iv) über Messmittel erzielt, die auf dem Fahrzeug zum Messen des mittleren Verschleißes der Profile auf einem axialen Schnitt des Luftreifens vorgesehen sind.

Vorteilhafterweise besteht der Schritt (iv) gemäß dieser zweiten Variante nacheinander aus Folgendem:

– Schätzen des Werts R_e,t des Rollradius des Luftreifens in einem Augenblick t,
– Vergleichen des geschätzten Werts R_e,t mit mindestens einem Referenzwert R_e,t0 für diesen Rollradius, der einem bestimmten Verschleißgrad des gleichen Luftreifens in einem früheren Augenblick t₀ entspricht, indem das Verhältnis R_e,t/R_e,t0 berechnet wird,
– Ableiten aus diesem Verhältnis R_e,t/R_e,t0 des mittleren Verschleißverhältnisses auf einem axialen Schnitt des Luftreifens, der gleich der mittleren Höhe h_t der Profile im Augenblick t auf ihrer mittleren Höhe h_t0 im Augenblick t₀ ist, über ein für den Luftreifen spezifisches Verschleißgesetz.

Gemäß einem weiteren Merkmal dieser zweiten Variante wird der Wert R_e,t des Rollradius des Luftreifens in einem Augenblick t geschätzt durch:

– die Messung in einem gegebenen Augenblick t der Anzahl der Umdrehungen des Rads, auf das der Luftreifen seit dem früheren Augenblick t₀ montiert ist,
– die Messung in diesem Augenblick t der von dem Fahrzeug seit dem früheren Augenblick t₀ zurückgelegten Entfernung,
– das Erzielen eines theoretischen Werts R_th,t des Roll radius in diesem Augenblick t durch das Verhältnis der zurückgelegten Entfernung zu der Anzahl Radumdrehungen im Augenblick t,
– die Messung in diesem Augenblick t korrigierender Parameter in Zusammenhang mit den Fahrbedingungen des Fahrzeugs, darunter insbesondere die Temperatur und der Innendruck des Luftreifens, die Last und das Antriebsmoment oder Bremsmoment, das an den Luftreifen angelegt wird, und
– die Berechnung des geschätzten Werts R_e,t des Rollradius des Luftreifens im Augenblick t ausgehend von dem theoretischen Wert R_th,t und den korrigierenden Parametern.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Voraussageverfahren derart, dass der Schritt (vi) ein Initialisieren des oder jedes vorhergesagten Gesamtmerkmals, das in (iii) für den folgenden Voraussagezyklus erzielt wurde, umfasst, aufgrund des Unterschieds, der zwischen dem Wert des oder jedes vorhergesagten Gesamtmerkmals und dem in (iv) gemessenen realen entsprechenden Gesamtverschleißmerkmal besteht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Voraussageverfahren derart, dass der Schritt (vi) eine adaptive Korrektur der Überarbeitungen aufweist, die in den Schritten (ii) und (iii) bei dem folgenden Voraussagezyklus vorgesehen sind, aufgrund des Verhältnisses zwischen dem oder jedem vorhergesagten Gesamtmerkmal, das in (iii) erzielt wurde, und dem in (iv) gemessenen entsprechenden realen Gesamtverschleißmerkmal.
Zu bemerken ist, dass andere komplexere Initialisierungsmodi oder „Abstimmmodi" ebenfalls verwendet werden können, die zum Beispiel das Merkmal der Verschleißgeschwindigkeit auf den letzten zurückgelegten Kilometern verwenden, um das vorhergesagte Gesamtverschleißmerkmal zu korrigieren.
Im Allgemeinen ist zu bemerken, dass die vorhergesagten Sofortverschleißmerkmale und/oder die in (iii) erzielten Gesamtverschleißmerkmale für eine oder mehrere bestimmte axiale Umfangszonen der Reifenlauffläche repräsentativ sind.
Ferner ist zu bemerken, dass das erfindungsgemäße Voraussageverfahren vorteilhafterweise die Informationen in Echtzeit des Fahrers des Fahrzeugs über den Verschleiß enthält, entweder aller Profile oder des oder der Profile, die am stärksten abgenutzt sind.
Zu bemerken ist, dass das erfindungsgemäße Voraussageverfahren des Verschleißes es erlaubt, zuverlässig in einem gegebenen Zeitpunkt nicht nur den Verschleißgrad des Luftreifens zu kennen, sondern auch die restliche Gebrauchsdauer oder die restliche Strecke, die sich daraus ergeben.
Zu bemerken ist ferner, dass das erfindungsgemäße Voraussageverfahren dazu verwendet werden kann, die vorhergesagten Verschleißmerkmale für Algorithmen zum Steuern bereitzustellen, die das Sicherheitssystem des Fahrzeugs enthält, wobei diese Algorithmen dazu vorgesehen sind, Fahrhilfssysteme zu steuern, wie zum Beispiel die Systeme „ABS" oder „ESP", um die Steuerparameter dieser Systeme anzupassen.
Ein erfindungsgemäßes Voraussagesystem des Verschleißes zum Umsetzen des oben ausführlich beschriebenen Voraussageverfahrens ist derart, dass es im Wesentlichen Folgendes enthält:

– einen Fahrzeugspeicher zum Lesen und Schreiben, der eine Datenbank in Zusammenhang mit mehreren Land-Kraftfahrzeugen enthält, die jeweils mit Luftreifen versehen sind, die auf Räder montiert sind, wobei diese Datenbank für jedes Fahrzeug sein Gewicht, seine geometrischen Merkmale und seine Merkmale der Schräglaufstarrheit enthält,
– Mittel, um bei jeder Radumdrehung oder in gegebenen Zeitintervallen Radmerkmale in Zusammenhang mit mindestens einem Rad zu erzielen, die die Kräfte enthalten, die auf die Mitte dieses Rads in die Längsrichtung X, Querrichtung Y und in die senkrechte Richtung Z angelegt werden, sowie die Radsturzwinkel γ und die Reifenlaufwinkel δ,
– einen Luftreifenspeicher zum Lesen und Schreiben, der eine Datenbank in Zusammenhang mit mehreren unterschiedlichen Luftreifen enthält, wie zum Beispiel ihre Maße und ihre geometrischen und mechanischen Merkmale jedes ihrer Profile,
– eine erste Verarbeitungseinheit, die vorgesehen ist, um die Radmerkmale in Zusammenhang mit Luftreifenparametern zu verarbeiten, die aus dem Luftreifenspeicher extrahiert werden, die den Luftreifen charakterisieren, der auf das Rad montiert ist, und um daraus bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen Berührungsmerkmale der Profile abzuleiten, die die Berührungsfläche des Luftreifens mit dem Fahrboden charakterisieren, die für die Kräfte repräsentativ sind, die auf jedes Profil in die Richtungen X, Y und Z angelegt werden,
– eine zweite Verarbeitungseinheit, die dazu vorgesehen ist, ausgehend von den Berührungsmerkmalen Sofortverschleißmerkmale vorherzusagen, die für den Verschleiß jedes Profils bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen repräsentativ sind, und um über eine gegebene Zeitspanne diese Sofortmerkmale zu berechnen, um für jedes Profil vorhergesagte Gesamtverschleißmerkmale zu erzielen, und
– eine Abstimmeinheit, die vorgesehen ist, um in einem gegebenen Augenblick mindestens ein reales Gesamtverschleißmerkmal des Luftreifens auf mindestens einem der Profile oder im Durchschnitt auf einem axialen Schnitt des Luftreifens zu integrieren, um mindestens eines der vorhergesagten Gesamtverschleißmerkmale mit dem entsprechenden realen Verschleißmerkmal zu vergleichen und das Ergebnis dieses Vergleichs zu berücksichtigen, um einen neuen Voraussagezyklus korrigierter Sofortverschleißmerkmale und Gesamtverschleißmerkmale auszuführen, wobei das reale Gesamtverschleißmerkmal von den Messmitteln kommen kann oder nicht, die auf das Fahrzeug montiert sind.

Vorteilhafterweise weist das erfindungsgemäße System zur Voraussage des Verschleißes ferner Folgendes auf:

– Messmittel, die vorgesehen sind, um in Echtzeit und bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen Fahrbeanspruchungen zu messen, die an dem Schwerpunkt des Fahrzeugs beim Fahren angelegt werden, und die die Stärke der Längsbeschleunigung γ_X und Querbeschleunigung γ_Y oder die entsprechende Längskraft und Querkraft F_X und F_Y umfassen, und
– eine dritte Verarbeitungseinheit, die vorgesehen ist, um die Beschleunigungen oder Kräfte, die bei jeder Radumdrehung oder in diesen Zeitintervallen in Zusammenhang mit den Fahrzeugparametern gemessen werden, zum Erzielen bei jeder Radumdrehung oder in diesen Intervallen der Radmerkmale zu verarbeiten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfassen die Fahrbeanspruchungen auch die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs, die ebenfalls in dem Schwerpunkt gemessen wird, und/oder die von dem Fahrzeug transportierte Last.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Voraussagesystem des Verschleißes ferner stromaufwärts der zweiten Verarbeitungseinheit Mittel zum Messen in Echtzeit für statische Einstellungen auf, die die Vorspur und die Verkantung umfassen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die zweite Verarbeitungseinheit dazu vorgesehen, die Verschleißsofortmerkmale in Abhängigkeit von Parametern in Zusammenhang mit dem Fahrboden vorherzusagen, wie zum Beispiel seine Trockenheit, Nässe oder Feuchtigkeit (zum Beispiel durch Aktivieren oder nicht der Scheibenwischer bestimmt) und/oder der Temperatur des Bodens.

– Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das System Mittel zum Messen der realen Gesamtverschleißmerkmale der auf das Fahrzeug montierten Luftreifen auf, und die dazu bestimmt sind, den Fahrer des Fahrzeugs in Echtzeit über das Erreichen eines oder mehrerer vorbestimmter Verschleißschwellenwerte auf mindestens einem der Profile zu informieren.

Gemäß einem ersten Beispiel dieser Ausführungsform, das sich auf die internationale Patentanmeldung PCT/EP02/10936 , die oben erwähnt wurde, bezieht, sind Messmittel vorgesehen, um die Kapazität oder den elektrischen Widerstand im Inneren des Profils zu messen und um daraus die Höhe des Profils durch eine Beziehung abzuleiten, die die Kapazität oder den Widerstand mit dieser Höhe verbindet.
Gemäß einem zweiten Beispiel dieser Ausführungsform, das sich auf die internationale Patentanmeldung PCT/EP02/12262 , die oben erwähnt wurde, bezieht, bei der die Profile des Luftreifens untereinander durch Furchen verbunden sind und das Fahrzeug ein Fahrgestell und eine Aufhängungsvorrichtung aufweist, die eine biegsame Verbindung zwischen dem Fahrgestell und dem Rad sicherstellt, sind die Messmittel zu Folgendem vorgesehen:

a) in einem gegebenen Augenblick Ausführen einer Messung eines Werts, der für die Entfernung zwischen einerseits einem ersten Punkt repräsentativ ist, der fest mit der Aufhängungsvorrichtung verbunden ist, die dem Luftreifen gegenüberliegt und eine Position oder mehrere Positionen einnimmt, so dass die orthogonale Projektion des ersten Punkts auf die mittlere Umfangsebene des Luftreifens in gleicher Entfernung von dieser Achse des Rads auf der Ebene bleibt, repräsentativ ist, oder einem zweiten Punkt, der fest mit dem Fahrgestell verbunden ist, das dem Luftreifen gegenüberliegt, und andererseits dem Scheitel mindestens eines der Profile gegenüber dem ersten oder dem zweiten Punkt,
b) oder, in einem ersten Fall, Ausführen in dem gegebenen Augenblick einer Messung eines Referenzwerts, der für eine Entfernung repräsentativ ist, die zwischen dem ersten oder dem zweiten Punkt und dem Grund einer der Furchen gegenüber dem ersten oder dem zweiten Punkt gemessen wird, oder, in dem zweiten Fall, später Ausführen einer Messung eines anderen Referenzwerts, der für eine Entfernung repräsentativ ist, die zwischen dem ersten Punkt und einem Scheitel gemessen wird, und um
c) den im Absatz a) gemessenen Wert mit dem im Absatz b) gemessenen Referenzwert zu vergleichen, um daraus in dem ersten Fall eine Verschleißinformation abzuleiten, die für die Höhe des Profils repräsentativ ist, durch eine Differenzmessung in dem Augenblick, und, in dem zweiten Fall, eine Verschleißinformation, die für die Entwicklung des Verschleißes des Scheitels des Profils in einem gegebenen Zeitintervall repräsentativ ist.

Gemäß einem dritten Beispiel dieser Ausführungsform, das sich auf die internationale Patentanmeldung PCT/EP03/00888 , die oben erwähnt wurde, bezieht, sind die Messmittel vorgesehen, um einer diskreten Impedanz variablen, die für die Impedanz eines passiven Resonanzkreises, der in mindestens einem der Profile enthalten ist, repräsentativ ist, eine diskrete Verschleißvariable zuzuweisen, die für den Verschleiß des Profils repräsentativ ist.
Gemäß einem vierten Beispiel dieser Ausführungsform, das sich auf die internationale Patentanmeldung PCT/EP03/00557 , die oben erwähnt wurde, bezieht, sind die Messmittel vorgesehen, um einer Energievariablen, die für die Energie einer elektromagnetischen Strahlung repräsentativ ist, wie zum Beispiel das sichtbare Licht, das von dem Außenraum in den Innenraum des Luftreifens durch mindestens eines der Profile übertragen wird, eine Verschleißvariable zuzuweisen, die für den Verschleiß des oder der Profile repräsentativ ist.
Die Energievariable ist selbst für die Bündigkeit eines Mittels zum Übertragen elektromagnetischer Strahlungen auf der Oberfläche des Scheitels des Elementes repräsentativ.

– Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Mittel zum Messen der realen Gesamtverschleißmerkmale auf dem Fahrzeug vorgesehen, um die mittlere Abnutzung der Profile auf einem axialen Schnitt des Luftreifens zu messen.

Vorteilhafterweise sind die Messmittel zu Folgendem vorgesehen:

• Schätzen des Werts R_e,t des Rollradius des Luftreifens in einem Augenblick t,
• Vergleichen dieses geschätzten Werts R_e,t mit mindestens einem Referenzwert R_e,t0 für diesen Rollradius, der einem bestimmten Verschleißgrad des gleichen Luftreifens in einem früheren Augenblick t₀ entspricht, indem das Verhältnis R_e,t/R_e,t0 berechnet wird, dann
• Ableiten aus diesem Verhältnis R_e,t/R_e,t0 des Verhältnisses der mittleren Abnutzung auf einem axialen Schnitt des Luftreifens, der gleich der mittleren Höhe h_t der Profile in dem Augenblick t auf ihrer mittleren Höhe h_t0 in dem Augenblick t₀ ist, über ein für den Luftreifen spezifisches Verschleißgesetz.

Gemäß einem weiteren Merkmal dieser anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Wert R_e,t des Rollradius des Reifens in einem Augenblick t wie folgt geschätzt:

– durch erste Mittel, die zum Messen in einem gegebenen Augenblick t der Anzahl Umdrehungen des Rads vorgesehen sind, auf das der Luftreifen seit dem früheren Augenblick t₀ montiert ist,
– durch zweite Mittel, die vorgesehen sind, um in diesem Augenblick t die Entfernung zu messen, die von dem Fahrzeug seit dem früheren Augenblick t₀ zurückgelegt wurde,
– durch dritte Mittel, die vorgesehen sind, um in diesem Augenblick t korrigierende Parameter in Zusammenhang mit den Fahrbedingungen des Fahrzeugs zu messen, die insbesondere die Temperatur und den Innendruck des Luftreifens, die Last und das Antriebsmoment oder Bremsmoment, das an den Luftreifen angelegt wird, umfassen,
– einen Bordcomputer, der dazu vorgesehen ist, einen theoretischen Wert R_th,t des Rollradius in diesem Augenblick t in Bezug auf die zurückgelegte Entfernung/die Anzahl Radumdrehungen in diesem Augenblick t zu liefern, um den Schätzwert R_e,t des Rollradius in diesem Augenblick t ausgehend von dem theoretischen Wert R_th,t und den korrigierenden Parametern zu berechnen, um das Verhältnis dieses Schätzwerts R_e,t zu dem Schätzwert R_e,t0 des Rollradius in dem Augenblick t₀ zu berechnen und daraus das mittlere Verschleißverhältnis abzuleiten. Vorteilhafterweise umfassen die ersten Mittel ein ABS-System, das mit einem elektronischen Stabilitätsprogramm „ESP" verbunden ist.

Vorteilhaft ist ebenfalls, dass die zweiten Mittel vorgesehen sind, um die zurückgelegte Entfernung entweder direkt über einen Rückfahrradar oder indirekt über ein weltweites Positionierungssystem „GPS" zu messen oder ausgehend von dem realen Geschwindigkeitsverhältnis des Fahrzeugs/der Winkelgeschwindigkeit des Rads. In diesem letzteren Fall wird das reale Geschwindigkeitsverhältnis des Fahrzeugs/Winkelgeschwindigkeit des Rads vorteilhafterweise von der Verbindung eines Antikollisionsradars und eines ABS-Systems gegeben.
Die oben genannten Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie weitere werden besser bei der Lektüre der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung verstanden, die beispielhaft und nicht einschränkend gegeben wird, und die sich auf die anliegende Zeichnung bezieht, in der:
die alleinige Figur ein Blockschaltbild ist, das die wesentlichen Bestandteile gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eines Systems zur Voraussage des Verschleißes mindestens eines Luftreifens veranschaulicht, das ein Land-Kraftfahrzeug ausstattet, sowie die Hauptschritte eines Verfahrens zum Voraussagen des Verschleißes, das mittels dieses Systems umgesetzt wird.
Wie man in der alleinigen Figur sehen kann, weist ein erfindungsgemäßes System zum Voraussagen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Folgendes auf:

– nur optional: einen Routenspeicher 10 zum Lesen und Schreiben, der eine Datenbank in Zusammenhang mit mehreren Routen für Land-Kraftfahrzeuge enthält, zum Beispiel Straßen oder Autobahnen,
– einen Fahrzeugspeicher 20 zum Lesen und Schreiben, der eine Datenbank in Zusammenhang mit mehreren Land-Kraftfahrzeugen enthält, die jeweils mit Luftreifen versehen sind, die auf Räder montiert sind, wobei diese Datenbank insbesondere für jedes Fahrzeug seine Masse, seine geometrischen Eigenschaften (wie zum Beispiel die Höhe seines Schwerpunktes, seinen Radstand, seine Spurweite, seine ursprünglichen Einstellungen in der Vorspur und Verkantung, die elasto-kinematische Charakterisierung seiner Verbindung mit dem Boden) sowie seine Merkmale der Schräglaufsteifheit enthält,
– Messmittel 30, die vorgesehen sind, um in Echtzeit und bei jeder Radumdrehung oder in gegebenen Zeitintervallen die Fahrbeanspruchungen 31 zu messen, die an dem Schwerpunkt eines beliebigen dieser Fahrzeuge beim Fahren angelegt werden (optional ausgehend von Parametern 11, die in dem Speicher 10 enthalten sind und eine der ausgewählten Routen charakterisieren) und die insbesondere die Stärken der Längsbeschleunigung γ_X und der Querbeschleunigung γ_Y oder der entsprechenden Kräfte F_X und F_Y, die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs, ebenfalls im Schwerpunkt gemessen, und/oder die transportierte Last oder Messmittel (nicht dargestellt) umfassen, die vorgesehen sind, um die Radmerkmale 41 direkt zu messen, die die Kräfte enthalten, die im Zentrum des Rads in die Richtungen X, Y und Z angelegt werden, und den Radsturzwinkel γ und Reifenlaufwinkel δ,
– nur in dem Fall des Gebrauchs der Messmittel 30: eine Verarbeitungseinheit 40, die vorgesehen ist, um die Fahrbeanspruchungen 31 zu verarbeiten, die bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen von den Messmitteln 30 in Zusammenhang mit den Parametern 21, die aus dem Speicher 20 extrahiert werden, der spezifisch das aus gewählte Fahrzeug charakterisiert, gemessen werden, und um daraus bei jeder Radumdrehung oder in diesen Zeitintervallen die Radmerkmale 41 abzuleiten,
– mindestens einen Luftreifenspeicher 50 zum Lesen und Schreiben, der eine Datenbank in Zusammenhang mit mehreren unterschiedlichen Luftreifen enthält, wie zum Beispiel ihre Maße und geometrischen sowie mechanischen Merkmale jedes ihrer Profile i,
– eine Verarbeitungseinheit 60, die vorgesehen ist, um die Radmerkmale 41 in Zusammenhang mit Parametern 51 zu bearbeiten, die aus dem Speicher 50, der spezifisch den Luftreifen charakterisiert, der auf das Rad montiert ist, extrahiert werden, und um daraus bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen Merkmale 61 von Profilen i abzuleiten, die die Berührungsfläche des Luftreifens mit dem Fahrboden charakterisieren, die für die Kräfte repräsentativ sind, die auf jedes Profile i in die Richtungen X, Y und Z angelegt werden,
– eine Verarbeitungseinheit 70, die vorgesehen ist, um ausgehend von den Merkmalen 61 von Profilen i und eventuell von Parametern in Zusammenhang mit dem Fahrboden, wie zum Beispiel seine Trockenheit oder Feuchtigkeit und/oder die Temperatur des Bodens, Sofortverschleißmerkmale 71 vorherzusagen, die für den Verschleiß bei jeder Radumdrehung jedes Profils i repräsentativ sind, und um auf einem Zyklus mit einer bestimmten Periode T diese vorhergesagten Sofortverschleißmerkmale 71 zu summieren, um dem Fahrer des Fahrzeugs Gesamtverschleißinformationen 72 im Anschluss an diesen Fahrzyklus zu liefern, die für jedes Profil i vorhergesagt werden (oder mindestens für das Profil i, dessen vorhergesagte Abnutzung die ausgeprägteste ist),
– optional Mittel 80, die auf das Fahrzeug montiert und dazu vorgesehen sind, in einem gegebenen Augenblick die reale Abnutzung jedes Profils i (lokale Abnutzung) zu messen oder die Gesamtabnutzung des Luftreifens (das heißt die mittlere Gesamtabnutzung auf einem axialen Schnitt des Luftreifens), wobei diese lokale oder globale Abnutzung vorteilhafterweise kontinuierlich bei jeder Radumdrehung oder diskret gemessen werden kann, indem sie zum Beispiel über die Zeitspanne T summiert wird, indem reale Verschleißwerte 81 oder 82 (jeweils Sofortverschleißwerte oder Gesamtverschleißwerte) geliefert werden,
– eine Abstimmeinheit 90, die vorgesehen ist, um die realen Verschleißwerte 81 oder 82 zu integrieren, um die vorhergesagten Verschleißwerte 72 mit den realen entsprechenden Verschleißwerten 82 zu vergleichen, und um bei dem darauf folgenden Voraussagezyklus die Verarbeitung der Fahrbeanspruchungen 31 durch die Einheit 40 zu modifizieren (siehe Pfeil 100, der diese „Initialisierung" der Verarbeitungseinheit 40 darstellt), und
– einen Bordcomputer 110, der in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs installiert und mit der Verarbeitungseinheit 70 verbunden ist, der dazu bestimmt ist, den Fahrer des Fahrzeugs über den Verschleiß mindestens eines Luftreifens in einem gegebenen Augenblick zu informieren, oder über die restliche Gebrauchsdauer oder über die restliche Strecke, die sich daraus ergeben, und/oder der dazu bestimmt ist, die vorhergesagten Verschleißmerkmale an Steueralgorithmen zu liefern, die das Sicherheitssystem des Fahrzeugs enthält, wobei diese Algorithmen vorgesehen sind, um Fahrhilfssysteme zu steuern, wie zum Beispiel „ABS"- oder „ESP"-Systeme.

Der Speicher 20, der die Datenbank im Zusammenhang mit Fahrzeugen enthält, umfasst zum Beispiel die folgenden Parameter 21 für jedes Fahrzeug:

– das Gewicht, das von der Vorderachse getragen wird (in kg)
– das Gewicht, das von der Hinterachse getragen wird (in kg),
– Typ der Kraftübertragung: Zug oder Schub,
– Radstand: Entfernung zwischen der Vorderachse und der Hinterachse: E in m,
– Spurweite (vorn/hinten): Entfernungen zwischen der Mitte des linken Rads und des rechten Rads: V1 und V2 in m,
– Steifigkeit der Achse (vorn/hinten): KZ1 und KZ2 in N/m,
– Rollschutzsteifheit (vorn/hinten): C1 und C2 in Nm/rad,
– statische Vorspuren am Rad (vorn/hinten): B10 und B20 in Grad,
– Einschlagkoeffizienten, die bei senkrechter Ausfede rung induziert werden: B11/B21 Grad/m,
– statische Verkantungen (vorn/hinten): G10 und G20 in Grad,
– induzierte Verkantungskoeffizienten unter senkrechter Ausfederung (vorn/hinten): G11/G21 in Grad/m,
– induzierte Verkantungskoeffizienten durch Rollen (vorn/hinten): GB1, GB2 (Grad/Grad),
– Höhen des Schwerpunkts, der Rollzentren vorn/hinten: HG, H01, H02 in m,
– Stauchschutzrate (%),
– Anti-Nickrate (%),
– Verteilungsrate der Bremsung: Prozentsatz der Gesamt bremskraft, der auf die Vorderachse übertragen wird,
– Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (V in km/h),
– aerodynamischer Faktor,
– Fahrwiderstandsfaktor (%),
– Erdbeschleunigung: 9,81 in m/s²,
– Hebelarm des Selbstfluchtungsmoments: in m,
– Reifenlaufwinkel bei Schub gleich Null: dy0 in Grad.

Die Messmittel 30 weisen Beschleunigungsmesser oder Dynamometer auf, die jeweils vorgesehen sind, um bei jeder Radumdrehung oder in gegebenen Zeitintervallen die Stärke in der Längsbeschleunigung γ_X und Querbeschleunigung γ_Y oder entsprechende Kräfte F_X und F_Y zu messen, die an den Schwerpunkt eines gegebenen Fahrzeugs angelegt werden, wobei diese Beschleunigungswerte oder Kräfte zum Beispiel in Form von Bihistogrammen γ_X/γ_Y oder F_X/F_Y (Abszisse/Ordinate) gegeben werden, die bei der Raumfrequenz der Radumdrehung oder durch Zeitintegration erstellt werden. Zu bemerken ist, dass diese Beschleunigungen oder Kräfte auch ausgehend von Systemen wie zum Beispiel „ABS", „ESP" oder „GPS" erzielt werden können.
Wie oben erwähnt, ist zu bemerken, dass diese Messmit tel 30 durch Mittel ersetzt werden könnten, die vorgesehen sind, um die Radmerkmale 41 direkt zu messen (darunter die Kräfte, die an die Mitte des Rads in die Richtungen X, Y und Z angelegt werden, sowie der Radsturzwinkel γ und der Reifenlaufwinkel δ), und zwar ausgehend von der Messung der drei Komponenten der Resultante von Kräften, die von dem Fahrboden auf die Berührungsfläche des Luftreifens ausgeübt werden, die durch Verarbeitung von mindestens zwei Umfangs-Dehnungs- und Schrumpfungsmessungen in mindestens einer Flanke des Luftreifens an zwei stationären Punkten im Raum, die an unterschiedlichen Peilwinkeln entlang des Umfangs liegen, bestimmt wird. Dieses Schrumpfen oder diese Dehnung des Flankenumfangs wird vorteilhafterweise durch Messen der Entfernung zwischen den Fäden der Gewebeeinlage der Flanken geschätzt. Siehe dazu die Patentschrift WO-A-03/014693 , ausgestellt auf die Antragstellerinnen, die eine ausführliche Beschreibung dieser Messung der Radmerkmale 41 ausgehend von den Kräften in der Berührungsfläche enthält.
Die optionale Verarbeitungseinheit 40 ist zum Beispiel vorgesehen, um dieses Bihistogramm von Beschleunigungen oder Kräften zu verarbeiten, und um daraus bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen die Kräfte abzuleiten, die auf die Mitte des Rads in die Richtungen X, Y, Z angelegt werden, sowie den Radsturzwinkel γ und Reifenlaufwinkel δ (wobei die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs in diese Verarbeitungseinheit 40 als eine Konstante, die von der ausgewählten Route abhängt, eingegeben wird oder nicht). Für die Berechnung der Kräfte, die an die Mitte des Rads angelegt werden, sind die Eingangsdaten diese Beschleunigungen γ_X und γ_Y, die statische Last des Fahrzeugs und eventuell die Geschwindigkeit und der Winkel am Lenkrad, und man berechnet zuerst die Kräfte, die auf jede Achse angelegt werden.
Zuerst werden ausgehend von der Gesamtlast des Fahr zeugs und von seiner Geometrie die Kräfte Z pro Achse bestimmt. Dann werden ausgehend von der Beschleunigung γ_Y und der Geometrie des Fahrzeugs die Kräfte Y pro Achse bestimmt.
Dann werden ausgehend von der Beschleunigung γ_X, der Geometrie des Fahrzeugs, dem Bremsgesetz und den Verteilungen der Motrizität die Kräfte X pro Achse berechnet. Das Fahrzeug unterliegt nämlich einer aerodynamischen Widerstandskraft, dem Fahrwiderstand der Vorderachse und der Hinterachse und einer Antriebsmoment- oder Bremskraft (die Verteilung dieser Kraft auf die Vorderachse und auf die Hinterachse hängt dabei von der Konzeption des Fahrzeugs ab, und, in dem Fall des Bremsens, definiert das Bremsgesetz die Verteilung vorn/hinten dieser Kraft).
Ausgehend von den Kräften X pro Achse, bestimmt man die Kräfte X pro Rad.
Dann werden die Kräfte Z pro Rad bestimmt, indem die Lastübertragungen in die Längsrichtung und in die Querrichtung berücksichtigt werden. Die senkrechte Gesamtlast auf einem Rad ist nämlich die Summe der statischen Last auf dem Rad (gleich der Hälfte der Last auf der Achse) und der Lastvariationen, die jeweils auf die Lastübertragungen in die Längsrichtung (Gleichgewicht beim Schwanken) und in die Querrichtung (Gleichgewicht beim Rollen) zurückzuführen sind.
Davon ausgehend werden die Kräfte Y pro Rad berechnet, und zwar über die Berechnung der Summe der induzierten Einschlagungen und der induzierten Verkantungen (die durch das Rollen und unter senkrechtem Ausfedern induziert werden), der Drift der Hinterräder (Berechnung der Drift des Fahrgestells und der Kräfte Y der Hinterräder) und der Reifenlaufwinkel der Vorderräder (Berechnungen des Einschlagwinkels des Lenkrads und der Kräfte Y der Vorderräder).
Der Luftreifenspeicher 50, der die Datenbank der Luftreifen enthält, enthält insbesondere Parameter für jeden Luftreifen, wie zum Beispiel den Innendurchmesser „am Seat" des Luftreifens, seinen Außendurchmesser H, seine axiale Breite B und sein Formverhältnis H/B sowie die geometrischen und mechanischen Merkmale jedes Profils i und insbesondere die Gummihöhe h_i, die Einschnittrate (auch „Lückengrad" genannt) jedes Profils i in der Berührungsfläche und die Starrheiten R_xi und R_yi des Profils i in die Richtungen X und Y.
Die Verarbeitungseinheit 60 ist vorgesehen, um die Informationen über Kräfte zu verarbeiten, die auf die Mitte des Rads angelegt werden, sowie den Radsturzwinkel und Reifenlaufwinkel in Zusammenhang mit diesen Luftreifenparametern 51, die aus dem Speicher 50 extrahiert werden, über ein Modell oder ein Luftreifengesetz, um daraus bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen die Merkmale der Profile 61 in der Berührungsfläche des Luftreifens mit dem Fahrboden abzuleiten, wie zum Beispiel:

– die Kräfte f_Xi, f_Yi, f_Zi auf jedem Profil i in die Richtungen X, Y, Z und
– die Länge L_i sowie die Breite l_i jedes Profils i in der Berührungsfläche.

Zu bemerken ist, dass der oben genannte Routenspeicher 10 optional zum „Abstimmen" der Verarbeitungseinheiten 40 oder 60 dienen kann, um zum Beispiel die Besonderheit des Fahrbodens zu berücksichtigen.
Die Verarbeitungseinheit 70 ist vorgesehen, um über ein Modell oder ein Gesetz des Verschleißes, wie zum Beispiel des beim Fachmann gut bekannten Gesetzes von Archard, J. F. ARCHARD (siehe dazu den Artikel „Contact and Rubbing of Flat Surfaces", J. Appl. Phys., 24 „Contact and Rubbing of Flat Surfaces", J. Appl. Phys., 24 (1953) 981–988), von Merkmalen 61 der Profile i in der Berührungsfläche ausgehend und eventuell von dem mehr oder minder trockenen oder feuchten Charakter des Fahrbodens und der Temperatur des Bodens die Sofortverschleißmerkmale 71 jedes Profils i, die für den Verschleiß bei jeder Radumdrehung oder in diesen Zeitintervallen repräsentativ sind, vorherzusagen.
Diese Verschleißmerkmale 71, wie zum Beispiel der absolute oder relative Höhenverlust jedes Profils i oder seine Verschleißgeschwindigkeit hängen insbesondere von der Gleitlänge jedes Profils i in der Berührungsfläche, von den oben genannten Kräften f_Xi, f_Yi, f_Zi auf jedem Profil i, von dem Abscheuern von Material, das jedes Profil i bildet, von der Länge L_i und von der Breite l_i dieses ab.
Zu bemerken ist, dass die Verarbeitungseinheit 70 globale Verschleißinformationen oder nach Zonen des Luftreifens unterschiedene Verschleißinformationen liefern kann (das heißt die, die entweder die Gesamtheit oder eine oder mehrere Zonen des Luftreifens betreffen, die zum Beispiel auf dessen axiale Breite verteilt sind, wie zum Beispiel die Schultern und/oder eine oder mehrere Zonen, die als Symmetrieebene die mittlere Umfangsebene des Luftreifens zulassen oder sich zu beiden Seiten dieser Ebene zwischen den Schultern befinden).
Wie oben erwähnt, erzielt man die über einen Zyklus mit der Periode T vorhergesagten Verschleißinformationen 72, indem man auf der Anzahl der Umdrehungen, die in diesem Zyklus enthalten sind, oder durch Zeitintegration diese Sofortinformationen 71 summiert. Wie oben angegeben, ist zu bemerken, dass diese erzielten summierten Informationen 72 global sind oder nach Zonen des Luftreifens unterschieden werden können.
Man vergleicht dann über die Abstimmeinheit 90 diese vorhergesagten Informationen 72 mit Verschleißinformationen 82, die zuvor in die Abstimmeinheit integriert wurden, und die wie folgt direkt erzielt werden:

– entweder über eine visuelle Feststellung beim Stillstand des Fahrzeugs, die zum Beispiel von dem Fahrer dieses Letzteren durchgeführt wird oder durch einen externen Spezialisten,
– oder vorteilhafterweise über die Mittel 80 zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Messen des Verschleißes des Luftreifens (beim Stillstand und/oder beim Fahren des Fahrzeugs), mit welchen das Fahrzeug versehen ist, um den Fahrer in Echtzeit über das Erreichen eines oder mehrerer vorbestimmter Verschleißschwellenwerte zu informieren, oder über mindestens ein Profil i, oder im Durchschnitt über einen axialen Schnitt des Luftreifens.

Wenn das System zum Gebrauch realer Gesamtverschleißwerte vorgesehen ist, die über eine visuelle Feststellung oder unabhängige Messungen des Fahrzeugs erzielt werden, zum Beispiel mit einem Tiefenmessgerät, umfasst es Mittel, um diese Werte einfach zu empfangen und sie in dem Speicher zu integrieren. Diese Mittel können eine Steckdose aufweisen, an der man ein Gehäuse mit einer Tastatur anschließen kann, um die Werte manuell einzugeben. Man kann auch in Betracht ziehen, das System und ein externes Messgerät über diese Steckdose direkt zu verbinden.
Als Messmittel 80 des Verschleißes auf mindestens einem Profil i des Luftreifens (oder auf jedem der Profile i), verwendet man vorteilhafterweise die, die in den oben genannten internationalen Patentanmeldungen beschrieben sind: PCT/EP02/10936 , PCT/EP02/12262 , PCT/EP03/00888 und PCT/EP03/00557 .
Als Messmittel 80 für die mittlere Abnutzung auf einem axialen Schnitt des Luftreifens verwendet man vorteilhafterweise Mittel, die zum Schätzen des Werts R_e,t des Rollradius des Luftreifens in einem Augenblick t bestimmt sind, dann vergleicht man diesen Schätzwert R_e,t mit mindestens einem Referenzwert R_e,t0 für diesen Rollradius, der einem bestimmten Verschleißgrad des gleichen Luftreifens in einem früheren Augenblick t₀ entspricht (der zum Beispiel einer Abnutzung gleich Null des Luftreifens entspricht), indem man das Verhältnis R_e,t/R_e,t0 berechnet und aus diesem Verhältnis R_e,t/R_e,t0 das mittlere Verschleißverhältnis auf einem axialen Schnitt des Luftreifens ableitet, der gleich der mittleren Höhe h_t der Profile im Augenblick t auf ihrer mittleren Höhe h_t0 im Augenblick t₀ ist, über ein für den Luftreifen spezifisches Verschleißgesetz.
Diese Messmittel 80 des Rollradius des oder der Luftreifen weisen im Wesentlichen in dem Fahrzeug, das mit ihnen ausgestattet ist, Folgendes auf:

– erste Mittel zum Messen in einem gegebenen Augenblick t der Anzahl Umdrehungen des Rads, auf das der oder jeder Luftreifen montiert ist, in einem Referenzzeitpunkt t₀, die vorteilhafterweise ein ABS-System verbunden mit einem ESP-System aufweisen, wobei diese zwei Systeme es erlauben, eine Messpräzision der Anzahl an Radumdrehungen auf etwa 1/48 oder 1/96 genau zu erzielen,
– zweite Mittel zum Messen in diesem Augenblick t der von dem Fahrzeug seit diesem Augenblick t₀ zurückgelegten Entfernung, entweder direkt über einen Rückfahrradar (der wie bekannt Ultraschallsensoren enthält), oder indirekt über ein GPS-System („Global Positioning System" oder weltweites Positionierungssystem), oder auch ausgehend von dem Verhältnis zwischen realer Geschwindigkeit des Fahrzeugs/Winkelgeschwindigkeit des Rads, das von der Verbindung eines Antikollisionsradars mit einem ABS-System gegeben werden kann,
– dritte Mittel zum Messen in diesem Augenblick t korrigierender Parameter in Zusammenhang mit den Fahrbedingungen des Fahrzeugs, wobei diese dritten Mittel insbesondere die Temperatur und den Innendruck des Luftreifens, die Last und das Antriebsmoment oder Bremsmoment, das an diesen Luftreifen angelegt wird, umfassen,
– einen Bordcomputer, der vorgesehen ist, um für jeden betreffenden Luftreifen Folgendes zu liefern:
• einen theoretischen Wert R_th,t des Rollradius im Augenblick t, gegeben von dem Verhältnis der zurückgelegten Entfernung zu der Anzahl Radumdrehungen,
• einen geschätzten (das heißt korrigierten) Wert R_e,t des Rollradius dieses Luftreifens ausgehend von dem theoretischen Wert R_th,t und den korrigierenden Parametern,
• das Verhältnis dieses geschätzten Werts R_e,t zu dem geschätzten Wert R_e,t0 des Rollradius des gleichen Luftreifens in dem Referenzaugenblick t₀,
• das globale Verschleißverhältnis (das heißt im Durchschnitt auf dem Querschnitt des Luftreifens) gleich der mittleren Höhe h_t der Profile in dem Augenblick t auf der mittleren Höhe h_t0 in dem Augenblick t₀, ausgehend von dem Verhältnis R_e,t/R_e,t0 über einen empirisches, für diesen Luftreifen spezifisches Verschleißgesetz.

Immer noch unter Bezugnahme auf die alleinige Figur korrigiert man dann bei einem darauf folgenden Messzyklus über die Abstimmeinheit 90 die Verarbeitung der Fahrbeanspruchungen 31 durch die Einheit 40, indem man zum Beispiel den Unterschied oder Quotienten berück sichtigt, der zwischen diesen vorhergesagten und gemessenen Werten besteht, oder indem man das Verschleißgeschwindigkeitsmerkmal auf den letzten zurückgelegten Kilometern benutzt, um das vorhergesagte Gesamtverschleißmerkmal derart zu korrigieren, dass ein neuer Voraussagezyklus ausgeführt werden kann (immer noch für die Gesamtheit des Luftreifens oder nur für bestimmte seiner Zonen).
Der Bordcomputer 110 informiert den Fahrer des Fahrzeugs kontinuierlich oder auf Anfrage über den Verschleiß, der entweder allen Profilen oder dem oder den Profilen entspricht, die am stärksten abgenutzt sind, oder den Profilen, die auf einer oder mehreren Zonen des Luftreifens in einem axialen Schnitt dieses Letzteren am stärksten abgenutzt sind. Dieser Computer 110 kann den Fahrer auch über die restliche Gebrauchsdauer oder über die restliche Strecke aufgrund dieser Abnutzung informieren, und/oder Steuerparameter von Fahrhilfssystemen, wie zum Beispiel „ABS" oder „ESP", anpassen.

Claims

Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens, dessen Reifenlauffläche Profile aufweist, und der ein Land-Kraftfahrzeug ausstattet, das die aufeinander folgenden Schritte aufweist: (i) Erzielen bei jeder Radumdrehung oder in gegebenen Zeitintervallen von Radmerkmalen (41) in Zusammenhang mit mindestens einem Rad, die die Kräfte umfassen, die an die Mitte dieses Rads in die Längsrichtung, Querrichtung und senkrechte Richtung angelegt werden, sowie den Radsturzwinkel γ und den Reifenlaufwinkel δ, (ii) eine Verarbeitung der Radmerkmale (41) in Zusammenhang mit Parametern (51), die den Luftreifen, der auf das Rad montiert ist, charakterisieren, zum Erzielen bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen von Berührungsmerkmalen (61) der Profile, die die Berührungsfläche des Luftreifens mit dem Fahrboden charakterisieren, die für die Kräfte repräsentativ sind, die auf jedes Profil in die Längsrichtung, Querrichtung und senkrechte Richtung angelegt werden, und (iii) eine Verarbeitung der Berührungsmerkmale (61), um Sofortverschleißmerkmale (71) jedes Profils bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen vorherzusagen und eine Summierung der Sofortmerkmale über eine gegebene Zeitspanne, um für jedes Profil vorhergesagte Gesamtverschleißmerkmale zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner die folgenden aufeinander folgenden Schritte aufweist: (iv) eine Messung in einem gegebenen Augenblick mindestens eines realen Merkmals der Gesamtabnutzung (82) des Luftreifens auf mindestens einem der Profile oder im Durchschnitt auf einem axialen Schnitt des Luftreifens, (v) ein Vergleichen mindestens eines der vorhergesagten Gesamtmerkmale (72), die in (iii) erzielt wurden, mit dem in (iv) gemessenen entsprechenden realen Merkmal (82), und (vi) ein Berücksichtigen des Ergebnisses des in (v) vorgesehenen Vergleichs beim Ausführen eines neuen Voraussagezyklus korrigierter Sofortverschleiß- und Gesamtverschleißmerkmale.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 1, das vor dem Schritt (i) Folgendes aufweist: – eine Messung in Echtzeit und bei jeder Radumdrehung oder in den gegebenen Zeitintervallen von Fahrbeanspruchungen (31), die an den Schwerpunkt des Fahrzeugs beim Fahren auf der Route angelegt werden, und die die Stärken der Längsbeschleunigung γ_X und Querbeschleunigung γ_Y oder die entsprechende Längskraft und Querkraft F_X und F_Y umfassen, und dann – eine Verarbeitung der Beschleunigungen oder Kräfte, die bei jeder Radumdrehung oder in diesen Zeitintervallen in Zusammenhang mit Parametern (21), die das Fahrzeug charakterisieren, gemessen werden, um bei jeder Radumdrehung oder in diesen Zeitintervallen die Merkmale (41) ge mäß Schritt (i) zu erzielen.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 2, bei dem die Fahrbeanspruchungen auch die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs, ebenfalls gemessen im Schwerpunkt, und/oder die von dem Fahrzeug transportierte Last umfassen.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 1, bei dem die Radmerkmale direkt in dem Schritt (i) ausgehend von der Messung der drei Komponenten der Resultante von Kräften erzielt werden, die von dem Fahrboden auf die Berührungsfläche des Luftreifens ausgeübt werden, und bei dem die Messungen durch Verarbeiten von mindestens zwei Messungen der Dehnung oder des Schrumpfens des Umfangs in mindestens einer Flanke des Luftreifens an zwei im Raum stationären Punkten, die sich an unterschiedlichen Peilwinkeln entlang des Umfangs befinden, bestimmt werden.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Messung in Echtzeit statische Einstellungen aufweist, die die Vorspur und die Verkantung vor dem Schritt (iii) umfasst.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Verarbeitung gemäß Schritt (iii) ferner von Parametern in Zusammenhang mit dem Fahrboden abhängt, wie zum Beispiel seine Trockenheit, Nässe oder Feuchtigkeit und/oder von dem Boden, für die Voraussage der Verschleißsofortmerkmale (71).
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindes tens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die realen Gesamtverschleißmerkmale (82) gemäß Schritt (iv) durch ein Prüfen des Luftreifens beim Stillstand des Fahrzeugs erzielt werden.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die realen Gesamtverschleißmerkmale (82) gemäß Schritt (iv) über Mittel (80) zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Messen des Verschleißes des Luftreifens erzielt werden, mit welchen das Fahrzeug versehen ist, und die dazu bestimmt sind, den Fahrer des Fahrzeugs in Echtzeit über das Erreichen eines oder mehrerer vorbestimmter Verschleißschwellenwerte auf mindestens einem der Profile zu informieren.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 8, bei dem der Schritt (iv) darin besteht, eine Messung der Kapazität oder des elektrischen Widerstands in dem Inneren des Profils durchzuführen und daraus die Höhe dieses Profils durch eine Beziehung abzuleiten, die die Kapazität oder den Widerstand mit dieser Höhe verbindet.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 8, bei dem die Profile des Luftreifens untereinander durch Furchen verbunden sind, und bei dem das Fahrzeug ein Fahrgestell oder eine Aufhängungsvorrichtung aufweist, die eine biegsame Verbindung zwischen dem Fahrgestell und dem Rad sicherstellt, bei dem der Schritt (iv) aus Folgendem besteht: a) in einem gegebenen Augenblick Ausführen einer Messung eines Werts, der für die Entfernung zwischen einerseits einem ersten Punkt, der fest mit der Aufhängungsvorrichtung verbunden ist, die dem Luftreifen gegenüberliegt und eine Position oder mehrere Positionen einnimmt, so dass die orthogonale Projektion des ersten Punkts auf der mittleren Umfangsebene des Luftreifens gleich der Entfernung der Achse des Rads auf der Ebene bleibt, repräsentativ ist, oder einem zweiten Punkt, der fest mit dem Fahrgestell verbunden ist, das dem Luftreifen gegenüberliegt, und, andererseits, dem Scheitel mindestens eines der Profile gegenüber dem ersten oder dem zweiten Punkt, b) oder, in einem ersten Fall, Ausführen in dem gegebenen Augenblick einer Messung eines Referenzwerts, der für eine Entfernung repräsentativ ist, die zwischen dem ersten oder dem zweiten Punkt und dem Grund einer der Furchen gegenüber dem ersten oder dem zweiten Punkt gemessen wird, oder, in einem zweiten Fall, später Ausführen einer Messung zwischen einem anderen Referenzwert, der für eine Entfernung repräsentativ ist, die zwischen dem ersten Punkt und einem der Scheitel gemessen wird, und c) Vergleichen des im Absatz a) gemessenen Werts mit dem Referenzwert, der im Absatz b) gemessen wurde, um daraus in dem ersten Fall eine Verschleißinformation abzuleiten, die für die Höhe des Profils repräsentativ ist, durch Differenzmessung in dem Augenblick, und, in dem zweiten Fall, eine Verschleißinformation, die für die Entwicklung des Verschleißes des Scheitels des Profils in einem gegebenen Zeitintervall repräsentativ ist.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (iv) das Zuweisen zu einer diskreten Impedanzvariablen, die für die Impedanz eines passiven Resonanzkreises repräsentativ ist, der in mindestens einem der Profile enthalten ist, einer diskreten Verschleißvariablen, die für den Verschleiß des Profils repräsentativ ist.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 8, bei dem der Schritt (iv) die Zuweisung zu einer Energievariablen, die für die Energie einer elektromagnetischen Strahlung, wie zum Beispiel sichtbares Licht, das von dem Außenraum zu dem Innenraum des Luftreifens durch mindestens eines der Profile übertragen wird, repräsentativ ist, einer Verschleißvariablen, die für den Verschleiß des oder der Profile repräsentativ ist.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 12, bei dem die Energievariable selbst für die Bündigkeit eines Mittels für das Übertragen elektromagnetischer Strahlungen auf der Oberfläche des Scheitels des Elementes repräsentativ ist.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die realen Gesamtverschleißmerkmale (82) gemäß Schritt (iv) über Mittel (80) erzielt werden, die auf dem Fahrzeug vorgesehen sind, um die mittlere Abnutzung der Profile auf einem axialen Schnitt des Luftreifens zu messen.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 14, bei dem der Schritt (iv) nacheinander aus Folgendem besteht: – Schätzen des Werts R_e,t des Rollradius des Luftreifens in einem Augenblick t, – Vergleichen des geschätzten Werts R_e,t mit mindestens einem Referenzwert R_e,t0 für diesen Rollradius, der einem bestimmten Verschleißgrad des gleichen Luftreifens in einem früheren Augenblick t₀ entspricht, indem das Verhältnis R_e,t/R_e,t0 berechnet wird, – Ableiten aus diesem Verhältnis R_e,t/R_e,t0 des mittleren Verschleißverhältnisses auf einem axialen Schnitt des Luftreifens, der gleich der mittleren Höhe h_t der Profile im Augenblick t auf ihrer mittleren Höhe h_t0 im Augenblick t₀ ist, über ein für den Luftreifen spezifisches Verschleißgesetz.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach Anspruch 15, bei dem der Wert R_e,t des Rollradius des Luftreifens in einem Augenblick t geschätzt wird durch: – Messen in einem gegebenen Augenblick t der Anzahl von Umdrehungen des Rads, auf das der Luftreifen seit dem früheren Augenblick t₀ montiert ist, – Messen in diesem Augenblick t der Entfernung, die von dem Fahrzeug seit dem früheren Augenblick t₀ zurückgelegt wurde, – Erzielen eines theoretischen Werts R_th,t des Rollradius in diesem Augenblick t durch das Verhältnis der zurückgelegten Entfernung zu der Anzahl Radumdrehungen im Augenblick t, – Messen in diesem Augenblick t korrigierender Parameter in Zusammenhang mit den Fahrbedingungen des Fahrzeugs, darunter insbesondere die Temperatur und der Innendruck des Luftreifens, die Last und das Antriebsmoment oder Bremsmoment, das auf den Luftreifen angelegt wird, und – Berechnen des geschätzten Werts R_e,t des Rollradius des Luftreifens im Augenblick t ausgehend von den theoretischen Werten R_th,t und den korrigierenden Parametern.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Schritt (vi) ein Initialisieren des oder der vorhergesagten Gesamtmerkmale (72), die in (iii) für den darauf folgenden Voraussagezyklus erzielt wurden, umfasst, aufgrund des Unterschieds, der zwischen dem Wert des oder der vorhergesagten Gesamtmerkmale (72) und dem entsprechenden realen Gesamtverschleißmerkmal (82), das in (iv) gemessen wurde, besteht.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Schritt (vi) eine adaptive Korrektur der in den Schritten (ii) und (iii) vorgesehenen Verarbeitungen bei dem darauf folgenden Voraussagezyklus aufgrund des Verhältnisses zwischen dem oder jedem vorhergesagten Gesamtmerkmal (72), das in (iii) erzielt wurde, und dem entsprechenden, in (iv) gemessenen realen Gesamtverschleißmerkmal aufweist.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Schritt (vi) eine Korrektur des oder der vorhergesagten Gesamtmerkmale (72) aufweist, die in (iii) erzielt wurden, aufgrund der Verschleißgeschwindigkeit des Luftreifens auf den letzten zurückgelegten Kilometern.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem die vorhergesagten Sofortverschleißmerkmale und/oder die in (iii) erzielten Gesamtverschleißmerkmale für eine oder mehrere bestimmte axiale Umfangszonen der Reifenlauffläche repräsentativ sind.
Verfahren zum Voraussagen des Verschleißes mindestens eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem der Fahrer des Fahrzeugs in Echtzeit über den Verschleiß entweder aller Profile oder der am stärksten abgenutzten Profile informiert wird.
System zum Voraussagen des Verschleißes zum Umsetzen des Verfahrens zum Voraussagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System im Wesentlichen Folgendes aufweist: – einen Fahrzeugspeicher (20) zum Lesen und Schreiben, der eine Datenbank in Zusammenhang mit mehreren Land-Kraftfahrzeugen aufweist, die jeweils mit Luftreifen versehen sind, die auf Räder montiert sind, wobei diese Datenbank für jedes Fahrzeug seine Masse, seine geometrischen Eigenschaften und seine Schräglaufstarrheitseigenschaften aufweist, – Mittel, um bei jeder Radumdrehung oder in gegebenen Zeitintervallen Radmerkmale (41) in Zusammenhang mit mindestens einem Rad zu erzielen, die die Kräfte aufweisen, die an die Mitte dieses Rads in die Längsrichtung X, die Querrichtung Y und die senkrechte Richtung Z angelegt werden, sowie den Radsturzwinkel γ und den Reifenlaufwinkel δ, – einen Luftreifenspeicher (50) zum Lesen und Schreiben, der eine Datenbank in Zusammenhang mit mehreren unterschiedlichen Luftreifen enthält, wie zum Beispiel ihre Maße und die geometrischen und mechanischen Eigenschaften jedes ihrer Profile, – eine erste Verarbeitungseinheit (60), die dazu vorgesehen ist, die Radmerkmale (41) in Zusammenhang mit Luftreifenparametern (51), die aus dem Luftreifenspeicher (50) extrahiert werden, zu verarbeiten, die den Luftreifen charakterisieren, der auf das Rad montiert ist, und um daraus bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen Berührungsmerkmale (61) der Profile abzuleiten, die die Berührungsfläche des Luftreifens mit dem Fahrboden der Route charakterisieren, die für die Kräfte repräsentativ sind, die auf jedes Profil in die Richtungen X, Y und Z angelegt werden, – eine zweite Verarbeitungseinheit (70), die vorgesehen ist, um ausgehend von den Berührungsmerkmalen (61) Verschleißsofortmerkmale (71), die für den Verschleiß jedes Profils bei jeder Reifenumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen repräsentativ sind, vorherzusagen und um über eine gegebene Zeitspanne diese Sofortmerkmale (71) zu summieren, um für jedes Profil vorhergesagte Gesamtverschleißmerkmale (62) zu erzielen, und – eine Abstimmeinheit (90), die vorgesehen ist, um in einem gegebenen Augenblick mindestens ein reales Gesamtverschleißmerkmal (82) des Luftreifens auf mindestens einem der Profile oder im Durchschnitt auf einem axialen Schnitt des Luftreifens zu integrieren, um mindestens eines der vorhergesagten Gesamtverschleißmerkmale (72) mit dem entsprechenden realen Verschleißmerkmal (82) zu vergleichen und das Ergebnis dieses Vergleichs zu berücksichtigen, um einen neuen Voraussagezyklus mit korrigierten Verschleißsofortmerkmalen durchzuführen, wobei das reale Gesamtverschleißmerkmal (82) von Messmitteln stammen kann, die auf das Fahrzeug montiert sind oder nicht.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 22, das ferner Folgendes aufweist: – Messmittel (30), die vorgesehen sind, um in Echtzeit und bei jeder Radumdrehung oder in diesen gegebenen Zeitintervallen Fahrbeanspruchungen (31) zu messen, die auf den Schwerpunkt des Fahrzeugs beim Fahren angelegt werden, und die die Stärken der Längsbeschleunigung γ_X und der Querbeschleunigung γ_Y oder der entsprechenden Längs- und Querkräfte F_X und F_Y enthalten, und – eine dritte Verarbeitungseinheit (40), die vorgesehen ist, um die Beschleunigungen oder Kräfte zu verarbeiten, die bei jeder Radumdrehung oder in diesen Zeitintervallen in Zusammenhang mit den Fahrzeugparametern (21) gemessen werden, um bei jeder Radumdrehung oder in diesen Zeitintervallen Radmerkmale (41) zu erzielen.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 23, bei dem die Fahrbeanspruchungen (31) auch die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs umfassen, die ebenfalls im Schwerpunkt gemessen wird, und/oder die von dem Fahrzeug transportierte Last.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 22, das Mittel aufweist, die vorgesehen sind, um direkt die Radmerkmale ausgehend von der Messung der drei Komponenten der Resultante von Kräften zu messen, die von dem Fahrboden auf die Berührungsfläche des Luftreifens ausgeübt werden, und bei dem die Messung durch Verarbeiten von mindestens zwei Messungen von Dehnung und oder Schrumpfen des Umfangs in mindestens einer Flanke des Luftreifens in zwei stationären Punkten im Raum, die sich in unterschiedlichen Pegelwinkeln entlang des Umfangs befinden, bestimmt wird.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach einem der Ansprüche 22 bis 25, das ferner stromaufwärts der zweiten Verarbeitungseinheit (70) Mittel zum Messen in Echtzeit für statische Einstellungen, die die Vorspur und die Verkantung enthalten, aufweist.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach einem der Ansprüche 22 bis 26, bei dem die zweite Verarbeitungseinheit (70) vorgesehen ist, um die Verschleißsofortmerkmale (71) in Abhängigkeit von Parametern in Zusammenhang mit dem Fahrboden vorherzusagen, wie zum Beispiel seine Trockenheit, Nässe oder Feuchtigkeit und/oder die Temperatur des Bodens.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach einem der Ansprüche 22 bis 27, das ferner Mittel (80) zum Messen der realen Gesamtverschleißmerkmale (82) aufweist, die auf das Fahrzeug montiert und dazu bestimmt sind, den Fahrer des Fahrzeugs in Echtzeit über das Erreichen eines oder mehrerer vorbestimmter Verschleißschwellenwerte auf mindestens einem der Profile zu informieren.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 28, bei dem die Messmittel (80) vorgesehen sind, um die Kapazität oder den elektrischen Widerstand im Inneren des Profils zu messen und daraus die Höhe des Profils durch eine Beziehung abzuleiten, die die Kapazität oder den Widerstand mit dieser Höhe verbindet.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 28, bei dem, da die Profile des Luftreifens untereinander durch Furchen verbunden sind und das Fahrzeug ein Fahrgestell und eine Aufhängungsvorrichtung aufweist, die eine biegsame Verbindung zwischen dem Fahrgestell und dem Rad sicherstellt, die Messmittel (80) zu Folgendem vorgesehen sind: a) in einem gegebenen Augenblick Ausführen einer Messung eines Referenzwerts, der für die Entfernung zwischen einerseits einem ersten Punkt, der fest mit der Aufhängungsvorrichtung verbunden ist, die dem Luftreifen gegenüberliegt und eine Position oder mehrere Positionen einnimmt, so dass die orthogonale Projektion des ersten Punkts auf die mittlere Umfangsebene des Luftreifens gleich der Entfernung dieser der Achse des Rads auf der Ebene bleibt, repräsentativ ist, oder einen zweiten Punkt, der fest mit dem Fahrgestell verbunden ist, das dem Luftreifen gegenüberliegt, und, andererseits, dem Scheitel mindestens eines der Profile gegenüber dem ersten oder dem zweiten Punkt, b) oder, in einem ersten Fall, Ausführen in dem gegebenen Augenblick einer Messung eines Grenzwerts, der für eine Entfernung zwischen dem ersten oder dem zweiten Punkt und dem Grund einer der Furchen gegenüber dem ersten oder dem zweiten Punkt repräsentativ ist, oder, in einem zweiten Fall, später Ausführen einer Messung eines anderen Referenzwerts, der für eine Entfernung repräsentativ ist, die zwischen dem ersten Punkt und einem der Scheitel gemessen wird, und zum c) Vergleichen des im Absatz a) gemessenen Referenzwerts mit dem im Absatz b) gemessenen Referenzwert, um daraus in dem ersten Fall eine Verschleißinformation abzuleiten, die für die Höhe des Profils repräsentativ ist, durch Differenzmessung in dem Augenblick, und, in dem zweiten Fall, eine Verschleißinformation, die für die Entwicklung des Verschleißes des Scheitels des Profils in einem gegebenen Zeitintervall repräsentativ ist.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 28, bei dem die Messmittel (80) vorgesehen sind, um einer diskreten Impedanzvariablen, die für die Impedanz eines passiven Resonanzkreises repräsentativ ist, der in mindestens einem der Profile enthalten ist, eine diskrete Verschleißvariable zuzuweisen, die für den Verschleiß des Profils repräsentativ ist.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 28, bei dem die Messmittel (80) vorgesehen sind, um einer Energievariablen, die für die Energie einer elektromagnetischen Strahlung repräsentativ ist, wie zum Beispiel das sichtbare Licht, das von dem Außenraum zu dem Innenraum des Luftreifens durch mindestens eines der Profile übertragen wird, eine Verschleißvariable zuzuweisen, die für den Verschleiß des oder der Profile repräsentativ ist.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 32, bei dem die Energievariable selbst für die Bündigkeit eines Mittels zum Übertragen elektromagnetischer Strahlungen auf der Oberfläche des Scheitels des Elementes repräsentativ ist.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach einem der Ansprüche 22 bis 27, bei dem die Messmittel (80) auf dem Fahrzeug vorgesehen sind, um die mittlere Abnutzung der Profile auf einem axialen Schnitt des Luftreifens zu messen.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 34, bei dem die Messmittel (80) für Folgendes vorgesehen sind: – Schätzen des Werts R_e,t des Rollradius des Luftreifens in einem Augenblick t, dann – Vergleichen dieses geschätzten Werts R_e,t mit mindestens einem Referenzwert R_e,t0 für diesen Rollradius, der einem bestimmten Verschleißgrad des gleichen Luftreifens in einem früheren Augenblick t₀ entspricht, indem das Verhältnis R_e,t/R_e,t0 berechnet wird, dann – Ableiten aus diesem Verhältnis R_e,t/R_e,t0 des mittleren Verschleißverhältnisses auf einem axialen Schnitt des Luftreifens, der gleich der mittleren Höhe h_t der Profile im Augenblick t auf ihrer mittleren Höhe h_t0 im Augenblick t₀ ist, über ein für den Luftreifen spezifisches Verschleißgesetz.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 35, bei dem der Wert R_e,t des Rollradius des Luftreifens in einem Augenblick t geschätzt wird durch: – erste Mittel, die vorgesehen sind, um in einem gegebenen Augenblick t die Anzahl von Umdrehungen des Rads zu messen, auf das der Luftreifen seit dem früheren Augenblick t₀ montiert ist, – zweite Mittel, die vorgesehen sind, um in diesem Augenblick t die von dem Fahrzeug seit dem früheren Augenblick t₀ zurückgelegte Entfernung zu messen, – dritte Mittel, die vorgesehen sind, um in diesem Augenblick t korrigierende Parameter in Zusammenhang mit den Fahrbedingungen des Fahrzeugs zu messen, die insbesondere die Temperatur und den Innendruck des Luftreifens, die Last und das Antriebsmoment oder Bremsmoment an dem Luftreifen umfassen, und – einen Bordcomputer, der vorgesehen ist, um einen theoretischen Wert R_th,t des Rollradius in diesem Augenblick t durch das Verhältnis zurückgelegte Entfernung/Anzahl Radumdrehungen in diesem Augenblick t zu liefern, um den Schätzwert R_e,t des Rollradius in diesem Augenblick t ausgehend von den theoretischen Wert R_th,t zu berechnen und korrigierende Parameter, um das Verhältnis dieses Schätzwerts R_e,t zu dem Schätzwert R_e,t0 des Rollradius in dem Augenblick t₀ zu berechnen und daraus das mittlere Verschleißverhältnis abzuleiten.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 36, bei dem die ersten Mittel ein „ABS"-System verbunden mit einer Vorrichtung für elektronisches Stabilitätsprogramm „ESP" aufweisen.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach dem Anspruch 36 oder 37, bei dem die zweiten Mittel vorgesehen sind, um die zurückgelegte Entfernung direkt über einen Rückfahrradar zu messen.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 36 oder 37, bei dem die zweiten Mittel vorgesehen sind, um die zurückgelegte Entfernung indirekt über ein weltweites Positionierungssystem „GPS” zu messen.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 36 oder 37, bei dem die zweiten Mittel vorgesehen sind, um die zurückgelegte Entfernung ausgehend von dem Verhältnis zwischen der realen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Winkelgeschwindigkeit des Rads zu messen.
System zum Voraussagen des Verschleißes nach Anspruch 40, bei dem das Verhältnis zwischen realer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Winkelgeschwindigkeit des Rads von der Verbindung eines Antikollisionsradars und einem „ABS"-System gegeben wird.